Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!
Zariadenia využívajúce obnoviteľné zdroje energie, ako sú tepelné čerpadlá, sú budúcnosťou vykurovacích systémov
Používajú zemné, vodné alebo vzduchové teplo na vykurovanie domov a TÚV, za ktoré nemusíte platiť. Prevádzka je lacná a ekologická.
S prírodnou energiou - tepelné čerpadlá
Tepelné čerpadlá sú jedným z najmodernejších vykurovacích zariadení. Odberajú teplo z prostredia - zeme, vody alebo vzduchu - a dodávajú ho do ústredného kúrenia a zariadenia na teplú vodu pre domácnosť, ohrevu vody alebo do vetracieho systému a ohrevu vzduchu vháňaného do miestností. Prenos tepla z chladného prostredia do zariadenia, kde je vyššia teplota, je možný dodávaním nafty do čerpadla. V najobľúbenejších, bežne používaných kompresorových tepelných čerpadlách poháňa kompresor čerpadla elektrina. K zvyšovaniu teploty výmeny tepla sprostredkujúcej teplo dochádza v dôsledku termodynamických zmien, ku ktorým dochádza v tepelnom čerpadle v súlade s princípom, na ktorom je založená prevádzka chladničiek a klimatizátorov.
efektívna
Účinnosť tepelného čerpadla je preukázaná faktorom vykurovacej účinnosti (COP). Je to pomer množstva tepla získaného v kondenzátore čerpadla k spotrebovanej hnacej energii. Závisí to nielen od konštrukcie čerpadla, ale predovšetkým od teploty, ktorá sa má dosiahnuť v tepelnom prijímači (vykurovací systém), a od teploty zdroja, z ktorého čerpadlo čerpá teplo. Podľa nariadenia ministra hospodárstva o požiadavkách na energetickú účinnosť nesmie byť hodnota COP pre tepelné čerpadlá kompresorov nižšia ako 2, 4. To znamená, že za každú kilowatthodinu elektrickej energie použitej na pohon čerpadla dostaneme najmenej 2, 4 kWh tepla. Výrobcovia čerpadiel čerpajúcich teplo zo zeme alebo vody informujú, že COP ich zariadení je zvyčajne od 3 do 5. Tepelné čerpadlá vzduchu majú v našej klíme menšiu účinnosť.
šetrné k životnému prostrediu
Tepelné čerpadlo sa často nazýva ekologické zariadenie. V skutočnosti neemituje znečistenie životného prostredia a teplo, ktoré používa, je vlastne solárna energia akumulovaná v zemi, vode alebo vzduchu. V mieste, kde čerpadlo pracuje, nedochádza k zhoršovaniu životného prostredia. Jediným účinkom tejto činnosti je znížiť teplotu média, z ktorého čerpá teplo, o niekoľko stupňov Celzia. Malo by sa však pamätať na to, že na pohon pumpy, ktorá sa v našej krajine vyrába spaľovaním uhlia, sa používa elektrina, ktorá spôsobuje vysoké znečistenie atmosféry. Preto, kým sa nezavedú ekologické elektrárne, bude zložité považovať tepelné čerpadlá v makrom meradle za ekologické zariadenia. Môže byť ukľudňujúce, že pri vykurovaní domu tepelným čerpadlom spotrebuje niekoľkokrát menej elektrickej energie, než keby bolo vykurované sporákmi a elektrickými ohrievačmi.
Odkiaľ získajú svoju energiu?
Zo zeme. V prípade tepelných čerpadiel využívajúcich pozemné teplo sa musí privádzať do výparníka čerpadla pomocou špeciálnej inštalácie. V malých systémoch sú jeho potrubia súčasne výparníkom čerpadla - cirkuluje v nich a potom odparuje pracovné médium (preto sa nazývajú čerpadlá s priamym odparovaním). Táto inštalácia sa nazýva zemný výmenník tepla. Správna prevádzka čerpadla závisí od jeho výberu a prevedenia a môže byť vyrobená z medených alebo plastových rúr (PVC, PE, PP alebo PB) položených do zeme vo forme horizontálnych kolektorov - v jednej alebo dvoch rovinách alebo vo forme špirály. V niektorých prípadoch sa používajú aj vertikálne kolektory. Horizontálne tepelné výmenníky sú umiestnené v hĺbke 1 - 2 m, kde sa teplota pohybuje od 11 do 17 ° C v lete do 0 - 5 ° C v zime. Teplota do značnej miery závisí od fyzikálnych vlastností pôdy, preto by sa mala testovať pred výmenou tepla. Príliš optimistické predpoklady týkajúce sa teploty zeme okolo výmenníka tepla môžu mať za následok nedostatočný výkon čerpadla. Najlepšie podmienky na získanie tepla sú na vlhkej hlinitej pôde. Hustota tepelného toku, ktorá určuje účinnosť pozemného tepelného výmenníka, je v ňom 40 - 50 W / m2 a v suchej pôde iba 10 - 30 W / m2, čo je dokonca päťkrát menej. Aby tepelné čerpadlo dosiahlo 10 kW, celková dĺžka potrubia výmenníka by mala byť asi 470 m. Vzhľadom na prietokový odpor nesmie byť dĺžka jednej slučky príliš veľká. Pre rúry s priemerom 1 palec môžu byť maximálne asi 200 m, pre rúry s priemerom 1, 5 palca - do 350 m. Ak na pozemku nie je dostatok miesta na uloženie potrubí v horizontálnej rovine, môžu sa urobiť vertikálne kolektory. Vyžaduje si to vyvŕtanie niekoľkých dier do zeme 10 - 100 m hlbokých najmenej 5 m od seba a vloženie jednej slučky do každej z nich. Na to je potrebné špeciálne vybavenie, a preto je výroba takého výmenníka drahšia ako horizontálna. Je to výhodné na pozemkoch s veľmi nízkou úrovňou podzemnej vody.
