Tepelné čerpadlo je zariadenie určené na poskytovanie nízkych nákladov na vykurovanie. Čerpadlá zhromažďujú teplo z okolia - zem, voda alebo vzduch - a dodávajú ich do zariadenia ústredného kúrenia a teplej úžitkovej vody, ohrevu vody, prípadne do vetracieho systému, ohrevu vzduchu vháňaného do miestností. Pre používateľov je najdôležitejšou výhodou čerpadiel nízke prevádzkové náklady - viac investujeme do investícií, ale ušetríme na nákladoch na vykurovanie.

Druhy tepelných čerpadiel

Najbežnejšie používané na vykurovanie domácností je možné klasifikovať v závislosti od spôsobu získavania tepla a jeho prenosu do miestností pre zariadenia typu:

  • soľanka / voda - zhromažďujú teplo zo zeme pomocou pozemného výmenníka tepla, v ktorom cirkuluje ťažko mrznúci glykolový roztok (nazývaný soľanka), ktorý sprostredkúva výmenu tepla medzi zemou a prevádzkovým médiom čerpadla. Teplo z kondenzátora ohrieva vodu dodávajúcu systém ústredného kúrenia;
  • priame odparovanie / voda - pozemný tepelný výmenník je súčasne výparníkom čerpadla, takže v potrubiach položených v zemi cirkuluje pracovné médium, ktoré sa v nich odparuje. Odstránením roztoku glykolu a ďalšieho sprostredkovateľa výmeny tepla pri výmene tepla sa dosiahne vyššia účinnosť systému. Teplo z kondenzátora ohrieva vodu dodávajúcu systém ústredného kúrenia;
  • priame odparovanie / priama kondenzácia - výmenník tepla zeme je zároveň výparníkom čerpadla a vykurovací systém (podlahové kúrenie) je kondenzátor. Ani pozemný výmenník tepla, ani vykurovací systém nemajú médium, ktoré sprostredkúva výmenu tepla, vďaka čomu je účinnosť tohto čerpadla najvyššia;
  • voda / voda - výparník čerpadla je ohrievaný vodou zo studne, rieky alebo jazera. Teplo z kondenzátora ohrieva vodu dodávajúcu systém ústredného kúrenia;
  • vzduch / voda - výparník čerpadla je ohrievaný vzduchom. Teplo z kondenzátora ohrieva vodu dodávajúcu systém ústredného kúrenia;
  • vzduch / vzduch - výparník čerpadla je ohrievaný vzduchom. Teplo z kondenzátora ohrieva vzduch dodávaný do miestností;
  • voda / vzduch - výparník čerpadla je ohrievaný vodou. Teplo z kondenzátora ohrieva vzduch privádzaný do miestností.

Faktor tepelného výkonu (COP)

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. COP = 4 znamená, že získame 4 kWh tepla za každú kilowatthodinu elektrickej energie použitej na pohon čerpadla. Tento faktor udávaný výrobcami zariadení informuje o účinnosti vyskytujúcej sa v špecifických podmienkach - pri dolných a horných teplotných hodnotách zdroja tepla uvedených v norme. V praxi sa tieto podmienky menia as nimi aj efektívnosť. Na odhad nákladov na vykurovanie tepelným čerpadlom je užitočnejší pomer sezónnej účinnosti tepelného čerpadla SPF, ktorý určuje pomer množstva energie dodávanej tepelným čerpadlom k celkovej spotrebovanej počas vykurovacej sezóny.

S ktorou inštaláciou tepelné čerpadlo pracuje?

Tepelné čerpadlo môže ako kotol napájať bežné ohrievače. Avšak kvôli nižšej teplote výstupu musí byť ich vykurovacia plocha zodpovedajúcim spôsobom väčšia ako pri práci s konvenčným zdrojom tepla. Niekedy to môže spôsobiť problémy pri hľadaní miesta. Ich cena bude tiež zodpovedajúcim spôsobom vyššia. Namiesto podlahového vykurovania, ktoré spolupracuje s tepelným čerpadlom, je veľmi dobrý iný druh nízkoteplotného vykurovania - stenové vykurovanie pomocou potrubí s vodou zabudovanou do omietky. Táto inštalácia je pomerne drahá, ale keď porovnáte jej cenu s cenou veľmi veľkých radiátorov prispôsobených teplote prívodu 35 ° C, výber môže byť výhodný. Na zásobovanie tepelným čerpadlom pri nízkej teplote nie je potrebné žiadne ďalšie miešanie, pretože voda sa okamžite zohreje na vhodnú, nie príliš vysokú teplotu.

Spolupráca tepelného čerpadla s existujúcou inštaláciou ústredného kúrenia

V starých domoch sa zvyčajne zaoberáme inštaláciou vykurovania ústredného radiátora prispôsobeného vykurovacím parametrom kotolne na uhlie. Radiátory majú nadmerné vykurovacie povrchy a rúry majú veľké priemery. Táto situácia vedie k využitiu existujúceho vykurovacieho systému na vykurovanie tepelným čerpadlom. Ak boli steny v takej vyhrievanej budove izolované a boli vymenené okná, potreba tepla na pokrytie strát priečkami a vetraním miestností sa znížila približne o 50%. Vykurovacia plocha radiátorov je preto zvyčajne dostatočná na zabezpečenie požadovanej vnútornej teploty pri parametroch vykurovacej vody dosahovaných tepelným čerpadlom. Problémom však môže byť technický stav radiátorov a vodného kameňa spôsobený častým sezónnym odtokom a dopĺňaním vody v dôsledku netesností systému (čo bolo normou v starých inštaláciách). Vo väčšine budov postavených po roku 1990 sa líši. Majú dostatočnú tepelnú izoláciu a ich radiátorové inštalácie sú prispôsobené prevádzkovým parametrom olejových alebo plynových kotlov, majú malú vodnú kapacitu, potrubia s malým priemerom a termostatické ventily. Nie sú pripravené na napájanie tepelnými čerpadlami.

