Soojuspumbad

Allikas: Energiatalgud

Energiatehnoloogiad.pngEnergiatarbimine.pngSoojusmajandus.png

Soojuspump on seade soojuse ülekandmiseks madalama temperatuuriga keskkonnast kõrgema temperatuuriga keskkonda. Soojuspumbad on kasutusel nii kütte- kui ka konditsioneerimissüsteemides ning tehnoloogilistes protsessides. [1]

Soojuspumba jaoks võib madalama temperatuuriga keskkonnaks olla:

a) pinnas;
b) vesi;
c) välisõhk[1].


Peaartikkel: Soojusmajandus
Seotud artiklid: Soojusvarustus; Lokaalküte; Soojuse hind


Soojuspumpade kasutamine Eestis

Seotud artiklid: Elektrimajanduse regulatiivne keskkond; Soojusmajanduse regulatiivne keskkond; Energiatarbimine kodumajapidamistes


Soojuspumpade paigaldamine on Eestis toimunud juba 1993. aastast alates. Ajavahemikul 1993...2012 on Eestissse paigaldatud hinnanguliselt 73500 soojuspumpa, neist:

a) ~64900 on õhksoojuspumbad;
b) ~8600 on maasoojuspumbad.[2]

2010. aastal kasutati 3,3 %-i Eesti eluruumide kütteks soojuspumpasid[3].

Andmeid soojuspumpade kasutamise kohta Eestis kogub Eesti Soojuspumba Liit (ESPL), mis ühendab soojuspumpasid maaletoovaid ja edasimüüvaid ettevõtteid. ESPL-i liikmete poolt paigaldatud soojuspumpade arvu ning installeeritud võimsus Eestis alates aastast 2003 saab näha jooniselt 1.

Tehnoloogiad

Kasutatavaimad soojuspumbad on aurukompressor- ja absorptsioonjoojuspumbad. Sealjuures saab soojuspumbad jagada viide klassi:

a) maasoojuspump;
b) ventilatsioonisoojuspump;
c) kombineeritud ventilatsiooni-maasoojuspump;
d) õhk-õhk soojuspump;
e) õhk-vesi soojuspump.[1]

Mitmesuguste soojuspumpade kasutuselevõttu Eestis kirjeldavad joonis 2 ning joonis 3.

Tööpõhimõte

Nagu eespool mainiti, on soojuspump seade, mis võimaldab soojust üle kanda madalama temperatuuriga keskkonnast kõrgema temperatuuriga keskkonda. Kuivõrd üldjuhul levib soojus kõrgema temperatuuriga keskkonnast madalama temperatuuriga keskkonda, peavad soojuspumbad suutma muuta soojuse liikumise suunda vastupidiseks. Selleks kasutatakse suhteliselt väikest lisaenergiat (elektrit).[1] Seega on soojuspumba tööpõhimõte sarnane külmkapiga - tegemist on lihtsalt vastupidise protsessiga.

Soojuspump (joonis 4) koosneb neljast torustikuga ühendatud põhiosast:

a) aurusti;
b) kondensaator;
c) kompressor (rõhu tõstmine);
d) paisventiil (rõhu langetamine).[4]

Soojuse ülekandmiseks madalama temperatuuriga keskkonnast kõrgema temperatuuriga keskkonda kasutatakse elektrit.

Maasoojuspumbad

Geotermaalset soojusressurssi jaotatakse:

a) kõrge- ja
b) madalatemperatuuriliseks (< 40 °C) või
c) sügavaks (> 400 m) ja
d) madalaks.[5]

Eestis kasutust leidev geotermaalne ressurss on madalatemperatuuriline (< 10 °C) ning seega on selle kasutamiseks vaja (maa)soojuspumpa.[5]

Tüüpilises maasoojuspumbas tõstetakse kompressori abil gaasilise külmaine rõhku (nt 10...20 bar), mille tulemusena kerkib külmaine temperatuur mitukümmend kraadi (35...70 °C). Seda soojust saab soojusvaheti abil edastada näiteks hoone küttesüsteemi. Soojust loovutanud külmaine liigub seejärel läbi paisuventiili, mille läbimise järel langeb külmaine rõhk mõne bar-ni. Sellega kaasneb ka külmaine temperatuuri langus (~ -5 °C), mis saadetakse uuesti maapõues paiknevasse ringlussüssteemi.[5]

Maasoojussüsteeme saab liigitada:

a) kinnisteks,
b) avatuteks ning
c) otseaurustiga süsteemideks.[5]

