Siltuma sūkņi ir modernākais veids, kā apsildīt māju un sildīt ūdeni. Mūsu lielākais enerģijas avots ir saule. Tā silda gaisu, zemi un ūdeni. Mūsdienās tiek izmantota tikai neliela daļa no šīs enerģijas. Siltuma enerģija ir visapkārt mums – gaisā (āra un telpu gaisā), zemes virskārtā, zemes dzīlēs un ūdenī. Mūsu uzdevums ir to lietderīgi izmantot – tas ir izmantot to apkurei. Siltuma sūknis sniedz mums šo iespēju, apsildīt māju, nepiesārņojot vidi ar kaitīgām izplūdes gāzēm vai nelietderīgi izmantojot dabas resursus (apsildot māju ar malkas, šķidrā kurināmā, gāzes vai ogļu apkuri).
Augsnē un ūdens tilpnēs ir saules enerģijas akumulācijas rezervuāri, lai izmantot to enerģiju siltuma apgādei nepieciešamas speciālās iekārtas. Siltuma enerģiju iegūst ar urbumā, gruntī vai ūdens tilpnē ievietotu cauruli, kurā cirkulē neaizsalstošs šķidrums, un, tā saucamie “siltuma sūkņi” pārveido iegūtu enerģiju, lai to var izmantot apkurei, karstā ūdens sagatavošanai. Liela priekšrocība tādai iekārtai ir iespēja izmantot to pašu siltuma sūkni vasarā ēkas aukstuma apgādei (tikai telpās papildus jāuzstāda aukstumapgādes iekārtas). Pašlaik mūsu valstī šīs apkures sistēmas vēl nav pieprasītas, līdz galam nav izpētīts lietderīgums Latvijas apstākļiem. Šājos sūkņos tiek izmantota saules “bezmaksas” enerģija, kaut gan enerģijas pārveidošanai ir nepieciešama elektrība (siltuma sūkni var salīdzināt ar ledusskapi kur saldētavas funkcijas izpilda, piemēram, gruntī ieraktā caurule). Pati sistēmas ierīkošana ir ļoti dārga, taču kurināmais, kā noprotat, pēc tam nemaksā neko. Pieņemts uzskatīt, ka šī sistēma ir ekoloģiski tīra, bez šaubām nav nekādu izdedžu, bet paliek atklāts jautājums kā reaģēs mūsu flora un fauna uz aukstumu, kurš tiek izdalīts gruntī, urbumā vai ūdenī.
Siltumsūknis ir apsildes iekārta, ko tāpat kā šķidrā kurināmā, koka vai gāzes katlus izmanto dzīvojamo ēku, kā arī citu ēku apsildīšanai un patērējamā ūdens uzsildīšanai. Siltuma sūkņa siltuma ražošanā nav degšanas procesa, līdz ar to nav ugunsgrēka draudu. Siltuma sūknis siltuma ražošanā paņem akumulēto saules enerģiju no apkārtējās vides - augsnes, ūdens krātuvēm, dziļurbuma ūdeņiem vai gaisa - un izmanto to dzīvojamo māju un citu ēku apkurei, dzesēšanai un patēriņa ūdens sildīšanai, visu gadu nodrošinot stabili un ekonomiski strādājošu apkures sistēmu. Siltumsūknis ir ļoti ērts apkures veids — iekārta automātiski reaģē uz gaisa temperatūras svārstībām ārpusē un automātiski mājās uztur vēlamo klimatu.
Siltumenerģija ir visur mums apkārt. Runa ir tikai par to, kā izmantot šo siltumenerģiju, lai nevajadzētu pievadīt pārāk lielus enerģijas daudzumus no ārpuses.
Siltumsūknis var izmantot uzkrāto siltumenerģiju. Neatkarīgi no tā, vai runa ir par gaisu (āra gaisu vai vēdināšanas gaisu), zemes virsmu vai dziļajiem slāņiem, gruntsūdeņiem vai notekūdeņiem, tur visur ir siltumenerģija, kas ir gatava transportēšanai un pārvēršanai vēl augstvērtīgākā enerģijā.
Kurš siltuma avots ir piemērotāks, ir atkarīgs no ēkai nepieciešamā enerģijas daudzuma, no tā, kāda apsildes sistēma ēkā uzstādīta un kādi ir visapkārt ēkai pastāvošie dabiskie nosacījumi. Siltumsūknis izmanto mums apkārt esošo bezmaksas enerģiju un dod 2-3 reizes vairāk siltumenerģijas nekā tā patērētā elektroenerģiju.
Siltumsūknis sastāv no 4 pamatmezliem:
1. iztvaikotājs;
2. kondensators;
3. izplēšanas ventilis;
4. kompresors.
Šie mezgli ir sastīti savā starpā ar noslēgto cauruļvadu. Cauruļvada sistēmā cirkulē dzesētājviela, kas vienā cikla daļā ir šķidrums, bet otrā – gāze.
Regulējot spiedienu ar izplēšanas ventili tiek uzstādīta tāda dzesētājvielas plūsma uz iztvaikotāju, lai tas varīšanas temperatūra būtu zemāk nekā šķidruma darba temperatūra kolektorā, varoties dzesētājviela atņem siltumu no kolektora, kas iet no apkārtējas vides.
Gāze, uz kuru pārveršas dzesētājviela, iesūcas uz kompresoru, kur tā saspiežas un, uzsildīta, iztumjas uz kondensatoru.
Kondensators ir siltumsūkņa siltumatdeves mezgls. Šeit siltums pāriet uz ūdens apkures sistēmu. Pie tam gāze dzesējas un atkal saspiežas šķidrumā. Dzesētājviela izlādējas izplēšanās ventilī un atgriežas uz iztvaikotāju. Darba cikls sākas no jauna.
Siltumsūkņa efektivitāti noteic tā saucamais siltuma pārveidības koeficients vai temperatūras transformācijas koeficients, kas rada enerģijas daudzuma attiecību, kas ģenerē sūknis un kas patērē process siltuma pārnesei. Koeficienta nozīme kopējā gadījumā ir atkarīga no faktoru kopuma, tājā skaita no avota temperatūras un no ūdens temperatūras, kas iet patērētājiem. Pārsvarā šis koeficients ir 3 un vairāk.
Izmantotie materiāli:
1. http://www.divine.lv/index.htm;
2. http://www.building.lv/readnews.php?news_id=38706;
3. http://www.mecmaster.se/rysk/index.html.