Tepelné čerpadlo vzduch-voda umožní ekologické - a ekonomické! - vytápění domu. Na co si dát pozor při jeho výběru a kolik stojí vytápění domu tepelným čerpadlem vzduch-voda.

Oblíbenost vzduchových tepelných čerpadel vyplývá z široké dostupnosti spodního zdroje tepla, kterým je vzduch. Bez nutnosti stavět zemní výměník znamená mnohem menší rozsah práce a promítá se do nižších investičních nákladů. Většina tepelných čerpadel vzduch-voda dostupných na trhu jsou invertorová zařízení, tedy plynule přizpůsobují svůj výkon aktuální energetické náročnosti budovy, díky čemuž není ani jejich provoz drahý.Naprostá většina z nich disponuje funkcí aktivního chlazení bez nutnosti rozšiřování automatiky. Nejnovější zařízení fungují velmi tiše.

Typy tepelných čerpadel vzduch-voda

Vzduchová tepelná čerpadla se dodávají v několika variantách, které se liší z hlediska:

  • konstrukce a typ: monoblok (výparník a kondenzátor v jednom krytu) nebo dělený (výparník a kondenzátor v samostatných krytech);
  • provozní režim kompresoru: tepelné čerpadlo vzduch-voda zapnuto/vypnuto a tepelné čerpadlo vzduch-voda s modulovaným topným výkonem (invertor).

Při výběru tepelného čerpadla vzduch-voda se musíte rozhodnout, v jakém systému chcete, aby pracovalo. Můžete si vybrat rozložení:

  • monovalentní - tepelné čerpadlo vzduch-voda je jediným zdrojem tepla a musí pokrýt 100 % potřeby tepla budovy za všech povětrnostních podmínek;
  • bivalentní monoenergetické - tepelné čerpadlo vzduch-voda jako nezávislé topné zařízení dodává teplo na konkrétní vnější teplotu - bivalentní bod (např. -8°C), pod touto teplotou je podporováno druhým zdrojem tepla pomocí tzv. stejná forma energie, jako je elektrický ohřívač zabudovaný do tepelného čerpadla;
  • paralelní bivalent - tepelné čerpadlo vzduch-voda jako jediné topné zařízení dodává teplo na konkrétní venkovní teplotu - bivalentní bod (např. -8°C), pod touto teplotou je podporováno druhým zdrojem tepla pomocí jiná forma konečné energie, například plynový kotel;
  • alternativní bivalentní - tepelné čerpadlo vzduch-voda je jediné topné zařízení, které dodává teplo na určitou venkovní teplotu - bivalentní bod (např. -8°C), pod touto teplotou se vypne a druhý zdroj tepla využívá jinou formu konečné energie, pokrývá celou potřebu tepla budovy.

Výběr topného výkonu tepelného čerpadla vzduch-voda

Nejprve je potřeba určit návrhovou tepelnou zátěž (Q budovy), což je tepelný výkon potřebný k pokrytí ztrát generovaných budovou při návrhové venkovní teplotě.Na rozdíl od topného výkonu zemních tepelných čerpadel, který je po celou topnou sezónu relativně konstantní, se výkon tepelných čerpadel voda-vzduch pohybuje v poměrně velkém rozsahu, přičemž spodním zdrojem je změna teploty vnějšího vzduchu. teplo - je menší, čím je vzduch chladnější, což znamená, že se zvyšující se poptávkou po něm klesá. To je samozřejmě problém, ale lze jej vyřešit například využitím technologie vstřikování horké páry nebo špičkového zdroje tepla v podobě elektrického ohřívače. Návrhová tepelná zátěž budovy nás informuje o výkonu, který potřebujeme poskytnout k jejímu vytopení na návrhovou venkovní teplotu – například při -20°C pro III. klimatickou zónu. Naproti tomu výkon tepelných čerpadel vzduch-voda se obvykle udává pro parametry A2/W35 nebo A7/W35, tedy teplotu venkovního vzduchu +2°C, resp. teplota. +35°C.