Z vody. Tepelné čerpadlo voda-voda sa používa menej často ako pozemné teplo. Teoreticky to funguje efektívnejšie, ale získavanie tepla z vody je problematickejšie. Celoročná teplota podzemnej vody je okolo 10 ° C. Aby ste ju mohli používať ako spodný zdroj tepelného čerpadla, musíte vyvŕtať prívodnú šachtu s kapacitou najmenej 1, 5 m3 / ha nainštalovať čerpadlo, ktoré z nej bude čerpať vodu do druhého tzv. Absorbentu. Počas cesty musí voda vyplachovať výparník tepelného čerpadla a zohrievať v ňom pracovné médium. Ak absorpčná kapacita jednej jamky nie je dostatočná, treba vyvŕtať niekoľko vrtov, čo zvyšuje investičné náklady. Je dôležité, aby voda zo vstupného vrtu nebola príliš tvrdá, pretože vodná vrstva usadená na výmenníku tepla obmedzuje výmenu tepla. Ak obsahuje veľa železa a mangánu, rýchlo zničí čerpadlo a výmenník. Po určitom čase vyťaženia sa môže tiež znížiť výkonnosť. Povrchová voda (z rieky alebo jazera) sa môže použiť aj na napájanie tepelného čerpadla, ale pretože jeho teplota kolíše medzi 0 a 10 ° C, môže sa stať, že výparník zamrzne a v dôsledku toho čerpadlo zastaví. Okrem toho, aby ste získali potrebné množstvo tepla, musíte prečerpať pomerne veľký prúd vody. Na dosiahnutie 10 kW je potrebný prúd viac ako 2 m3 / h vody pri 5 ° C. Spotreba energie na poháňanie čerpadla, ktoré núti taký prietok, nepriaznivo ovplyvňuje účinnosť systému.
Zo vzduchu. Vzduchové tepelné čerpadlá sú najmenej problematické. Na získavanie tepla nepotrebujú žiadnu vonkajšiu inštaláciu. Okolitý vzduch sa jednoducho nasáva do vnútra zariadenia pomocou ventilátora a priamo premýva výparník, čím odovzdáva teplo pracovnému médiu, ktoré cirkuluje vo vnútornej cirkulácii čerpadla. V dôsledku nízkej teploty vzduchu funguje také čerpadlo v našej klíme predovšetkým ako zariadenie určené na ohrev úžitkovej vody po celý rok. Pri silných mrazoch jeho účinnosť klesá do tej miery, že spotrebuje toľko elektrickej energie ako bežný elektrický kotol. Jeho použitie na vykurovanie miestností môže byť výhodné iba v oblastiach so stredným podnebím, kde je počet veľmi chladných dní v roku nízky. Najrozumnejším sa zdá byť použitie vzduchových / vzduchových zariadení, ktoré sú populárnymi klimatizačnými zariadeniami, ale vo verzii, ktorá môže fungovať aj ako tepelné čerpadlo. Ich účinnosť samozrejme klesá aj so znižovaním teploty vonku a pri silnom mraze je ich práca neekonomická.
