Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!
Zařízení využívající obnovitelné zdroje energie, jako jsou tepelná čerpadla, jsou budoucností topných systémů
Používají zemní, vodní nebo vzduchové teplo pro vytápění domů a TUV, za které nemusíte platit. Jsou tedy levné v provozu a ekologické.
S přírodní energií - tepelná čerpadla
Tepelná čerpadla jsou jedním z nejmodernějších topných zařízení. Odebírají teplo z okolního prostředí - země, voda nebo vzduch - a dodávají jej do ústředního topení a instalace teplé užitkové vody, ohřívání vody nebo do ventilačního systému a ohřívání vzduchu foukaného do místností. Přenos tepla z chladného prostředí do zařízení, kde je teplota vyšší, je možný dodáním nafty do čerpadla. V nejoblíbenějších, běžně používaných kompresorových tepelných čerpadlech pohánějí kompresor čerpadla elektřina. Ke zvýšení teploty výměny tepla zprostředkující tekutinu dochází v důsledku termodynamických změn probíhajících v tepelném čerpadle v souladu s principem, na kterém je založena činnost chladniček a klimatizačních zařízení.
efektivní
Účinnost tepelného čerpadla je prokázána faktorem účinnosti vytápění (COP). Je to poměr množství tepla získaného v kondenzátoru čerpadla k spotřebované hnací energii. Závisí to nejen na konstrukci čerpadla, ale především na teplotě, která má být získána v přijímači tepla (topný systém), a teplotě zdroje, ze kterého čerpadlo čerpá teplo. Podle vyhlášky ministra hospodářství o požadavcích na energetickou účinnost nesmí být hodnota COP u tepelných čerpadel kompresoru nižší než 2, 4. To znamená, že za každou kilowatthodinu elektřiny použité k pohonu čerpadla obdržíme méně než 2, 4 kWh tepla. Výrobci čerpadel odebírajících teplo ze země nebo vody informují, že COP jejich zařízení je obvykle od 3 do 5. Tepelná čerpadla vzduchu mají v našem klimatu menší účinnost.
šetrné k životnímu prostředí
Tepelné čerpadlo se často nazývá ekologické zařízení. Ve skutečnosti nevyzařuje znečištění životního prostředí a teplo, které používá, je ve skutečnosti sluneční energie nahromaděná v zemi, vodě nebo vzduchu. V místě, kde čerpadlo pracuje, nedochází k degradaci životního prostředí. Jediným účinkem jeho působení je snížit teplotu média, ze kterého odebírá teplo, o několik stupňů Celsia. Je však třeba mít na paměti, že k pohonu čerpadla, které se v naší zemi vyrábí spalováním uhlí, se používá elektřina, což způsobuje vysoké znečištění ovzduší. Dokud nebudou zřízeny ekologické elektrárny, bude obtížné považovat tepelná čerpadla za ekologická zařízení v makro měřítku. Může být uklidňující, že při vytápění domu tepelným čerpadlem spotřebovává několikrát méně elektřiny, než kdyby bylo vytápěno kamny a elektrickými ohřívači.
Odkud získávají energii?
