Tepelná čerpadla jsou jedním z nejmodernějších topných zařízení. Jsou ekologické a nemusíte platit za teplo získané skrze ně

Rostoucí zatížení přírodního prostředí znamenalo, že bychom měli vážně uvažovat o alternativních způsobech získání energie a ekologického vytápění. Tepelné čerpadlo nám umožní efektivní využití obnovitelné energie. Vysvětlíme fungování tepelného čerpadla a navrhneme, které z nich zvolit

Ekologické zdroje energie: tepelné čerpadlo

Tepelná čerpadla jsou malá ekologická zařízení používaná především k vytápění domu. Za tímto účelem odebírají teplo z prostředí (voda, půda nebo vzduch), tj. Tzv. Spodní zdroj, a přenášejí jej na horní zdroj - topné zařízení (radiátory nebo podlahové topení).

Provoz tepelného čerpadla lze porovnat s lednicí. Je určen k chlazení potravin a vedlejším účinkem jeho práce je teplo odebírané z nich, které se vrací zpět do místnosti. Čerpadlo naproti tomu odvádí teplo z okolí, ohřívá budovu a vedlejším účinkem jeho činnosti je chlazení spodního zdroje. Proto pro vytápění domu nepotřebuje žádné palivo, s výjimkou elektřiny potřebné k pohonu kompresoru, tj. Hlavního prvku, který čerpá teplo ze spodního zdroje. Množství energie dodávané do čerpadla ve formě elektřiny je však několikrát menší než množství energie ve formě tepla přenášeného do místností. Díky tomu je jeho provoz mnohem levnější než plynový nebo olejový kotel.

Tepelná čerpadla navíc pracují způsobem šetrným k životnímu prostředí - nevytvářejí kouř, popel ani jiné látky škodlivé pro životní prostředí. Síla čisté energie Aby čerpadlo fungovalo optimálně, musí být jeho výkon přizpůsoben požadavkům na teplo v domě. Zařízení s příliš velkým výkonem může zvýšit investiční náklady, zatímco příliš nízké způsobí příliš časté zapnutí kompresoru.

Jak vypočítat optimální výkon tepelného čerpadla?

Pro optimální provoz čerpadla musí být jeho výkon vybrán podle potřeby tepla v domě. Zařízení s příliš velkým výkonem může zvýšit investiční náklady, zatímco příliš nízké způsobí příliš časté zapnutí kompresoru. To zase zkracuje její životnost a přispívá k vyšší spotřebě elektřiny. Výběr výkonu tepelného čerpadla by měl být svěřen projektantovi topného systému.

Je však třeba vědět, že ke stanovení tohoto parametru by se mělo přistupovat trochu jinak, než je tomu v případě kotle, například plynového. Kotel by měl mít určitou napájecí kapacitu, díky které bude schopen účinně vytápět dům i za velmi silných mrazů. U kotlů se však jedná o tzv modulace výkonu, tj. jeho přizpůsobení aktuálním potřebám. Tepelná čerpadla s takovou modulací jsou stále vzácná. Aby byla pokryta domácí poptávka po teple i ve velmi chladných dnech, designéři často navrhují přeplněná čerpadla. To však znamená, že takové čerpadlo bude pracovat při nejvyšší rychlosti, tj. S přebytečným výkonem (používá se pouze několik dní v roce) po celou dobu - bez ohledu na venkovní teplotu. To samozřejmě přináší spoustu energetických ztrát.

Správným řešením se zdá být výběr tepelného čerpadla s dostatečným výkonem pro typickou zimní teplotu (od 0 ° C do -10 ° C). Někteří odborníci se domnívají, že výkon tepelného čerpadla může být dokonce mírně podceňován, tj. O 20-30% nižší, než by bylo potřeba v nejchladnějším počasí. V obdobích, kdy teplota výrazně klesne pod bod mrazu, však musí být tepelné čerpadlo podporováno jiným zdrojem tepla, tj. Pracovat v bivalentním systému. Nevýhodou tohoto řešení je, že čerpadlo s výkonem nižším, než je potřeba tepla v domě, bude pracovat nepřetržitě, a tak značně zatěžovat spodní zdroj, pro který je práce s přestávkami rozhodně výhodnější.

Který další zdroj tepla byste si měli vybrat?

Někteří výrobci vybavují tepelná čerpadla elektrickými ohřívači (fungujícími jako elektrický ohřívač vody), které pomáhají vytápět dům při velmi nízkých venkovních teplotách. Toto řešení však přináší vyšší náklady na elektřinu. Jako další zdroj tepla lze použít plynový nebo olejový kondenzační kotel.

Z ekologických důvodů však bude nejoptimálnějším řešením volba krbu s uzavřenou spalovací komorou - především proto, že dřevo je velmi efektivní a obnovitelný zdroj energie a moderní krbové vložky zaručují plnou kontrolu nad procesem spalování dřeva, čímž snižují emise škodlivých látek a využívají maximum tepelná energie.

Účinnost tepelného čerpadla

Efektivita tepelného čerpadla prokazuje, zda funguje efektivně. Nejjednodušší definice účinnosti čerpadla je poměr produkované tepelné energie k množství elektřiny, kterou spotřebuje, určeno faktorem COP. Pokud je to 4 pro dané čerpadlo, znamená to, že poskytuje 4 kW energie při spotřebě 1 kW elektřiny (v souladu s nařízením ministra hospodářství o požadavcích na energetickou účinnost nesmí být hodnota COP pro tepelná čerpadla kompresoru nižší než 2.4).

