Doba návratnosti tepelného čerpadla

Obsah:

• Doba návratnosti tepelného čerpadla.
• Vlastnosti systému, informácie od odborníkov.
• Návratnosť tepelného čerpadla na vykurovanie domu.
• Ako funguje tepelné čerpadlo?
• Čo je tepelné čerpadlo?
• Ako rýchlo by sa mala investícia do tepelného čerpadla vrátiť?
• Závery.

Rozhodnutie o inštalácii tepelného čerpadla je nepochybne pomerne zložité a vyvoláva mnoho otázok: oplatí sa investovať do tejto technológie, je výhodná, aká je doba návratnosti tepelného čerpadla? Preto by ste sa pred takýmto rozhodnutím mali určite poradiť s odborníkom.

Čerpadlo má svoje prevádzkové vlastnosti; môže slúžiť nielen ako zdroj tepla v zime, ale v lete môže poskytovať aj chladenie. Preto by sa inštalácia tepelného čerpadla mala zvážiť v spojení s ostatnými systémami v dome. Počas vykurovacej sezóny sa teplo z domu stráca cez vonkajšie steny, podlahu a strechu a cez okná. Čím účinnejšia a lepšia je izolácia domu, čím lepšie sú okná, tým menšie sú tepelné straty cez ne v zime.

Takýto systém si bude vyžadovať menší kotol alebo tepelné čerpadlo, čím sa výrazne znížia prevádzkové náklady. V modernom dome je dôležité zabezpečiť aj vetrací systém, ktorý zabezpečí čerstvý vzduch a príjemné podmienky na bývanie. Ohrev čerstvého vzduchu v zime môže spotrebovať značné množstvo tepelnej energie (v priemere 30 % tepelných strát celej budovy), preto inštalácia vetracieho systému s rekuperáciou tiež výrazne zníži náklady. A všetky tieto systémy možno, samozrejme, efektívne kombinovať s tepelným čerpadlom.

Čo treba zvážiť

Ak už používate na vykurovanie systém s plynovým kotlom, potom vám pri súčasných tarifách za zemný plyn a elektrinu inštalácia nezaručí okamžitú výraznú úsporu nákladov. Kombinovaný systém na báze tepelného čerpadla a plynového kotla vám však určite zabezpečí väčšiu nezávislosť a komfort, možnosť výberu zdroja tepla v závislosti od taríf za zemný plyn a elektrinu v budúcnosti, pretože čerpadlo je investíciou do vašej nezávislosti na mnoho rokov.

Ak však v súčasnosti používate na vykurovanie domu elektrický kotol, tepelné čerpadlo bude spoľahlivou možnosťou, ako výrazne znížiť spotrebu elektrickej energie a niekoľkonásobne ušetriť na účtoch za elektrinu.
Oplatí sa rýchlejšie ako vykurovanie kotlom na pelety alebo kotlom na drevo.

Kotly na pevné palivo si vyžadujú značné prostriedky a čas na ich čistenie počas prevádzky, zabezpečenie zloženia paliva (polená alebo pelety) a včasné čistenie komína od sadzí. V prípade tepelného čerpadla je dôležitá len dostupnosť potrebnej elektrickej energie.

Na obrázku sú uvedené približné prevádzkové náklady na vykurovanie domu s ^rozlohou 150 m2 v Kyjeve s priemernou úrovňou izolácie pri použití rôznych druhov paliva.

Treba tiež poznamenať, že ide o ekologický zdroj vykurovania. Počas prevádzky tepelného čerpadla nevzniká "komín", nevznikajú emisie škodlivých látok, ktoré ničia ozónovú vrstvu našej planéty, a inštalácia bude zodpovedným rozhodnutím vo vzťahu k našim budúcim generáciám.

Pri plánovaní inštalácie tepelného čerpadla si položte 5 dôležitých otázok:

Má dom kvalitnú tepelnú izoláciu, aby sa minimalizovali tepelné straty v zime?
Aký je dostupný elektrický výkon na inštaláciu čerpadla?
Je možné prevádzkovať vykurovací systém pri teplote maximálne +55 °C?
Je potrebné inštalovať druhý (záložný) kotol?
Je možné využívať tepelné čerpadlo nielen na vykurovanie a ohrev teplej vody, ale aj na chladenie?

Vlastnosti systému

Doba návratnosti a účinnosť tepelného čerpadla závisí od teploty teplonosného média. V závislosti od modelu a typu môžu ohrievať chladiace médium na teplotu +60...+70 °C. Účinnosť tepelného čerpadla však priamo závisí od teploty dodávaného média: čím nižšia je teplota dodávaného média, tým vyššia je účinnosť tepelného čerpadla a tým nižšia je spotreba elektrickej energie.

