Aby se investice do tepelného čerpadla vyplatila rychle, musíme pro něj vybrat nejlepší zdroj tepla. To, zda v této roli funguje lépe vodní nebo půdní, vertikální nebo horizontální tepelný výměník, do značné míry závisí na našem pozemku. Vysvětlíme, jak fungují tepelná čerpadla.

Provoz tepelného čerpadla

Tepelné čerpadlo je zařízení, které připomíná malou ledničku nebo velký stojící plynový kotel. Stejně jako on, i tepelné čerpadlo se používá k vytápění domu a přípravě teplé vody. Proč se tomu tedy říkalo čerpadlo? Protože pro vytápění používá teplo, které díky termodynamickým změnám - stejné jako u běžných chladniček, stejně jako klimatizace - „čerpadla“ ze zdroje s nižší teplotou na teplejší médium. Chladnějším zdrojem, takzvaným dnem, ze kterého se odvádí teplo, může být půda, voda a dokonce i vzduch. Horní zdroj, do kterého je přiváděno teplo, je voda (méně často vzduch) ohřátá čerpadlem, která cirkuluje v topném systému. Čerpadlo tedy neprodukuje teplo, s výjimkou množství, které je vedlejším účinkem jeho kompresoru, pouze jej přenáší ze spodního na horní zdroj.

Čerpadlo je poháněno elektřinou. Naštěstí to moc nepotřebuje, a proto stojí topení méně než plynový nebo olejový kotel.

Tepelná čerpadla: vzduch, voda nebo půda?

Existuje několik zdrojů, ze kterých může čerpadlo odebírat teplo. Výběr čerpadla bude záviset nejen na našich finančních možnostech, ale také na velikosti pozemku a pozemku, který se na něm objeví, stejně jako na klimatické zóně, ve které žijeme.

Nejjednodušší způsob je nainstalovat tepelné čerpadlo se vzduchem jako jeho spodním zdrojem. Jeho účinnost se však výrazně snižuje, když venku zchladne, tj. Když potřebujete nejvíce tepla k vytápění vašeho domu. Čím nižší je teplota vzduchu, tím více energie spotřebovává čerpadlo k výrobě stejného množství tepla a během silného mrazu nemůže vůbec fungovat a elektrický ohřívač v něm zabudovaný je aktivován. Náklady na topení jsou pak opravdu vysoké - například pomocí jednoduchých elektrických ohřívačů. Naštěstí, když je teplota vzduchu mírná, tj. Po mnohem větší část topné sezóny, tepelné čerpadlo vzduchu pracuje ekonomicky. Celkově lze předpokládat, že průměrné náklady na vytápění za celou topnou sezónu budou přibližně poloviční než náklady na vytápění elektrickými radiátory.

Tepelná čerpadla voda / voda nebo voda / vzduch využívají teplo nahromaděné v podzemních vodách, které mají během zimy relativně vysokou teplotu (8-10 ° C), a proto jsou účinným zdrojem dna. K jeho fungování jsou zapotřebí dvě hluboké studny: sací a vypouštěcí - z první vody je odebírána, z níž čerpadlo dostává teplo, do druhé - vypuštěné vody, která již vydala teplo. Pokud má někdo přístup k rybníku nebo jiné vodní nádrži, nemusí vrtat studnu.

V zimě neklesne teplota vody na dně rybníka pod 8 ° C, takže se můžete spolehnout na plynulý chod čerpadla pomocí jeho tepla. Provoz tohoto typu čerpadla je však těžkopádný. Voda odebíraná z rybníka je znečištěná a vyžaduje filtraci a periodickou výměnu prvků vodohospodářského dopravního zařízení, které v praxi velmi rychle koroduje. Celkově lze říci, že navzdory vysoké účinnosti je provoz takových tepelných čerpadel poměrně nákladný a vyplatí se jejich použití pouze v zařízeních s velmi vysokou potřebou tepla. Půda je proto pro čerpadlo častěji používaným zdrojem tepla.