Ze země. U tepelných čerpadel využívajících zemní teplo musí být čerpadlo dodáváno do výparníku čerpadla pomocí speciální instalace. V malých systémech jsou její potrubí současně výparníkem čerpadla - cirkuluje v nich a poté odpařuje pracovní médium (proto se nazývají čerpadla s přímým odpařováním). Tato instalace se nazývá zemní výměník tepla. Správná funkce čerpadla závisí na jeho výběru a provedení, může být vyrobena z měděných nebo plastových trubek (PVC, PE, PP nebo PB) uložených v zemi ve formě vodorovných kolektorů - v jedné nebo dvou rovinách nebo ve formě spirály. V některých případech se používají také vertikální kolektory. Vodorovné zemní výměníky tepla jsou položeny v hloubce 1–2 m, kde se teplota pohybuje od 11-17 ° C v létě do 0-5 ° C v zimě. Teplota do značné míry závisí na fyzikálních vlastnostech půdy, proto by měla být před provedením výměníku tepla testována. Příliš optimistické předpoklady ohledně teploty půdy kolem tepelného výměníku mohou mít za následek nedostatečný výkon čerpadla. Nejlepší podmínky pro získání tepla jsou na vlhké, hlinité půdě. Hustota tepelného toku, která určuje účinnost zemního tepelného výměníku, je v něm 40-50 W / m2 a v suché půdě pouze 10-30 W / m2, což je dokonce pětkrát méně. Aby tepelné čerpadlo dosáhlo 10 kW, měla by být celková délka potrubí výměníku asi 470 m. Vzhledem k odporu toku nesmí být délka jedné smyčky příliš velká. Pro trubky s průměrem 1 palec mohou být nejvýše asi 200 m, pro trubky s průměrem 1, 5 palce - až 350 m. Pokud na pozemku není dostatek místa pro uložení potrubí v horizontální rovině, lze vytvořit vertikální kolektory. To vyžaduje vyvrtání několika děr v zemi 10 - 100 m hlubokých, nejméně 5 m od sebe navzájem a vložení jedné smyčky potrubí do každé. K tomu je třeba speciální zařízení, a proto je výroba takového výměníku dražší než horizontální. To je výhodné na pozemcích s velmi nízkou hladinou podzemní vody.
Z vody. Tepelné čerpadlo voda-voda se používá méně často než zemní teplo. Teoreticky to funguje efektivněji, ale získání tepla z vody je obtížnější. Podzemní voda má teplotu kolem 10 ° C po celý rok. Chcete-li jej použít jako spodní zdroj tepelného čerpadla, musíte vyvrtat sací studnu s kapacitou nejméně 1, 5 m3 / ha nainstalovat čerpadlo, které bude čerpat vodu z ní do druhého dobře nazývaného absorbentu. Po cestě musí voda omývat výparník tepelného čerpadla a ohřívat v něm pracovní médium. Pokud absorpční kapacita jedné jamky není dostatečná, je třeba vyvrtat několik, což zvyšuje investiční náklady. Je důležité, aby voda ze vstupní studny nebyla příliš tvrdá, protože vodní kámen na tepelném výměníku omezuje výměnu tepla. Pokud obsahuje hodně železa a manganu, rychle zničí čerpadlo a výměník. Po určité době vykořisťování se může také snížit výkon. Povrchová voda (z řeky nebo jezera) může být také použita k napájení tepelného čerpadla, ale protože jeho teplota kolísá mezi 0 a 10 ° C, může se stát, že výparník zamrzne a v důsledku toho čerpadlo zastaví. Kromě toho, abyste získali potřebné množství tepla, musíte čerpat relativně velký proud vody. K dosažení 10 kW je zapotřebí proud více než 2 m3 / h vody při 5 ° C. Spotřeba energie k pohonu čerpadla nutícího tento tok nepříznivě ovlivňuje účinnost systému.
Ze vzduchu. Tepelná čerpadla vzduchu jsou nejméně problematická. Pro získání tepla nepotřebují žádnou externí instalaci. Okolní vzduch je jednoduše nasáván do vnitřku zařízení pomocí ventilátoru a přímo promývá výparník, přičemž pracovní médium cirkuluje ve vnitřní cirkulaci čerpadla. Vzhledem k nízké teplotě vzduchu funguje takové čerpadlo v našem klimatu především jako zařízení určené k ohřevu užitkové vody po celý rok. Při silných mrazech jeho účinnost klesá do té míry, že spotřebovává tolik elektřiny jako běžný elektrický kotel. Jeho využití pro vytápění místností může být výhodné pouze v oblastech s mírným podnebím, kde je počet velmi chladných dnů v roce malý. Nejrozumnější se jeví použití vzduch / vzduch, která jsou populárními klimatizátory, ale ve verzi, která může fungovat také jako tepelné čerpadlo. Jejich účinnost se samozřejmě také snižuje se snižováním teploty venku a při silném mrazu je práce neekonomická.