Na ohrev teplej vody na príjemnú teplotu je potrebná vysoká teplota teplonosného média. Vykurovací systém pre tepelné čerpadlo by však mal byť nízkoteplotný. A čím nižšia je teplota vykurovacieho média vo vykurovacom systéme, tým účinnejšie bude tepelné čerpadlo pracovať.

V tabuľke je uvedený príklad hodnoty COP vzduchového tepelného čerpadla pri rôznych hodnotách teploty teplonosnej látky a teploty vonkajšieho vzduchu.

Na spoľahlivú prevádzku tepelného čerpadla je potrebné mať rezervu potrebného elektrického výkonu. Ak dom nemá plnú rezervu elektrickej energie, je potrebné zvážiť inštaláciu ďalšieho záložného kotla.
Tepelný výkon čerpadla vzduch-voda závisí od vonkajšej teploty.

Čím je teplota nižšia, tým menší tepelný výkon tepelné čerpadlo vyprodukuje. Moderné tepelné čerpadlá vzduch-voda pracujú pri vonkajších teplotách do -25...-27 °C. Počas týchto období sa však ich tepelný výkon výrazne zníži a v takýchto prípadoch by ste mali zvážiť aj inštaláciu záložného prídavného kotla.

Podľa odborníkov má inštalácia systému tepelného čerpadla mnoho výhod: je to spoľahlivý a ekologický zdroj tepla, prevádzkové náklady budú nižšie ako pri použití akéhokoľvek kotla, tepelné čerpadlo môže v dome nahradiť klimatizáciu a môže byť aj zdrojom chladu v lete.

Ak sa však rozhodnete investovať do tepelného čerpadla, pravdepodobne si položíte otázku, či to bude dobrá finančná investícia a aká je skutočná doba návratnosti tepelného čerpadla.

Doba návratnosti tepelného čerpadla na vykurovanie domu

- to je pomerne dôležitá otázka, pretože v porovnaní so štandardným plynovým kotlom je cena tepelného čerpadla výrazne vyššia. Výpočet doby návratnosti tepelného čerpadla vám poskytnú príslušní odborníci.

Vychádza z porovnania taríf za dostupné energetické nosiče v jednotlivých prípadoch (elektrina, zemný plyn, pelety atď.), požadovaného výkonu vykurovacích a chladiacich systémov a zahŕňa počiatočné investície aj náklady na servis zariadenia počas prevádzky.

Čo je potrebné zvážiť?

Pri výpočte doby návratnosti systému inžinieri vypočítajú množstvo tepelnej energie, ktoré bude budova potrebovať počas vykurovacej sezóny za rok. Zohľadňuje sa denná spotreba teplej vody na domáce potreby (sprcha, vaňa atď.) a vypočíta sa potrebný chladiaci výkon na chladenie domu v lete.

Na základe týchto hodnôt sa vyberie zariadenie kotolne a vypočíta sa spotreba rôznych zdrojov energie. Napríklad spotreba potrebného množstva zemného plynu počas prevádzky plynového kotla, spotreba peliet počas prevádzky kotla na pelety alebo spotreba elektrickej energie počas prevádzky tepelného čerpadla, spotreba elektrickej energie počas prevádzky klimatizácie v lete na chladenie domu.

Pri výpočte návratnosti sa počítajú aj ročné náklady na údržbu systému a kotolne. Je dôležité poznamenať, že systém vzduch-voda nevyžaduje žiadne povolenia a údržba je čo najjednoduchšia a spočíva najmä v monitorovaní prevádzkových parametrov tepelného čerpadla.

Najkratšiu dobu návratnosti budú mať tie systémy, v ktorých sa tepelné čerpadlo používa nielen na vykurovanie, ale aj na chladenie. V prípade prevádzky vykurovacieho systému s prevažne nízkymi teplotami chladiaceho média. Po zvážení všetkých týchto faktorov budete môcť určiť dobu návratnosti a finančnú hodnotu navrhovaného systému.

Čo je to tepelné čerpadlo?

Tepelnéčerpadlo je ekologický zdroj tepla, alternatíva k tradičným plynovým alebo elektrickým kotlom. Počas prevádzky tepelné čerpadlo spotrebúva elektrickú energiu, ale premieňa ju na tepelný výkon s veľmi vysokou účinnosťou. Napríklad elektrický kotol, ktorý spotrebuje 1 kWh elektrickej energie, zároveň dodáva 1 kWh energie do vykurovacieho systému. Na druhej strane tepelné čerpadlo pri spotrebe 1 kWh elektrickej energie dodáva až 5 kWh užitočného tepelného výkonu.

Počas prevádzky každého kotla sa využíva energia zo spaľovania rôznych druhov paliva. Napríklad plynový kotol využíva tepelnú energiu uvoľnenú pri spaľovaní zemného plynu.

A počas prevádzky takéhoto kotla je potrebné platiť za množstvo plynu, ktoré sa v ňom spaľuje. Na druhej strane tepelné čerpadlá využívajú úplne voľnú energiu z prostredia: vzduchu, vody, pôdy atď.

