Prečo sú tepelné čerpadlá najziskovejšou a najperspektívnejšou náhradou za plynové a elektrické vykurovanie?
Tepelné čerpadlá sú zariadenia, ktoré vďaka technológii násobia tepelnú energiu alternatívnych zdrojov (pôda, okolitý vzduch, podzemná voda) a prenášajú ju do vykurovacieho systému.
Slnečná energia a vzduch sú zdroje nevyčerpateľného nízkoteplotného tepla. Táto tepelná energia je zadarmo a obnoviteľná.
Tepelné čerpadlo prenáša alebo čerpá tepelnú energiu z jedného média do druhého. Princíp fungovania tepelného čerpadla je popísaný neskôr v článku.
Ako funguje tepelné čerpadlo?
V konštrukcii čerpadiel, ako aj v chladiacich jednotkách, sa používa okruh s chladivom, ktoré v ňom cirkuluje a dokáže variť aj pri minimálnom ohreve. Iba tepelné čerpadlo na vykurovanie funguje ako „obratený chladničkový prístroj“.
Ako funguje tepelné čerpadlo
Práca tepelného čerpadla sa dá rozdeliť do 5 fáz:
- varenie freónu v odparovači
- kompresia chladiva kompresorom
- prenos tepla z kondenzátora do vykurovacieho okruhu
- prechod ochladeného kondenzovaného chladiva cez regulačný ventil
- návrat ochladeného a kvapalného freónu do výmenníka tepla odparovača
Tepelné čerpadlá sú určené na vykurovanie a chladenie. Ďalšou funkciou je ohrev vody na domáce alebo priemyselné použitie. Toto je najfunkčnejšie zariadenie v porovnaní s akýmikoľvek kotlami alebo klimatizáciami.
Tepelné čerpadlo funguje veľmi hospodárne, pretože spotrebováva energiu iba na prevádzku kompresora a cirkulačných čerpadiel. Energetická účinnosť tepelných čerpadiel je veľmi vysoká. Energetický konverzný faktor dosahuje 4-6 a dokonca aj vyššie. To znamená, že každý kilowatt použitej energie je tepelným čerpadlom premenený na 3-5 kilowattov tepla, ktoré sa používa na vykurovanie domu alebo na ohrev vody.
Za vykurovanie domu alebo ohrev vody zaplatíte niekoľkokrát menej ako pri použití elektrického kotla alebo kotla. Náklady na vykurovanie môžu byť ušetrené až 75-80%!
Podľa aktuálnych plynových taríf je prevádzka plynového kotla 2-3 krát drahšia ako prevádzka tepelného čerpadla.
Ako funguje tepelné čerpadlo na vykurovanie domácnosti?
Teplo sa môže získavať z:
- podzemnej vody na hĺbke 15-20 m;
- blízkeho vodného toku;
- pôdnych podložiek s horizontálnou hĺbkou kolektora až do 1,2-1,5 m;
- hlbokých vrtov až do hĺbky 40-50 m.
Existuje mnoho ďalších spôsobov, ako využiť technológiu tepelných čerpadiel na zníženie tepelnej straty a zníženie nákladov na vykurovanie.
Napríklad pri využívaní nadbytočného tepla z technologických procesov, tepla z odpadových vôd a v mnohých iných prípadoch.
Typy tepelných čerpadiel
Existujú systémy, ktoré využívajú geotermálne teplo, teplo zo vzduchu alebo inštalácie, ktoré získavajú hydrotermálne teplo. Vyzdvihnime niekoľko hlavných typov tepelných čerpadiel.
Geotermálne tepelné čerpadlo
Geotermálne tepelné čerpadlo je systém, ktorý čerpá nadbytočné teplo z vrstvy povrchovej pôdy, hlbokých vrtov alebo blízkeho vodného toku.
Teplota pôdy v hĺbke pod vrstvou zamrznutou v zime je vždy kladná – až do 5-10 (° C). Teplo akumulované počas leta je dostatočné na to, aby geotermálne tepelné čerpadlo vykurovalo miestnosť v zime.
Na odvod tepla sa pokladá trubkový plastový kolektor alebo sa spúšťajú dvojité sondy, v ktorých cirkuluje chladivo, ktoré v zimných podmienkach nezamŕza. Čím viac obytného priestoru, tým dlhšie sú potrubia kolektora alebo hĺbka sond. Špecifická výkonová kapacita odvodu tepla pre rôzne pôdy sa môže pohybovať od 8 do 32 W / m². Zohľadňujú sa aj charakteristiky pôdy a jej vrstiev, čo si vyžaduje geologické prieskumy.
Ak sa v blízkosti domu nachádza rybník alebo nádrž s dostatočným objemom vody a hĺbkou, do nej sa umiestňujú špirály a krúžky plastového kolektora do hĺbky (na dno).
Voda-voda tepelné čerpadlo
Voda-voda tepelné čerpadlo, ktorého princíp je založený na získavaní tepla z podzemnej vody, je pomerne zložitý na inštaláciu. Teplota vody v hĺbke je počas celého roka konštantná – približne + 10 ° C.