Zemní tepelné čerpadlo solanka / voda se zabudovanou nádrží na teplou užitkovou vodu

Zemní výměník tepla - teplo ze země

V hloubce asi 1, 5 m je teplota země od 0 do 8 ° C, což umožňuje hospodárné fungování čerpadla - množství tepla získaného z horizontálního výměníku tepla umístěného v této hloubce může být třikrát až čtyřikrát větší než množství elektřiny spotřebované čerpadlem. Ještě lepších výsledků je dosaženo použitím zemního tepelného výměníku s trubkami umístěnými svisle v hlubokých studnách (od několika desítek do více než sto metrů), které tvoří tzv. Sondy. Tepelný výměník ve formě vertikálních sond zajišťuje příznivé provozní parametry tepelného čerpadla a jejich stabilitu po celou topnou sezónu, což horizontální výměník nezaručuje. Jeho teplota se po dlouhé době provozu čerpadla výrazně snižuje, což snižuje účinnost jeho provozu. Bohužel náklady na výrobu vertikálního výměníku jsou alespoň poloviční než náklady na horizontální. Proto je tepelné čerpadlo s horizontálním zemním výměníkem tepla nejčastěji volenou možností investorů. Zajišťuje nízké provozní náklady, nejméně polovinu nákladů na vytápění zemním plynem a investiční náklady zůstávají na rozumné úrovni.

Implementace zemního tepelného výměníku je nejobtížnější fází instalace tepelného čerpadla. Správný a ekonomický provoz závisí na výběru a správné instalaci tepelného výměníku, je vyroben z pružných plastových nebo měděných trubek. Vodorovné výměníky mohou být položeny v zemi v jedné nebo dvou rovinách nebo ve formě spirály. Aby bylo možné získat co nejvíce tepla, měl by být takový výměník v hloubce, kde je teplota země nejvyšší. V praxi je kvůli nákladům a ziskovosti investice položena v hloubce mírně větší než zóna zamrzání půdy, která je v závislosti na regionu v Polsku od 0, 8 do 1, 4 m pod úrovní terénu.

Tepelné čerpadlo se zemním výměníkem tepla na velkém pozemku …

Jak velká plocha pozemku by měla být přidělena horizontálnímu tepelnému výměníku půdy? Záleží na typu půdy. Nejlépe hlíny. Hustota tepelného toku je nad 30 W / m 2, zatímco v suché písčité půdě může být nízká až 10 W / m 2, což je třikrát méně. Proto, aby tepelné čerpadlo dosáhlo 10 kW (tj. Dostatečné pro vytápění domu o rozloze přibližně 200 m 2 obývané čtyřmi lidmi), musíte položit potrubí na přibližně 330 m 2 pozemků v mokřadech a dokonce na 1000 m2 pozemků se suchou půdou, Zároveň si musíte být vědomi toho, že oblast nad výměníkem nemůže být zastíněna, takže na ní nemohou stát žádné budovy, ani není možné zasadit větší rostliny (s velkými kořeny) nebo ztvrdnout oblast. Doporučuje se tam nastavit trávník. Země, ze které se shromažďuje teplo, musí být „regenerována“, ke které dochází v důsledku slunečního světla a deště, takže by nemělo být obtížné dosáhnout slunečního světla a vody k zemi. Měli bychom si to pamatovat, pokud plánujeme koupit pozemek a hodláme dům vytápět pozemním čerpadlem s vodorovným tepelným výměníkem. Pozemek musí být dostatečně velký, aby se vešel do výměníku tepla a domu, zpevněné příjezdové cesty a případně do zahrady - a aby neztínil oblast nad výměníkem tepla. To však neznamená, že tepelné čerpadlo pro zemní zdroje nelze použít, když máme malý pozemek.

… a tepelné čerpadlo se zemním výměníkem tepla na malém pozemku

Pokud na pozemku není dostatek místa, je řešením vytvořit výměník tepla ve formě vertikálních sond. Ačkoli je to dražší než hladiny, umožňuje hospodárnější provoz čerpadla a funguje dobře na pozemcích s velmi nízkou hladinou podzemní vody, kde by horizontální výměník musel mít velmi velký povrch. Jako vodítko lze předpokládat, že pro získání 1 kW topné energie potřebujete potrubí umístěné svisle do 20 m hluboké studny, tj. Pro 10 kW by měla být studna 200 m. Pro studny s hloubkou nad 100 m potřebujete povolení od důlního úřadu, pro mělčí (nad 30 m) - povolení k vodě od vodohospodářského úřadu. Obecně je namísto jedné velmi hluboké vytvořeno několik mělčích studní. V tomto případě by měly být od sebe odděleny nejméně 5 m. I na malém pozemku by neměl být problém najít prostor pro dvě nebo tři studny, které jsou dostatečné pro vytápění středně velkého rodinného domu.

Vezměte QUIZ. Kolik toho víte o tepelných čerpadlech?

Kategorie:

Topení