Indikátor COP je nejčastěji určován v laboratořích za specifických provozních podmínek tepelného čerpadla, tj. Pro danou teplotu spodního a horního zdroje tepla. Ve skutečnosti se tyto parametry neustále mění - to znamená, že se také mění účinnost, se kterou čerpadlo pracuje. Účinnost tepelných čerpadel je přesněji vyjádřena druhým indikátorem zvaným sezónní SPF (SCOP). Určuje poměr vyrobené energie ke spotřebované v dané jednotce času - nejčastěji do jednoho roku. Kromě toho tato rovnováha zohledňuje elektřinu spotřebovanou nejen kompresorem, ale také další součásti systému, jako jsou ventilátory nebo elektrické ohřívače. Je to koeficient SPF (SCOP) tepelného čerpadla, který vám řekne, jak to ovlivňuje životní prostředí a náklady na vytápění vašeho domu.

Jaké tepelné čerpadlo byste si měli vybrat?

Volba typu tepelného čerpadla a přesněji jeho nižšího zdroje závisí na podmínkách, za kterých bude fungovat: plocha pozemku, klimatická zóna, ve které se dům nachází, úroveň podzemní vody a jejich chemické složení, jakož i geologický průřez půdy na pozemku (typ) pozemků). Představujeme čtyři čerpadla, která odebírají teplo z různých zdrojů a mají různé faktory účinnosti.

Teplo z vody

Vzhledem k relativně vysoké teplotě podzemních vod i v zimě (8-10 ° C) je tento způsob získávání energie považován za nejúčinnější. Výběr čerpadla, které odebírá teplo z vody, však vyžaduje nalezení zvodnělé vrstvy s dostatečně velkou kapacitou - asi 210 litrů za hodinu na každý kilowatt topné energie. Aby čerpadlo fungovalo hospodárně, musí mít voda odpovídající chemickou kvalitu. Je nejbezpečnější použít meziobvod s nemrznoucí směsí mezi tepelným čerpadlem a vodou ze sání. Teplo z vody ohřívá nemrznoucí kapalinu pomocí externího výměníku tepla a do nemrznoucí kapaliny tepelného čerpadla se dostává pouze nemrznoucí směs. Voda by také neměla obsahovat mechanické nečistoty, které by zvýšily odpor proudění odpařovačem.

Pro provoz čerpadla využívajícího teplo podzemní vody jsou zapotřebí dvě hluboké studny - přívod (přijímací voda, ze které čerpadlo přijímá teplo) a vypouštěcí studna, do které je vypouštěna „voda z tepla“. Pokud je na pozemku rybník nebo jiná vodní nádrž, nemusíte vrtat studnu - čerpadlo může také tuto vodu používat k výrobě tepla (v zimě na dně rybníka teplota vody neklesne pod 8 ° C). Taková voda však vyžaduje filtraci a pravidelnou výměnu dopravního zařízení.

Vodní tepelná čerpadla fungují dobře pro domácnosti s vysokou potřebou tepla. Koeficient COP čerpadel využívajících vodní teplo je v průměru 5 až 6, 6, v závislosti na teplotě spodního a horního zdroje (to znamená, že můžete získat pětkrát až šestkrát více energie, než kolik spotřebuje čerpadlo).

Teplo ze vzduchu

V tomto případě je spodním zdrojem tepla vzduch. Taková čerpadla jsou nejlevnější a nejjednodušší instalace - není nutný návrh zdroje tepla, protože je to samotné čerpadlo. Vzhledem k nejméně komplikované konstrukci je v tomto případě riziko možných závad nejnižší. Kromě toho je přístup do vzduchu neomezený, proto lze takové zařízení instalovat na jakémkoli pozemku, i na malé s malými rozměry.

Účinnost vzduchového čerpadla klesá, když zchladí venku, tj. Když je pro vytápění domu potřeba nejvíce tepla. Jak se účinnost takového zařízení snižuje, jeho topný výkon se snižuje. Poté musí být práce čerpadla podporována vestavěným elektrickým ohřívačem (čerpadlo tedy spotřebovává více elektřiny) nebo např. Krbem. Avšak po většinu topné sezóny, když je teplota vzduchu mírná, takové čerpadlo pracuje ekonomicky. Vzduchové čerpadlo se doporučuje pro domácnosti s druhým tradičním zdrojem tepla. Lze jej namontovat jak venku, tak uvnitř budovy. COP vzduchových čerpadel je až 4, 4, v závislosti na teplotě spodního a horního zdroje.

Zemní teplo

V našich klimatických podmínkách fungují čerpadla, která nejlépe odebírají teplo ze země, nejlepší práci. Potrubí se v něm položí tak zvaným pracovním médiem (solankou), které přenáší teplo na čerpadlo. COP těchto čerpadel je až 4, 8.

Tepelné čerpadlo s vodorovným tepelným výměníkem

Jedná se o typ tepelného čerpadla, který se v Polsku nejčastěji používá. Odebírá teplo ze země prostřednictvím tzv zemní kolektor (zemní kolektor). Nemrznoucí médium (tzv. Solanka), cirkulující v dlouhé cívce v hloubce 1, 2 - 1, 5 m, přijímá teplo ze země. Povrch zemního kolektoru závisí na typu půdy a typu budovy, ale přibližně by měla být 1, 5 - 2krát větší než užitná plocha domu. Takové čerpadlo tedy vyžaduje relativně velkou plochu pozemku.

Tepelné čerpadlo s vertikálním výměníkem - sondou

Pokud má pozemek nízkou hladinu podzemní vody, takže není možné vytvořit horizontální tepelný výměník, můžete použít čerpadlo se svislými sondami, které odebírá teplo ze země z hloubky několika desítek metrů. Bude také fungovat na malých pozemcích. Výroba svislého výměníku je obtížnější a nákladnější než sběratel, ale umožňuje získat lepší energetický efekt.

Kategorie:

Topení