Na tomto základě je těžké posoudit, zda je vhodný pro vytápění domu na -20°C.K tomu je potřeba znát výkonové charakteristiky v závislosti na teplotě spodního zdroje. Může se ukázat, že tepelné čerpadlo vzduch-voda o výkonu 9,2 kW při +2°C při -20°C poskytne pouze 5 kW, což je v těchto podmínkách rozhodně méně, než je potřeba budovy. Při výběru tepelného čerpadla vzduch-voda je třeba si uvědomit, že jeho použití v monovalentním systému se obecně nevyplácí. V našich klimatických podmínkách by to znamenalo nutnost pořízení zařízení s velmi vysokým výkonem, které by se využívalo jen zřídka. I v případě použití invertorové technologie by to znamenalo nehospodárný provoz, tedy zvýšené provozní náklady. Dalším krokem při výběru vzduchových čerpadel by proto mělo být určení optimálního provozního režimu zařízení na základě statistických údajů o venkovní teplotě v regionu, kde má čerpadlo pracovat. Jsou k dispozici jako grafy.

Potřeba tepla pro vytápění vzduch-voda

Rozložení venkovní teploty pro Varšavu (graf 1) ukazuje, že nejčastější hodnota v topné sezóně je zde +2°C. Pod +2°C se počet hodin při dané venkovní teplotě začne snižovat, ale stále jde o vysokou hodnotu. Až do -8°C. Počet hodin teplot pod -8°C je malý. Z toho lze usoudit, že množství energie potřebné k vytápění domu při poklesu venkovní teploty pod -8o C bude malé. Ještě to můžeme zkusit spočítat. S přihlédnutím k počtu hodin při dané venkovní teplotě a potřebě tepla budovy jsme schopni určit, jaké množství tepla potřebujeme do budovy předat při určitých hodnotách venkovní teploty. To umožňuje vypočítat jeho procentuální podíl na celkové potřebě energie na vytápění objektu. Výsledky výpočtů jsou uvedeny v (graf 2). Ukazují, že množství energie na vytápění budovy ve Varšavě při venkovní teplotě nižší než -8 °C je méně než 3 % celkové potřeby.Pro dům s roční potřebou energie 10 tis kWh znamená pouze 300 kWh. Toto množství tepla dodávaného běžným elektrickým ohřívačem stojí asi 180 PLN. To nám umožňuje dojít k závěru, že výběr vzduchového čerpadla s výkonem větším než dostatečným při -8°C je nerentabilní a použití bivalentního systému je ekonomicky opodstatněné řešení. V případě novostavby - bez dříve instalovaného zdroje tepla - je nejlepší zvolit monoenergetický systém.

Náklady na vytápění tepelným čerpadlem vzduch-voda

Základní předpoklady:

  • návrhová potřeba tepla objektu 8 kW (novostavba 160 m2, součinitel tepelné ztráty 50 W/m2 );
  • projektová instalační teplota 35°C; III klimatická zóna (Varšava);
  • spotřeba teplé vody 4 os. 200 l/den, 4000 kWh/rok;
  • náklady na 1 kWh elektřiny: 0,58 PLN.

Pro představení způsobu výběru tepelného čerpadla vzduch-voda použijeme grafy topných výkonů ukázkového splitového tepelného čerpadla. Porovnáme 3 varianty výběru (tři tepelná čerpadla vzduch-voda s různým topným výkonem). Varianta 1 a varianta 2 ilustrují výběr zařízení pro provoz v monoenergetickém režimu, varianta 3 - provoz v monovalentním režimu (schéma 3).

Ve variantě 1 tepelné čerpadlo vzduch-voda pokrývá potřebu budovy až do -8°C venku. Stupeň pokrytí výkonu při návrhové venkovní teplotě tepelným čerpadlem je 56 %. To znamená, že při venkovní teplotě -20°C bude nutné čerpadlo podporovat špičkovým zdrojem tepla přibližně 3,5 kW. Při analýze počtu hodin výskytu jednotlivých teplotních hodnot v přijatém klimatickém pásmu však zjišťujeme, že stupeň pokrytí potřeby tepla budovy tepelným čerpadlem je 98 % a pouze 2 % pochází z topné špičky. zdroj.Je to proto, že teploty pod bivalentním bodem (-8°C) jsou v této oblasti velmi vzácné.

