Aby sa investície do tepelného čerpadla mohli rýchlo vyplatiť, musíme preň zvoliť najlepší zdroj tepla. Či voda alebo pôda, vertikálny alebo horizontálny výmenník tepla funguje lepšie v tejto úlohe, závisí do veľkej miery od nášho pozemku. Vysvetľujeme, ako fungujú tepelné čerpadlá.

Prevádzka tepelného čerpadla

Tepelné čerpadlo je zariadenie, ktoré pripomína malú chladničku alebo veľký stojan na plynový kotol. Rovnako ako on, aj tepelné čerpadlo sa používa na vykurovanie domu a prípravu teplej vody. Prečo sa to teda nazývalo čerpadlo? Pretože na vykurovanie využíva teplo, ktoré vďaka termodynamickým zmenám - rovnako ako v bežných chladničkách, ako aj klimatizačným zariadeniam - „čerpadlá“ zo zdroja s nižšou teplotou na teplejšie médium. Chladnejším zdrojom, takzvaným dnom, z ktorého sa odvádza teplo, môže byť pôda, voda a dokonca aj vzduch. Horným zdrojom, do ktorého je dodávané teplo, je voda (menej často vzduch) ohrievaná čerpadlom, ktorá cirkuluje vo vykurovacom systéme. Čerpadlo teda neprodukuje teplo, s výnimkou množstva, ktoré je vedľajším účinkom jeho kompresora, iba ho prevádza zo spodného na horný zdroj.

Čerpadlo je poháňané elektrinou. Našťastie to nepotrebuje veľa, a preto stojí vykurovanie menej ako plynový alebo olejový kotol.

Tepelné čerpadlá: vzduch, voda alebo pôda?

Existuje niekoľko zdrojov, z ktorých môže čerpadlo odoberať teplo. Výber čerpadla bude závisieť nielen od našich finančných možností, ale aj od veľkosti pozemku a pôdy, ktorá sa na ňom nachádza, ako aj od klimatickej zóny, v ktorej žijeme.

Najjednoduchší spôsob je nainštalovať tepelné čerpadlo so vzduchom ako jeho spodným zdrojom. Jeho účinnosť sa však výrazne zníži, keď zima vonku, t. J. Keď potrebujete najviac tepla na vykurovanie vášho domu. Čím nižšia je teplota vzduchu, tým viac energie spotrebúva čerpadlo na výrobu rovnakého množstva tepla a počas silného mrazu nemôže vôbec fungovať a elektrický ohrievač v ňom zabudovaný je aktivovaný. Potom sú náklady na vykurovanie skutočne vysoké - napríklad používanie jednoduchých elektrických ohrievačov. Našťastie, keď je teplota vzduchu mierna, t. J. Počas oveľa väčšej časti vykurovacej sezóny, tepelné čerpadlo vzduchu pracuje hospodárne. Celkovo sa dá predpokladať, že priemerné náklady na vykurovanie za celú vykurovaciu sezónu budú približne polovičné ako náklady na vykurovanie elektrickými radiátormi.

Tepelné čerpadlá voda / voda alebo voda / vzduch využívajú teplo nahromadené v podzemnej vode, ktorá má počas zimy relatívne vysokú teplotu (8 - 10 ° C), a je preto účinným zdrojom dna. Na jej fungovanie sú potrebné dve hlboké studne: prívod a výtok - z prvej vody sa čerpá, z ktorej čerpadlo prijíma teplo, do druhej - vypustenej vody, ktorá už vydala teplo. Ak má niekto prístup k rybníku alebo inej vodnej nádrži, nemusí dobre vrtať.

V zime teplota vody na dne rybníka neklesne pod 8 ° C, takže sa môžete spoľahnúť na plynulú prevádzku čerpadla pomocou jeho tepla. Prevádzka tohto typu čerpadla je však ťažkopádna. Voda odoberaná z rybníka je znečistená a vyžaduje filtrovanie a pravidelné výmeny prvkov zariadení na vodnú dopravu, ktoré v praxi korodujú pomerne rýchlo. Celkovo možno povedať, že napriek vysokej účinnosti je prevádzka takýchto tepelných čerpadiel pomerne nákladná a ich použitie sa vyplatí iba v zariadeniach s veľmi vysokou potrebou tepla. Preto je pôda častejšie používaným zdrojom tepla pre čerpadlo.