Výkon čerpadla
Závisí to od mnohých faktorov, predovšetkým od vlastností prevádzkových parametrov soľanky a vykurovacieho systému. Preto nie je možné presne vedieť, akú tepelnú energiu má konkrétne zariadenie. Zakaždým, keď sa musí určiť výpočtom založeným na určitých predpokladoch. To však neznamená, že v praxi bude sila presne taká, ako prišla z výpočtov. Okrem toho sa môže počas prevádzky zariadenia meniť. Je potrebné vedieť, že v závislosti od typu pôdy sa jeho tepelná účinnosť pohybuje v rozmedzí od 10 do 50 W / m² - najnižšia je v prípade suchej a piesočnatej pôdy, najväčšia v mokrej. Slnečné svetlo je tiež dôležité - nemalo by sa zatieniť. Často sa stáva, že pôda v priebehu času zaschne (napríklad keď sa vedľa nej vytvárajú vykopávky pre nové budovy) a potom sa znižuje účinnosť čerpadla, ktoré dlhodobo dobre fungovalo. Čerpadlá, ktoré odoberajú teplo z vody, môžu po chvíli spôsobiť problémy. Ak sa zmení pôda a voda, kapacita studne sa môže ukázať ako príliš nízka. Prax ukazuje, že v prípade absorpčných vrtov je to vlastne pravidlo.
Dobré miesto
Z praktických dôvodov, t. J. Kvôli svojim rozmerom a potrebe použitia nádrže na teplú vodu pre domácnosť a príslušenstva (ako sú čerpadlá alebo ventily), je tepelné čerpadlo obvykle inštalované v samostatnej technickej miestnosti. Nemusí spĺňať žiadne iné požiadavky ako rozmery, ktoré umožňujú prístup ku všetkým komponentom. Nedávno sa na trhu objavili kompaktné tepelné čerpadlá so zabudovanou nádržou na teplú vodu. Vyzerajú ako veľké chladničky a sú určené na použitie v technických priestoroch, napríklad v kuchyni. Hluk tepelného čerpadla nie je o nič ťažší ako prevádzka umývačky riadu. Nájdete tiež tepelné čerpadlá, ktoré sa inštalujú mimo domu. Sú to vzduchové čerpadlá. Pozemné čerpadlá môžu mať tiež kryty, ktoré umožňujú ich umiestnenie mimo domu, napríklad v jamke vykopanej v zemi.
ziskovosť
Tepelné čerpadlo spotrebúva málo konvenčnej (elektrickej) energie a jeho prevádzkové náklady patria medzi najnižšie medzi všetkými populárnymi vykurovacími zariadeniami. Zároveň je však v čase nákupu jedným z najdrahších svojho druhu. Náklady na tepelné čerpadlá 10 - 50 tisíc. PLN *, ale ich cena vo veľkej miere závisí od sily. Na vykurovanie rodinných domov obvykle postačuje 8-10 kW (tepelné čerpadlo je vybrané tak, aby jeho výkon bol o niečo nižší ako maximálna spotreba energie na vykurovanie domu - jeho nadrozmerné výsledky majú za následok nielen vyššiu kúpnu cenu, ale predovšetkým nehospodárnu prácu, t. J. Výrazne vyššie prevádzkové náklady), 2 kW stačí na ohrev iba úžitkovej vody. Tepelné čerpadlá sú trvanlivé zariadenia, ktoré fungujú bez problémov po dobu niekoľkých rokov. Ich údržba spočíva iba v výmene pracovného média každých pár alebo dokonca niekoľko rokov. Asi za 25 000 PLN * môžete si kúpiť vzduchové tepelné čerpadlo s nádržou na ohrev úžitkovej vody. Má elektrický ohrievač, vďaka ktorému má voda v nádrži po celý rok dostatočne vysokú teplotu. Takéto zariadenie môže tiež napájať zariadenie ústredného kúrenia radiátormi alebo podlahovým kúrením. Musíte však vedieť, že keď je vonkajšia teplota nízka, keď je najvyššia potreba tepla, bude ju zásobovať primárne ohrievač, a preto budú prevádzkové náklady relatívne vysoké. Priemerná ročná účinnosť vzduchového tepelného čerpadla je približne 2, čo znamená, že z kilowatthodiny elektriny dodanej na pohon čerpadla sa dá získať približne 2 kWh tepla. Náklady na jeho prevádzku budú preto približne polovičné ako náklady na konvenčné elektrické vykurovanie. V prípade tepelných čerpadiel prízemného zdroja a tých, ktoré získavajú teplo z vody, platíme nielen za čerpadlo, ale aj za inštaláciu umožňujúcu odber tepla z nižšieho zdroja. Celková cena systému je najmenej 40 - 60 tisíc. * Zł. Priemerná ročná účinnosť samotného tepelného čerpadla napájajúceho nízkoteplotné zariadenie, ktorá môže byť dokonca vyššia ako 5, ale ak vezmete do úvahy účinnosť všetkých komponentov systému a spotrebu energie obehových čerpadiel, môže sa ukázať ako nižšia ako 4. Náklady na energiu potrebnú na napájanie vykurovacieho systému však stále zostanú takmer štyrikrát menšie ako pri konvenčnom elektrickom vykurovaní. (* uvedené ceny od októbra 2010)