Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!
Teplé pre prírodu
Tepelné čerpadlá sú jedným z najmodernejších vykurovacích zariadení. Používajú teplo zeme, vody alebo vzduchu na vykurovanie svojich domovov, za ktoré nemusíte platiť.
Vyberáme tepelné čerpadlo - konštrukcia, typy, výkon a účinnosť
Tepelné čerpadlo - teplo zo zeme, vody a vzduchu
Tepelné čerpadlo vám umožňuje využívať bezplatnú energiu z prostredia na vykurovanie vášho domova - z pôdy, vody alebo vzduchu. Prenos tepla z chladného prostredia do vykurovacieho systému, v ktorom je vyššia teplota (t. J. Z takzvaného dolného až horného zdroja tepla ), je možný vďaka dodávke hnacej energie do čerpadla. V bežne používaných tepelných čerpadlách kompresora poháňa kompresor práve elektrina . Samotné čerpadlo neprodukuje teplo, s výnimkou malého množstva tepla generovaného počas prevádzky kompresora.
Vyberáme tepelné čerpadlo - konštrukcia, typy, výkon a účinnosť
Zvyšovanie teploty výmeny tepla sprostredkovanej teplom, nazývané pracovným médiom, nastáva v dôsledku termodynamických zmien v čerpadle v súlade s princípom tzv. Lindeho parného cyklu - na ktorom je založená činnosť populárnych chladničiek a klimatizačných zariadení. Prístroj využíva jav, pri ktorom sa teplo odparuje pri nízkej teplote počas odparovania tekutiny a potom, po stlačení pary, kondenzuje s teplom.
Typické tepelné čerpadlo kompresora pozostáva predovšetkým z dvoch výmenníkov tepla - výparníka a kondenzátora - ako aj z kompresora a expanzného ventilu . Všetky tieto prvky sú spojené rúrkami, v ktorých cirkuluje pracovné médium.
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.
Výkon a účinnosť tepelného čerpadla
Výkon tepelného čerpadla závisí okrem iného z 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.
V závislosti od typu pôdy je jej tepelná účinnosť od 10 do 50 W / m 2 - najmenšia je, keď je pôda suchá a piesočná, najväčšia - keď je mokrá. Slnečné svetlo je tiež dôležité - nemalo by sa zatieniť.
Vykurovací koeficient COP sa používa na určenie účinnosti tepelných čerpadiel. Je to pomer množstva tepla získaného v kondenzátore čerpadla k spotrebovanej hnacej energii. Ak je COP čerpadla rovnaká 4, To znamená, že na získanie 1 kWh tepelnej energie sa musí do čerpadla dodať 0, 25 kWh elektriny.
Účinnosť nezávisí tak od konštrukcie čerpadla, ako aj od podmienok, za ktorých pracuje. Čím je vyššia, tým vyššia je teplota jej spodného zdroja tepla a nižšia teplota jej horného zdroja tepla. Inými slovami, čerpadlo spotrebúva menej elektriny, čím menší je teplotný rozdiel medzi horným a dolným zdrojom.
Z tohto dôvodu majú čerpadlá najvyšší koeficient účinnosti, ktorých dolným zdrojom tepla je podzemná voda - jeho teplota v priebehu celého roka je 8 - 10 o C. Zem v hĺbke, v ktorej sú položené rúrky výmenníka, má v zime teplotu okolo 5 o C, ale pod koniec zimy môže klesnúť na 0 ° C, takže účinnosť pozemného čerpadla je nižšia ako účinnosť vodného čerpadla . Čerpadlá s priamym odparovaním majú mierne vyššiu COP, pretože nemajú straty vyplývajúce z použitia sprostredkovateľa pri výmene tepla. Tepelné čerpadlá na vzduch majú najmenšiu účinnosť, pretože, ako viete, teplota zimného vzduchu v Poľsku je nižšia ako 0 ° C a niekedy dokonca nižšia ako -20 ° C.
Z dôvodu závislosti účinnosti tepelného čerpadla od teploty horného zdroja tepla by sa do vykurovacieho zariadenia, ktoré spolupracuje s tepelným čerpadlom, mala dodávať voda s nižšou teplotou ako pri zariadení s konvenčným vykurovacím kotlom. Zvyčajne je podlahové kúrenie navrhnuté tak, aby teplota vody, ktorá ho dodáva, nebola vyššia ako 35 o C. Potom môže byť koeficient COP čerpadla vyšší ako 4. Ak čerpadlo napájalo zariadenie s teplotou 60/50 o C (s nástennými ohrievačmi), jeho koeficient Hodnota COP by bola okolo 2, 5, čo znamená, že by spotrebovala takmer o 40% viac elektriny. To neznamená, že tepelné čerpadlo nemôže pracovať s bežnými radiátormi. Ich veľkosť, zvolená pre parametre vykurovacej vody dodávanej čerpadlom, však musí byť zodpovedajúcim spôsobom väčšia ako v prípade spolupráce s kotlom.
Kam vložiť tepelné čerpadlo?
Z praktických dôvodov, t. J. Kvôli svojim rozmerom a potrebe použitia nádrže na teplú vodu pre domácnosť a príslušenstva, 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 - ich kondenzátory sa čistia vonkajším vzduchom, preto je najvýhodnejšie ich umiestniť von.
Pozemné čerpadlá môžu mať tiež kryty, ktoré umožňujú ich umiestnenie mimo domu, napríklad v jamke vykopanej v zemi. Je však potrebné si uvedomiť, že amatéri majetku niekoho iného sa môžu zaujímať o čerpadlo, takže je lepšie umiestniť ho tak, aby ho nezachytilo.