Tepelné čerpadlo so soľankou / vodou v zemi so zabudovanou nádržou na teplú vodu pre domácnosť

Pozemný výmenník tepla - teplo zo zeme

V hĺbke približne 1, 5 m je teplota zeme od 0 do 8 ° C, čo umožňuje hospodárne fungovanie čerpadla - množstvo tepla získaného z horizontálneho výmenníka tepla umiestneného v tejto hĺbke môže byť trikrát až štyrikrát väčšie ako množstvo elektrickej energie spotrebovanej čerpadlom. Ešte lepšie výsledky sa dosahujú použitím pozemného výmenníka tepla s rúrkami umiestnenými zvisle v hlbokých studniach (od niekoľkých desiatok do viac ako sto metrov), ktoré tvoria tzv. Sondy. Výmenník tepla vo forme vertikálnych sond zaisťuje priaznivé prevádzkové parametre tepelného čerpadla a ich stabilitu počas celého vykurovacieho obdobia, čo nie je zaručené horizontálnym výmenníkom. Jeho teplota výrazne klesá po dlhej dobe prevádzky čerpadla, čo znižuje účinnosť jeho prevádzky. Bohužiaľ, náklady na výrobu vertikálneho výmenníka sú najmenej polovičné ako náklady na horizontálny. Preto je tepelné čerpadlo s horizontálnym pozemným výmenníkom tepla investormi najčastejšie vybranou možnosťou. Zaručuje nízke prevádzkové náklady, minimálne polovicu nákladov na vykurovanie zemným plynom a investičné náklady zostávajú na primeranej úrovni.

Implementácia pozemného tepelného výmenníka je najťažšou fázou inštalácie tepelného čerpadla. Správna a hospodárna prevádzka závisí od výberu a správnej inštalácie výmenníka tepla, je vyrobená z pružných plastových alebo medených rúr. Horizontálne výmenníky môžu byť položené do zeme v jednej alebo dvoch rovinách alebo vo forme špirály. Aby bolo možné získať čo najviac tepla, mal by byť taký výmenník v hĺbke, kde je teplota zeme najvyššia. V praxi je vzhľadom na náklady a ziskovosť investície položená v hĺbke mierne väčšej ako je zóna zamrznutia pôdy, ktorá je v závislosti od regiónu v Poľsku od 0, 8 do 1, 4 m pod úrovňou zeme.

Tepelné čerpadlo so zemným výmenníkom tepla na veľkom pozemku …

Aká veľká plocha pozemku by sa mala prideliť horizontálnemu výmenníku tepla z pôdy? Závisí to od typu pôdy. Výhodne hlinitý. Hustota tepelného toku je nad 30 W / m2, zatiaľ čo v suchej piesočnatej pôde môže byť nízka ako 10 W / m2, čo je trikrát menej. Preto, aby tepelné čerpadlo dosiahlo 10 kW (t. J. Dostatočné na vykurovanie domu s rozlohou asi 200 m 2 obývanou štyrmi ľuďmi), musíte položiť potrubie na približne 330 m 2 pozemkov v mokraďoch a dokonca na 1000 m2 pozemkov so suchou pôdou., Zároveň si musíte byť vedomí, že oblasť nad výmenníkom sa nemôže zatieniť, takže na nej nemôžu stáť žiadne budovy, nemôžete zasadiť väčšie rastliny (s veľkými koreňmi) ani tvrdiť túto oblasť. Odporúča sa tam umiestniť trávnik. Pôda, z ktorej sa zhromažďuje teplo, musí byť „regenerovaná“, ku ktorej dochádza v dôsledku slnečného svetla a zrážok, preto by nemalo byť ťažké dosiahnuť slnečné svetlo a vodu k zemi. Mali by sme si to pamätať, ak plánujeme kúpiť pozemok a máme v úmysle vykurovať dom pozemným čerpadlom s horizontálnym výmenníkom tepla. Pozemok musí byť dostatočne veľký na to, aby sa zmestil na výmenník tepla a dom, spevnenú príjazdovú cestu a prípadne záhradu - a aby zatienil plochu nad výmenníkom tepla. To však neznamená, že tepelné čerpadlo zo zemského zdroja nemožno použiť, keď máme malý pozemok.

… a tepelné čerpadlo so zemným výmenníkom tepla na malom pozemku

Ak na pozemku nie je dostatok miesta, riešením je vytvoriť výmenník tepla vo forme vertikálnych sond. Aj keď je to drahšie ako hladiny, umožňuje hospodárnejšiu prevádzku čerpadla a dobre funguje na pozemkoch s veľmi nízkou úrovňou podzemnej vody, kde by horizontálny výmenník musel mať veľmi veľkú plochu. Ako vodítko možno predpokladať, že na získanie 1 kW vykurovacej energie potrebujete potrubie umiestnené vertikálne v 20 m hlbokej studni, t. J. Na 10 kW by mala byť studňa 200 m. Pre studne s hĺbkou nad 100 m potrebujete povolenie od banského úradu pre plytšie (nad 30 m) - povolenie na vodu od vodohospodárskeho úradu. Vo všeobecnosti sa namiesto jednej veľmi hlbokej jamky vyrobí niekoľko plytších studní. V takom prípade by mali byť od seba oddelené najmenej 5 m. Aj na malom pozemku by nemal byť problém nájsť priestor pre dve alebo tri studne, ktoré sú dostatočné na vykurovanie stredne veľkého rodinného domu.

Vezmite QUIZ. Koľko toho vieš o tepelných čerpadlách?

Kategórie:

Ohrievanie