Soojuspumba efektiivsust kirjeldav soojustegur (COP) sõltub maasoojuspumba puhul nii kasutatavast süsteemist kui ka sisend- ja väljundtemperatuuridest. Sealjuures tuled arvestada, et avatud soojussüsteemi puhul on COP kõrgem ja stabiilsem kui kinnise soojussüsteemi korral ning otseaurustiga süsteemid on tõhusamad (COP on kuni 0,5 võrra suurem) kui kinnised süsteemid, kuivõrd neis puudub maakontuuri tsirkulatsioonipump. Hooaja keskmine soojustegur (SPF) jääb maasoojuspumpade puhul järgmistesse vahemikesse:

a) põrandakütte puhul 3,5...4 ning
b) radiaatorkütte puhul 3...3,5.[5]

Soojustegurite erinevused on tingitud asjaolust, et radiaatorkütte puhul on vajalik väljundtemperatuur kõrgem (~50 °C) kui põrandakütte puhul (~35 °C).

Maasoojuspumba kasutamise võimalikke keskkonnamõjusid kirjeldatakse uuringus Soojussüsteemi puurkaevu ja -augu mõju põhjavee pinnase füüsikalistele omadustele ning põhjavee keemilisele koostisele Eesti tingimustes.

Õhksoojuspumbad

Õhksoojuspumbad kasutavad maja ümbritsevas välisõhus või ventilatsiooniõhus sisalduvat energiat ning muundavad selle elektrienergia abil soojuseks.

Õhksoojuspumpasid võib jagada:

a) õhk-õhk soojuspumbad;
b) õhk-vesi soojuspumbad;
c) ventilatsiooni e. väljatõmbeõhu soojuspumbad.[6]

Õhksoojuspumbad vajavad Eesti klimaatilistes tingimustes üldjuhul lisakütteallikat.[6]

Õhk-õhk ning õhk-vesi soojuspumpadel jääb aasta keskmine soojustegur vahemikku 2...3.[7]

Soojuspumpade kasutamine tulevikus

Soojuspumbad

Seotud artiklid: Hoonefondi ENMAK stsenaariumid; Soojusmajanduse ENMAK stsenaariumid; Elektritootmise ja -võrkude ENMAK stsenaariumid


Mitmesuguseid soojuspumpade kasutuselevõtuprognoose kirjeldab joonis 5. Tegemist on mõnega võimalikest prognoosidest. Eesti pikaajalise energiamajanduse arengukava koostamisel kasutatud prognoose ning lähteeldusi kirjeldab artikkel Eesti pikaajalised energiamajanduse stsenaariumid.

Soojuse hind

Seotud artiklid: Energia hinna prognoosi alused; Soojuse hind


Jooniselt 6 on nähtav uuringu "Kaugkütte energiasääst" alusel koostatud soojuse hinna prognoosi graafikuid mitmesuguste tehnoloogiate kasutamisel. Täpsemalt on algeeldusi kirjeldatud artiklis Energia hinna prognoosi alused.

Soojuspumpade kasutamisel on toodetud soojuse hind tugevalt seotud soojuspumba tootlusega. Kuivõrd soojustegur väljendab põhimõtteliselt elektri osakaalu muundatud soojusest, on joonisel 7 kirjeldatud ka soojuse hinna seoseid soojuspumba tööks vajaliku elektri osakaalust. Elektri kasutamise osakaal sõltub madalama temperatuuriga keskkonna (vesi, õhk, maa) temperatuurist ning konkreetsest seadmest.

RSS uudisvoog

Joonis 4. Soojuspumba tööpõhimõtte kirjeldus maasoojuspumba näitel[4]
ESPL Soojuspumba tööpõhimõte.jpg

Viited

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 Paist, A.; Poobus, A. Soojusgeneraatorid, Tallinn 2008.
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 Jüri Miks. Soojuspumpade kasutuselevõtu dünaamika Eestis 2014, Eesti Soojuspumba Liit, 2014. (22.03.2016)
  3. Eesti Statistikaamet. Leibkondade energiatarbimise uuring, Tallinn 2013.
  4. 4,0 4,1 Eesti Soojuspumba Liit. Soojuspumba tööpõhimõte. (24.11.2013)
  5. 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 Jõeleht A., Gaškov, M., Polikarpus, M.Soojussüsteemi puurkaevu ja -augu mõju põhjavee pinnase füüsikalistele omadustele ning põhjavee keemilisele koostisele Eesti tingimustes. Tartu: TÜ, 2012.
  6. 6,0 6,1 Eesti Soojuspumba Liit. Õhksoojuspumbad. (12.01.2014)
  7. Jüri Miks, Eesti Soojuspumba Liidu tegevdirektor, 2013
  8. Eesti Soojuspumba Liit
  9. ENMAK-i energiatarbimise prognoosid
  10. Eesti Taastuvenergia Koda; Eesti Keskkonnaühenduste Koda. Taastuvenergia 100% - üleminek puhtale energiale, 2012.
  11. 11,0 11,1 Vali, Lembit. Kaugkütte energiasääst, Tallinn 2013.
  12. 12,0 12,1 Vali, Lembit. Kaugkütte energiasääst. Lisa 2, Tallinn 2013.