Výkon čerpadla
Závisí to na mnoha faktorech, zejména na vlastnostech provozních parametrů solanky a topného systému. Proto není možné přesně vědět, jakou topnou energii má konkrétní zařízení. Pokaždé, když to musí být stanoveno provedením výpočtů založených na určitých předpokladech. To však neznamená, že v praxi bude síla přesně taková, jaká vycházela z výpočtů. Navíc se může během provozu zařízení měnit. Je třeba vědět, že v závislosti na typu půdy se její tepelná účinnost pohybuje od 10 do 50 W / m² - nejnižší je, když je půda suchá a písčitá, největší - když je mokrá. Sluneční světlo je také důležité - nemělo by být zastíněno. Často se stává, že půda v průběhu času zasychá (například když se vedle ní vytvářejí vykopávky pro nové budovy), a pak se účinnost čerpadla, které dlouhodobě fungovalo dobře, snižuje. Čerpadla, která odebírají teplo z vody, mohou také po chvíli způsobit problémy. Když se změní podmínky půdy a vody, kapacita jímky se může ukázat jako příliš nízká. Praxe ukazuje, že v případě absorpčních jamek je to vlastně pravidlo.
Dobré místo
Z praktických důvodů, tj. Kvůli svým rozměrům a potřebě použití nádrže na horkou užitkovou vodu a příslušenství (jako jsou čerpadla nebo ventily), je tepelné čerpadlo obvykle instalováno v samostatné technické místnosti. Nemusí splňovat žádné jiné požadavky než rozměry, které umožňují přístup ke všem součástem. Na trhu se v poslední době objevují kompaktní tepelná čerpadla se zabudovanou nádrží na horkou vodu. Vypadají jako velké ledničky a jsou určeny k použití v technických místnostech, např. V kuchyni. Hluk tepelného čerpadla není o nic obtížnější než provoz myčky. Najdete také tepelná čerpadla, která se instalují mimo domov. Jsou to vzduchová čerpadla. Zemní čerpadla mohou mít také skříně, která jim umožní umístění mimo domov, například v jámě vykopané v zemi.
ziskovost
Tepelné čerpadlo spotřebovává jen málo konvenční (elektrické) energie a jeho provozní náklady patří mezi nejnižší ze všech populárních topných zařízení. Zároveň je však v době nákupu jedním z nejdražších svého druhu. Tepelná čerpadla stojí 10 - 50 tisíc. PLN *, ale jejich cena do značné míry závisí na energii. Pro vytápění rodinných domů obvykle postačí 8-10 kW (tepelné čerpadlo je vybráno tak, aby jeho výkon byl mírně nižší než maximální energetická náročnost na vytápění domu - jeho nadměrné výsledky vedou nejen k vyšší kupní ceně, ale především k neekonomické práci, tj. Výrazně vyšší provozní náklady), 2 kW stačí k ohřevu pouze užitkové vody. Tepelná čerpadla jsou trvanlivá zařízení, která fungují bez selhání v průměru několik let. Jejich údržba spočívá pouze v výměně pracovního média každých pár až několik let. Asi za 25 000 PLN * si můžete koupit vzduchové tepelné čerpadlo s nádrží na ohřev užitkové vody. Má elektrický ohřívač, díky kterému má voda v nádrži po celý rok dostatečně vysokou teplotu. Takové zařízení může také napájet zařízení ústředního topení radiátory nebo podlahovým topením. Musíte však vědět, že když je venkovní teplota nízká, když je nejvyšší potřeba tepla, bude ji zásobovat především topení, a proto provozní náklady budou relativně vysoké. Průměrná roční účinnost vzduchového tepelného čerpadla je asi 2, což znamená, že z kilowatthodiny elektřiny dodávané k pohonu čerpadla lze získat přibližně 2 kWh tepla. Náklady na jeho provoz budou tedy přibližně poloviční než náklady na konvenční elektrické vytápění. V případě tepelných čerpadel pozemního zdroje a těch, která získávají teplo z vody, platíme nejen za čerpadlo, ale také za instalaci umožňující odběr tepla z nižšího zdroje. Celková cena systému je nejméně 40-60 tisíc. * Zł. Průměrná roční účinnost samotného tepelného čerpadla napájejícího nízkoteplotní zařízení, která může být dokonce vyšší než 5, ale pokud vezmete v úvahu účinnost všech součástí systému a spotřebu energie oběhových čerpadel, může se ukázat jako nižší než 4. Náklady na energii pro napájení topného systému však budou stále téměř čtyřikrát menší než u konvenčního elektrického vytápění. (* uvedené ceny od října 2010)