Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!
Teplé pro přírodu
Tepelná čerpadla jsou jedním z nejmodernějších topných zařízení. Používají zemní, vodní nebo vzduchové teplo k vytápění svých domů, za které nemusíte platit.
Vybíráme tepelné čerpadlo - konstrukce, typy, výkon a účinnost
Tepelné čerpadlo - teplo ze země, vody a vzduchu
Tepelné čerpadlo vám umožňuje využívat bezplatnou energii z okolí k vytápění vašeho domova - ze země, vody nebo vzduchu. Přenos tepla z chladného prostředí do topného systému, ve kterém je teplota vyšší (tj. Z takzvaného spodního do horního zdroje tepla ), je možný díky přivádění hnací energie do čerpadla. V běžně používaných tepelných čerpadlech kompresoru je kompresor poháněn elektřinou . Samotné čerpadlo neprodukuje teplo, s výjimkou malého množství tepla generovaného během provozu kompresoru.
Vybíráme tepelné čerpadlo - konstrukce, typy, výkon a účinnost
Ke zvyšování teploty výměny tepla zprostředkované tekutinou, zvané pracovní médium, dochází v důsledku termodynamických změn v čerpadle v souladu s principem tzv. Lindeho parního cyklu - na kterém je založena činnost populárních chladniček a klimatizačních jednotek. Zařízení používá jev, který přijímá teplo při nízké teplotě během odpařování tekutiny a poté po stlačení páry kondenzuje s teplem.
Typické tepelné čerpadlo kompresoru sestává především ze dvou tepelných výměníků - výparníku a kondenzátoru - jakož i kompresoru a expanzního ventilu . Všechny tyto prvky jsou spojeny trubkami, ve kterých cirkuluje pracovní médium.
Druhy tepelných čerpadel
Ty, které se nejčastěji používají pro vytápění domácností, lze klasifikovat v závislosti na způsobu získávání tepla a jeho přenosu do místností pro zařízení typu:
- solanka / voda - shromažďují teplo ze země pomocí tepelného výměníku země, ve kterém cirkuluje těžce mrznoucí roztok glykolu (nazývaný solanka), zprostředkující výměnu tepla mezi zemí a provozním médiem čerpadla. Teplo z kondenzátoru ohřívá vodu přivádějící systém ústředního topení;
- přímé odpařování / voda - zemní tepelný výměník je současně výparníkem čerpadla, takže v potrubích položených v zemi cirkuluje pracovní médium, které se v nich odpařuje. Odstraněním roztoku glykolu a dalšího zprostředkovatele výměny tepla při výměně tepla se dosáhne vyšší účinnosti systému. Teplo z kondenzátoru ohřívá vodu přivádějící systém ústředního topení;
- přímé odpařování / přímá kondenzace - zemní tepelný výměník je současně výparníkem čerpadla a topný systém (vodní podlahové vytápění) je kondenzátor. Ani zemní výměník tepla, ani topný systém nemají médium, které zprostředkovává výměnu tepla, díky čemuž je účinnost tohoto čerpadla nejvyšší;
- voda / voda - výparník čerpadla je ohříván vodou ze studny, řeky nebo jezera. Teplo z kondenzátoru ohřívá vodu přivádějící systém ústředního topení;
- vzduch / voda - výparník čerpadla je ohříván vzduchem. Teplo z kondenzátoru ohřívá vodu přivádějící systém ústředního topení;
- vzduch / vzduch - výparník čerpadla je ohříván vzduchem. Teplo z kondenzátoru ohřívá vzduch přiváděný do místností;
- voda / vzduch - výparník čerpadla je ohříván vodou. Teplo z kondenzátoru ohřívá vzduch přiváděný do místností.
Výkon a účinnost tepelného čerpadla
Výkon tepelného čerpadla závisí mimo jiné z vlastností 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.
V závislosti na typu půdy je jeho tepelná účinnost od 10 do 50 W / m 2 - nejmenší je, když je půda suchá a písčitá, největší - když je mokrá. Sluneční světlo je také důležité - nemělo by být zastíněno.
Koeficient vytápění COP se používá k určení účinnosti tepelných čerpadel. Je to poměr množství tepla získaného v kondenzátoru čerpadla k spotřebované hnací energii. Pokud je COP čerpadla stejné 4, To znamená, že pro získání 1 kWh tepelné energie musí být do čerpadla dodáno 0, 25 kWh elektřiny.
Účinnost nezávisí ani tak na konstrukci čerpadla, ani na podmínkách, za kterých pracuje. Čím vyšší, tím vyšší je teplota jeho spodního zdroje tepla a nižší teplota jeho horního zdroje tepla. Jinými slovy, čerpadlo spotřebovává méně elektřiny, čím menší je teplotní rozdíl mezi horním a dolním zdrojem.
Z tohoto důvodu mají čerpadla nejvyšší koeficient účinnosti, jehož nižším zdrojem tepla je podzemní voda - jeho teplota v průběhu celého roku je 8-10 o C. Země v hloubce, ve které jsou potrubí výměníku položeny, má v zimě teplotu asi 5 o C, ale pod konec zimy může klesnout na 0 ° C, takže účinnost zemního čerpadla je nižší než účinnost vodního čerpadla . Čerpadla s přímým odpařováním mají mírně vyšší COP, protože nemají ztráty plynoucí z použití prostředníka při výměně tepla. Tepelná čerpadla vzduchu mají nejnižší účinnost, protože jak víte, v zimě je teplota vzduchu v Polsku nižší než 0 ° C a někdy dokonce nižší než -20 ° C.
V závislosti na účinnosti tepelného čerpadla na teplotě horního zdroje tepla by topné zařízení spolupracující s tepelným čerpadlem mělo být zásobováno vodou při nižší teplotě, než je tomu u konvenčních topných kotlů. Obvykle je podlahové vytápění navrženo tak, aby teplota vody, která jej dodává, nebyla vyšší než 35 o C. Pak může být koeficient COP čerpadla vyšší než 4. Pokud čerpadlo napájí instalaci 60/50 o C (s nástěnnými ohřívači), jeho koeficient Hodnota COP by byla kolem 2, 5, což znamená, že by spotřebovalo téměř 40% více elektřiny. To neznamená, že tepelné čerpadlo nemůže pracovat s běžnými radiátory. Jejich rozměry vybrané pro parametry topné vody dodávané čerpadlem však musí být odpovídajícím způsobem větší než v případě spolupráce s kotlem.
Kam vložit tepelné čerpadlo?
Z praktických důvodů, tj. Kvůli svým rozměrům a potřebě použití nádrže na teplou užitkovou vodu a příslušenství, 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 - jejich kondenzátory jsou umývány venkovním vzduchem, takže je nejvhodnější je umístit venku.
Zemní čerpadla mohou mít také skříně, která jim umožní umístění mimo domov, například v jámě vykopané v zemi. Je však třeba si uvědomit, že amatéři majetku někoho jiného se mohou zajímat o čerpadlo, takže je lepší umístit jej tak, aby nezachytilo oko.