Na inštaláciu takého tepelného čerpadla je potrebná analýza hĺbky vodného horizontu, množstva, kvality a čistoty vody. Jeho výkon z hľadiska tepla alebo chladu nezávisí od atmosférických podmienok alebo zmeny ročného obdobia. Energetický konverzný pomer vody tepelného čerpadla je vysoký – COP až 5 a viac, ale inštalácia a údržba sú problematické.
Voda-voda tepelné čerpadlo na vykurovanie je ziskovou možnosťou iba za podmienky kompetentného výberu a výpočtu zariadenia, ako aj vysoko kvalifikovanej inštalácie a uvedenia do prevádzky.
Cena geotermálnych a vodných tepelných čerpadiel je vysoká kvôli potrebe predbežných prieskumov a drahých inštalačných prác.
Vzduch-voda tepelné čerpadlo
Takéto tepelné čerpadlo je cenovo dostupnejšie z hľadiska ceny a inštalácie. Je najvhodnejšie na integráciu do modernizovaného vykurovacieho systému a je tiež ľahko inštalovateľné a rýchlo sa vypláca pri zavedení do nového domu. Keďže jeho tepelný výkon závisí od vonkajšej teploty vzduchu, je výhodné používať vzduchové tepelné čerpadlo v bivalentných okruhoch, s rezervným druhým zdrojom tepla.
Celkový výkon tepelného čerpadla s rezervným zdrojom sa stáva takmer polovičným v porovnaní s jeho nákladmi, ale energetická účinnosť a hospodárnosť celkového systému dodávky tepla zostáva optimálna.
Rozlišujeme medzi monoblokovou konfiguráciou alebo sadou, ktorá obsahuje vonkajšie a vnútorné jednotky. Invertorové vzduchové tepelné čerpadlo presne a hospodárne reaguje na prioritné zaťaženia na teplo, teplú vodu alebo chlad. Energetická účinnosť takýchto systémov je až 5 a viac, sú schopné fungovať aj pri vonkajších teplotách až do -25 ° C. Toto sú najobľúbenejšie tepelné čerpadlá na použitie v miernom podnebí na väčšine územia Ukrajiny.
Takéto modely sú dostupnou možnosťou z hľadiska klimatických podmienok pre rýchlo sa vyplácajúci projekt na modernizáciu vykurovania alebo inštaláciu v novom dome, ako v mestách s miliónmi obyvateľov, tak aj v regiónoch.
Vynikajúcim príkladom vzduch-voda tepelného čerpadla je séria Arctic Home Basic a Arctic Home Smart, výkonné zariadenia od britskej značky Mycond.
Vzduch-vzduch tepelné čerpadlo
Využitím tepla z vetrania alebo vonkajšieho vzduchu je vzduch-vzduch tepelné čerpadlo podobné v prevádzke chladiacemu / vykurovaciemu klimatizačnému zariadeniu, ale s prioritou práce na vykurovanie. Toto tepelné čerpadlo sa používa ako systém, ktorý vám umožňuje ušetriť peniaze na vykurovaní vášho domova nielen v Európe, ale aj na Ukrajine.
Navyše, takéto tepelné čerpadlá môžu byť vybavené sadou na prípravu teplej vody a vyznačujú sa vysokými hodnotami sezónnej energetickej účinnosti.
Existujú aj iné schémy systémov tepelných čerpadiel:
- pôda-vzduch tepelné čerpadlo;
- soľanka-voda tepelné čerpadlo;
- iné.
Tepelné čerpadlá sa používajú na ohrev vody v bazénoch alebo technologických procesoch, v niektorých priemyselných oblastiach alebo vo výstavbe na vykurovanie akýchkoľvek komerčných zariadení.
Výhody tepelných čerpadiel
- Inovatívne technológie na dodávku tepla, klimatizáciu a dodávku teplej vody, prezentované v jednom zariadení – tepelné čerpadlo.
- Ekonomické a niekoľkonásobne nižšie náklady na vykurovanie a dodávku teplej vody.
- Ekologické tepelné čerpadlo, žiadne emisie CO2 a znečistenie životného prostredia.
- Požiarna bezpečnosť, nie je potrebné dohliadať, schvaľovať, neustále monitorovať bezpečnosť zariadenia.
- Riadenie rôznych teplotných vykurovacích okruhov: radiátory a podlahové vykurovanie.
- Klimatizácia a vykurovanie s tepelnými čerpadlami a fan coil jednotkami.
- Geotermálne tepelné čerpadlo, ktorého cena je vysoká, je ekonomicky životaschopnou možnosťou na vykurovanie nového domu bez plynu, najmä za podmienok obmedzeného napájania pre dom.
Závery
Iba vysoko kvalifikovaní odborníci môžu vybrať správny súbor zariadení tepelného čerpadla, ktoré funguje podľa jednej alebo druhej schémy, s odkazom na konkrétnu časť súkromného domu, pričom zohľadňujú inžinierske systémy a plánovanie budovy.
Správne výpočty určujú: náklady na systém, jeho účinnosť a spoľahlivosť. Tepelné čerpadlá sú inovatívne systémy s komplexnou inštaláciou a inteligentným riadením. Na realizáciu takýchto projektov je potrebné obrátiť sa na profesionálov, aby si vybrali najvhodnejší súbor zariadení z hľadiska výkonu a ceny a vypočítali ekonomický prínos z jeho implementácie.