Täiendavat lugemist

Aasta Kategooria Pealkiri
2008 Õppematerjal Soojuspumbad
2005 Uuring Soojuspumpade rakendusuuringu aruanne
2007 Uuring Soojuspumpade mõju keskkonnale. Aruanne
2012 Uuring Soojussüsteemi puurkaevu ja -augu mõju põhjavee pinnase füüsikalistele omadustele ning põhjavee keemilisele koostisele Eesti tingimustes
2011 Ettekanne Maasoojuse kasutamisega seotud keskkonna- ja seadusandluse-alased küsimused
2012 Uuring Ülevaade Eesti geotermilisest potentsiaalist ning maasoojusenergia rakendamisvõimalusest
2012 Uuring Geotermilise energia kasutamise võimalused Tartus
2011 Ettekanne Soojapuuraukude mõju keskkonnale - praktiline ja teaduslik lähenemine
2013 Ettekanne Maakütte käsiraamatu tutvustus
2014 Veebileht Eesti Soojuspumba Liidu kodulehekülg
2014 Veebileht Eesti Geotermaalenergia Assotsiatsiooni kodulehekülg
2014 Veebileht Geopower Estonia - maasoojusenergia rakendamine
2014 Ettekanne Soojuspump kui inspireeriv kütteallikas
2013 Analüüs Energiatõhususe lepingu (EPC) analüüsi kokkuvõte 2013
2013 Aruanne Energia- ja veekasutuse aruanne 2013
2013 Ettekanne Ventilatsioon ja soojuspumpade kasutamine kortermajadel ja ühiskondlikel hoonetel
2013 Ettekanne Eesti Maaülikooli tehnikainstituudi (nutikas) maja ja katelseadmete õppelabor
2013 Ettekanne Rakvere Tark Maja - Eesti esimene liginullenergiahoone - kaugküte kombineerituna lokaalküttega
2013 Ettekanne Teadmistepõhisest ehitusest
2013 Ettekanne Energiatehnoloogiate tulevikust
2007 Ettekanne Eesti energiatehnoloogiate arendusstrateegia eeluuring
2007 Aruanne Energiatoodete maksustamise uuring
2014 Ettekanne Euroopa energiapoliitika valikud. Kas Euroopal on üldse valikut
2014 Ettekanne Eesti uus energiapoliitika. Konkurentsivõimeline taastuvenergia Eestis
2014 Ettekanne Eesti energiapoliitika mõju riigi konkurentsivõimele
2014 Ettekanne Eesti põlevkivienergeetika tulevik
2014 Ettekanne Eesti energiamajanduse arengukava aastani 2030
2012 Magistritöö Korteriühistute sotsiaalne ja finantsiline võimekus korterelamute renoveerimiseks
2012 Aruanne Ülevaade Eesti geotermilisest potentsiaalist. Ülevaade maasoojusenergia rakendamisvõimalustest ja vajalikest uuringutest
2014 Aastaraamat Taastuvenergia aastaraamat 2014



Kontaktvõrgustik

Alljärgnevalt on näha artikli kontaktvõrgustikuga liitunuid ning nende panust artikli valmimisse. Kui soovite ka ise kontaktvõrgustikuga liituda, võtke ühendust artikli teemahalduriga.

Light bulb.png Light bulb.png Light bulb.png - autor on teinud olulise panuse artikli valmimisse; autor panustab pidevalt artikli ajakohasena hoidmisel
Light bulb.png Light bulb.png - autor on pakkunud ühes või paaris artikli osas olulist sisendit; autor panustab aeg ajalt artikli ajakohastamisse
Light bulb.png - autor on panustanud mõne üksiku viitega või tähelepanekuga artikli valmimisse

On Teil ettepanekuid, kuidas "SOOJUSPUMBAD" artiklit täiendada? Leidsite infot, mis ei ole enam ajakohane või vajab täpsustamist? Võtke ühendust artikli "SOOJUSPUMBAD" teemahalduriga JAANUS UIGA e-aadressil jaanus.uiga@arengufond.ee või avaldage arvamust selle artikli ARUTELU all.

Personaalsed tööriistad
Energiatalgud Energiaühistud
Nimeruumid

Variandid
vaatamisi
Toimingud
Tööriistad