Bero-ponpa
Bi ingurune tenperatura berean ez badaude, beroa, berez, tenperatura handiko tokitik tenperatura txikiko tokira doa. Hala ere, bero-ponpa gai da bero-energia kontrako noranzkoan mugiarazteko. Horretarako, jakina, sistemari energia eman behar zaio, ez baita berezko prozesua. Gaur egungo ponpa arruntenak lurrunaren konpresio edo xurgapenean oinarrituta daude. Dena den, bietan oinarria bera da, hau da, bero-energia gune hotzetik xurgatzeko erabiltzen den sistema fluido baten (hozgarriaren) lurrunketaren bidezko hoztea da, hozkailuetan erabiltzen den sistema bera (Ik. lurrunketazko hozte).
Lurrun-konpresiozko bero-ponpak
Sistema honen osagai nagusiak bi bero-trukagailu (lurrungailua eta kondentsadorea), hedatze-balbula eta konpresorea dira. Lau osagaiek zirkuitu itxia osatzen dute, eta fluido eragilea lau osagaietatik zehar dabil. Lurrungailuan, hasieran, fluido eragilearen tenperatura bero-iturriarena baino baxuagoa da; beraz, beroa bero-iturritik fluidora transferitzen da, eta fluidoa lurrundu egiten da. Gero, lurruna konpresorera igaro eta konprimitu egiten da, eta presioa eta tenperatura handitu egiten dira. Ondoren, lurrun beroa kondentsadorera doa. Bertan kondentsatu egiten da, eta bero erabilgarria askatzen du. Azkenik, presio txikiko fluido hori hedatze-balbulatik igarotzen da, lurrungailuko presioa eta tenperatura lortzeko; ondoren, hasierako egoera berean dagoenez, lurrungailura itzul daiteke. Konpresoreak errekuntza-motorra edo motor elektrikoa izan dezake. Errekuntza-motorraren kasuan, hozte-uraren eta ihes-gasen beroak ere kondentsadorean lortutako beroarekin bat egiten du. Motor elektrikoaren kasuan, bestalde, konpresoreko energia-galerak oso txikiak dira.
Xurgapenezko bero-ponpak
Xurgapenezko ponpen osagai nagusiak bi bero-trukagailu (lurrungailua eta kondentsadorea), xurgagailua, disoluzio-ponpa, sorgailua eta hedatze-balbula dira. Aurreko sisteman bezala, fluido eragilea lurrungailuan hedatzen da, eta ingurune hotzeko beroa xurgatzen du; sistema honetan, ordea, bero hori xurgatzaile izeneko beste fluido batek xurgatzen du. Horretarako, bi fluidoen disoluzioa gertarazten da xurgagailuan. Disoluzioa sorgailu batera bideratzen da ponpa bidez; hor, disoluzioa berotu egiten da, eta bi fluidoak bereizi egiten dira. Fluido eragilea kondentsadorean likidotzen da, eta, azkenik, hedatze-balbulatik lurrungailura doa berriz. Erabiltzen diren hozgarri-xurgatzaile bikote arruntenak hauek dira: ura/litio bromuroa eta amoniakoa/ura. Bero-energia erabilgarria xurgagailuan eta kondentsadorean lortzen da. Sorgailuan, berriz, sistemari beroa eman behar zaio. Elektrizitatea, batzuetan, disoluzio-ponpari funtzionarazteko erabiltzen da.
Erabilera eta errendimendua
Esan bezala, bero-ponpak eraikinetan eta prozesu industrialetan erabiltzen dira. Eraikinetakoak lau motakoak izan daitezke, erabileraren arabera: berokuntza hutserako (espazioa edota airea berotzeko), espazioa berotu eta hozteko, bero-ponpa integratuak (espazioa berotu edo hozteko eta ura berotzeko) eta ur-berogailuak (ura berotzeko besterik ez). Bero-ponpa horiek leihoetan jartzen diren oinarrizko kaxak edota sistema zentralak izan daitezke. Bestalde, industrian gero eta gehiago erabiltzen dira bero-ponpak, emisioak gutxitu, prozesuen errendimendua handitu eta hozte-prozesuetan ur gutxiago erabiltzeko. Mota ugaritakoak izan daitezke, eta, besteak beste, lurrunketan, distilazioan, hezetasuna kentzeko, barruak berotzeko, lurruna ekoizteko eta ura berotzeko erabiltzen dira.
Teorian, bero-ponpek ematen duten beroa bero-iturritik ateratakoaren eta sistemari emandakoaren batura da. Eraikinak berotzeko erabiltzen diren bero-ponpa elektrikoek 20-40 kWh kontsumitu eta 100 kWh bero ematen dute normalean. Industrialek, berriz, errendimendu handiagoa dute, eta bero-kantitate bera eman dezakete 3-10 kWh kontsumituta soilik. Bero-ponpek, berotze-sistema arruntek baino energia primario gutxiago kontsumitzen dutenez, ingurumena kaltetzen duten gas gutxiago aireratzen dute (CO2, SO2, NOx).
Bero-ponpen errendimendua errendimendu-koefizientearen bidez (COP) adierazi ohi da. Bero-ponpa idealen COP balioa kondentsazio-tenperaturaren eta lurruntze-tenperaturaren mendekoa besterik ez da (bien arteko kendura da). Bestalde, errendimenduan eragiten duten faktore nagusiak hauek dira: klima, bero-iturriaren eta beroa banatzeko sistemaren tenperaturak, osagarrien energia-kontsumoa, bero-ponparen neurriaren eta funtzionamendu-ezaugarrien edo bero-eskariaren arteko erlazioa eta, azkenik, bero-ponparen kontrol-sistema.
Ponpen errendimendu teknikoak eta ekonomikoak lotura zuzena dute bero-iturriaren ezaugarriekin. Bero-iturriak hainbat ezaugarri izan behar ditu ideala izateko: berotze-sasoian tenperatura handia eta egonkorra izatea, kantitate handian eskuragarri egotea, korrosiboa ez izatea, kutsatuta ez egotea, ezaugarri termofisiko onak izatea eta ustiapenak inbertsio- eta funtzionamendu-kostu txikiak izatea. Bero-iturri arruntenak inguruneko airea, ihes-gasak, arrokak, lur azpia, lur azpiko ura eta aintzira, ibai eta itsasoko ura eta hondakin-urak dira.
Elhuyar