Tepelné čerpadlá pre zem, vodu a vzduch

Princíp činnosti tepelného čerpadla

Ako je možné, že čerpadlo dodáva horúcu vodu do vykurovacieho systému alebo fúka teplý vzduch do miestnosti, ak je jeho zdrojom tepla voda, zemina alebo vzduch s teplotou mierne nad 0 ° C?

Aby sme tomu porozumeli, sledujme, čo sa presne stane počas tepelných čerpadiel soľanka / voda alebo voda / voda. Soľanka zo zemného výmenníka tepla alebo voda zo vstupnej studne (v čerpadlách voda / voda) prúdi do výparníka čerpadla. Jeho teplota je 5 - 10 ° C, pretože toto je maximum, keď je zóna pod 1, 5 m alebo podzemná voda v zime.

Na prevádzku čerpadla je potrebné odpariť pracovné médium cirkulujúce vo vnútornej cirkulácii čerpadla. Preto musí ísť o kvapalinu, ktorá sa odparuje (vrie) pri teplote nižšej ako 5 ° C. V dôsledku výmeny tepla s pracovným médiom teplota soľanky zo zemného výmenníka tepla alebo voda z vrtu klesá o 2-3 ° C. Ochladená solanka tečie späť do pozemného výmenníka tepla, voda je vypúšťaná do odtokovej nádrže. Pracovné médium, ktoré sa odparilo v dôsledku tepla prijímaného soľankou alebo vodou, prechádza do kompresora. V dôsledku kompresie (t. J. Zvýšenia tlaku) sa teplota zvýši na niekoľko desiatok ° C. To je miesto, kde je do systému dodávaná energia (elektrina na poháňanie kompresora). Teplota pracovného média sa tiež zvyšuje v dôsledku skutočnosti, že časť tejto energie sa premení na teplo v dôsledku trenia medzi komponentmi kompresora. Už vo forme pary prechádza pracovné médium do druhého výmenníka - kondenzátora. Tam ohrieva vodu z vykurovacieho systému (do maximálnej teploty 60 ° C) a kondenzuje pri odovzdávaní tepla. Jeho teplota klesá o niekoľko ° C. Už ako kvapalina ide do expanzného ventilu, v ktorom sa rozširuje, v dôsledku čoho výrazne klesá jeho teplota. Z ventilu prúdi chladivo späť do výparníka a cyklus sa opakuje.

Náklady na kúrenie

V nasledujúcej tabuľke sú uvedené náklady na vykurovanie rôznymi zdrojmi tepla. Mali by sa považovať za približné, pretože sú ovplyvnené kolísaním cien pohonných hmôt, rozdielmi v poplatkoch za elektrinu a plyn v závislosti od miesta bydliska a efektívnosti vykurovacieho zariadenia. Najmä posledne menovaná suma môže mať významný vplyv na náklady.

Pri všetkých porovnaniach sa zvyčajne používa maximálna účinnosť dosiahnutá zariadeniami. Medzitým sa v praxi stáva, že je dokonca o niekoľko desiatok percent nižšia, a to samozrejme zvyšuje výrobu tepla o niekoľko desiatok percent drahšie! Účinnosť kotlov je ovplyvnená kvalitou paliva. V prípade plynu a ropy je to kontrolované, takže sa dá usúdiť, že odchýlky účinnosti od hodnoty poskytovanej výrobcami sú malé. Predpokladali sme, že účinnosť modelovej kotolne je 90% pre plynové a olejové kotly a 105% pre plynové kondenzačné kotly. Kvalita uhlia alebo peliet sa líši, veľa záleží aj na zručnosti fajčiara, takže musíte byť ohľaduplnejší voči účinnosti týchto kotlov. Predpokladali sme, že to je 70 a 80% (to si vyžaduje veľkú starostlivosť o čistotu kotla). Účinnosť elektrických zariadení však bola 100%, čo - ako vidíte - veľmi nepomohlo, pretože vykurovanie s nimi je najdrahšie.

Faktor účinnosti tepelných čerpadiel COP (ekvivalent účinnosti kotlov) závisí od teploty média, z ktorého sa teplo odvádza - zem alebo vzduch. Jeho hodnoty je ťažké predvídať (je to nestabilné najmä v prípade vzduchu). V závislosti od počasia sa COP v každej vykurovacej sezóne mierne líši. Rozhodli sme sa, že sa tepelné čerpadlá nebudú veľmi uprednostňovať a pre výpočty sme prijali COP 3.7 - keď je zdrojom tepla pôda a 2 - keď je to vzduch (niektorí predpokladajú, že je to dokonca 5, respektíve 3, čo je v praxi veľmi zriedkavé). Takéto koeficienty pre celú vykurovaciu sezónu je stále ťažké dosiahnuť, keď sa používajú zariadenia dostupné za primeranú cenu. Pre pozemné čerpadlá vyžadujú dokonalý inštalačný výkon a pre vzduchové čerpadlá - tiež nie príliš tvrdá zima.

Kategórie:

Ohrievanie