Ve variantě 2 má tepelné čerpadlo vzduch-voda vyšší topný výkon než ve variantě 1 a pokrývá potřebu budovy až do venkovní teploty -12°C. Stupeň krytí výkonu při návrhové venkovní teplotě tepelným čerpadlem se zvýší na 62 %, výkon špičkového zdroje tepla při návrhové venkovní teplotě klesne na 3 kW, ale celkové provozní náklady výrazně neklesnou, protože pouze o PLN 116/rok. Investiční náklady se však oproti variantě 1 zvyšují o 2 470 PLN, což je již značný rozdíl.

Varianta 3. Volbou monovalentního provozního režimu bychom potřebovali tepelné čerpadlo vzduch-voda, které při -20°C pokryje 100 % energetické potřeby budovy, tj. při -20°C dosáhne topný výkon ≥ 8 kW. Takové tepelné čerpadlo by nepotřebovalo podporu během topné sezóny.Předpokládaný zisk plynoucí z neprovozu elektrického ohřívače v zimní sezóně se však ukazuje jako malý a nekompenzuje náklady spojené s pořízením takového zařízení. Odhadované celkové náklady na provoz při výběru varianty 3 jsou pouze o 35 PLN nižší než varianta 2 a o 151 PLN nižší než varianta 1. Investiční náklady jsou však ve srovnání s variantami 1 a 2 téměř o 10 000 PLN vyšší. PLN.

Tepelné čerpadlo vzduch-voda - cena

Tabulka - Porovnání různých variant výběr tepelných čerpadel vzduch-voda (odhadované hodnoty)

varianta 1varianta 2varianta 3
Topný výkon tepelného čerpadla A2/W358,4kW9,2kW13,1kW
Bivalentní bod-8oC-12oCžádný
Stupeň energetického pokrytí s PC98%99%100%
Špičkový výkon pokrytí z PC56%62%100%
Provozní náklady elektrického ohřívače51 PLN75 PLN0 PLN
Provozní náklady samotného tepelného čerpadla3178 PLN3138 PLN3178 PLN
Celkové náklady na vlastnictví3329 PLN3213 PLN3178 PLN
Náklady na investici (katalogová cena netto)23858 PLN26328 PLN35604 PLN

Jak vybrat dobré tepelné čerpadlo vzduch-voda

Výše uvedený příklad ukazuje, že výběr vzduchových tepelných čerpadel pro monovalentní provoz – bez podpory topení – není vždy rentabilní, protože způsobuje výrazné zvýšení investičních nákladů. Výkonnější tepelné čerpadlo vzduch-voda je dražší a může být nutné použít i jiné, dražší komponenty instalace, např. vyrovnávací nádrž, která má za úkol stabilizovat chod čerpadla (díky čemuž počet cyklů kompresoru se sníží) nebo větší nádrž na teplou vodu Může se také ukázat, že na větší tepelné čerpadlo je málo místa a je hlučnější. Volba tepelného čerpadla vzduch-voda s příliš malým výkonem má samozřejmě za následek příliš velký podíl špičkového zdroje tepla, což může mít za následek vysoké náklady na vytápění. Při výběru čerpadla je proto důležité vzít v úvahu všechna dostupná data. Obecně se doporučuje navrhovat systémy s tepelným čerpadlem vzduch-voda tak, aby jeho podíl na pokrytí energetické potřeby objektu byl minimálně 95 %.Všimněte si však, že ačkoli ve výše uvedeném příkladu byla tato podmínka splněna ve všech variantách, rozdíly mezi rentabilitou jejich použití jsou značné. Další věc, kterou je třeba u vzduchových tepelných čerpadel zvážit, je hladina akustického výkonu tepelného čerpadla a hlučnost.

Kategorie:

Rekonstrukce