Preto budú náklady na prevádzku tepelného čerpadla vždy nižšie ako náklady na prevádzku akéhokoľvek kotla, ktorý spaľuje palivo. Počiatočná investícia do systému tepelného čerpadla však bude vyššia, pretože je potrebné vybaviť systém na získavanie tepla z okolia.

Existujú rôzne typy tepelných čerpadiel: "vzduch-voda", "voda-voda" a "zem-voda" v závislosti od toho, čo je zdrojom energie pre tepelné čerpadlo.

Napríklad tepelné čerpadlo zem-voda, ktoré využíva voľné teplo zeme. Pri takomto tepelnom čerpadle sa musí mimo domu v zemi nainštalovať špeciálny výmenník tepla, kde sa teplonosná látka bude ohrievať teplotou okolitej pôdy. Môže ísť o horizontálny alebo vertikálny výmenník tepla, v ktorom sa teplonosná látka zohreje na teplotu +3...+8 °C, čo je úplne postačujúce na to, aby tepelné čerpadlo fungovalo efektívne. Na tepelné čerpadlo typu voda-voda sú zvyčajne potrebné dva vrty.

Voda cirkuluje z jednej studne do druhej pomocou štandardného ponorného čerpadla a prostredníctvom výmenníka tepla odovzdáva teplo vody s teplotou +8...+10 °C tepelnému čerpadlu. V prípade tepelných čerpadiel vzduch-voda je potrebné nainštalovať výmenník tepla vo forme vonkajšej jednotky mimo domu, ktorá vyzerá ako známa vonkajšia jednotka bežnej klimatizácie. Moderné tepelné čerpadlá efektívne využívajú energiu vonkajšieho vzduchu aj pri teplotách do -25 °C.

Tepelné čerpadlo využíva energiu z okolia na ohrev vody vo vykurovacom systéme. Teplota vody +8 °C alebo teplota vzduchu -10 °C stačí na to, aby tepelné čerpadlo fungovalo efektívne a ohrievalo vodu vo vykurovacom systéme až do teploty +60 °C.

Ako sme však už uviedli, doba návratnosti a účinnosť tepelného čerpadla sa zvyšuje pri nižšej teplote vody vo vykurovacom systéme. Napríklad vo vykurovacom systéme s podlahovým vykurovaním je teplota teplonosnej látky približne +35...+40 °C a teplota teplonosnej látky vo vykurovacom systéme s radiátormi je v priemere +55...+60 °C. Spotreba elektrickej energie tepelného čerpadla v systéme s radiátormi bude minimálne dvakrát vyššia ako v systéme s podlahovým vykurovaním.

Ako funguje tepelné čerpadlo?

Tepelné čerpadlo je postavené na báze chladiaceho modulu - je to uzavretý, utesnený modul, jeho hlavnými komponentmi sú dva výmenníky tepla, kompresor, termostatický ventil (TRV) a riadiaca automatika. V chladiacom module cirkuluje chladivo (freón).

Medzi dvoma výmenníkmi tepla cirkuluje pomocou kompresora. Hlavnou vlastnosťou chladiva je, že pri nízkych teplotách môže vrieť a meniť sa na paru. Môže vrieť aj pri teplotách nižších ako 0 °C. Na všeobecný opis činnosti tepelného čerpadla použime príklad tepelného čerpadla voda-voda:

• voda zo studne s teplotou +8 °C vstupuje do prvého výmenníka tepla tepelného čerpadla, kde odovzdáva teplo chladivu. Zároveň sa voda ochladí na teplotu približne +5 °C a odvádza sa späť do ďalšieho vrtu;
• chladivo vo výmenníku tepla vrie od teploty +8 °C a mení sa na paru (tento výmenník tepla sa nazýva výparník);
• chladivo vo forme pary sa privádza do kompresora, kde sa stlačí. Počas kompresie sa zvyšuje jeho teplota, ktorá môže dosiahnuť až +100 °C. Tento potenciál sa využíva na ohrev vody vo vykurovacom systéme;
• chladivo s vysokou teplotou po kompresore vstupuje do druhého výmenníka tepla, kde odovzdáva teplo vode vykurovacieho systému. Chladivo kondenzuje a mení sa späť na kvapalinu (tento výmenník tepla sa nazýva kondenzátor);
• chladivo potom cez regulačný ventil teploty prúdi späť do prvého výmenníka tepla, kde môže opäť odobrať teplo vode.

Elektrická energia spotrebovaná tepelným čerpadlom sa používa na pohon kompresora tepelného čerpadla. A čím vyššia je teplota, na ktorú sa musí chladivo stlačiť, tým vyššia je spotreba elektrickej energie tepelného čerpadla.
Ak uvažujeme tepelné čerpadlo vzduch-voda, teplo chladiva sa odovzdáva z vonkajšieho vzduchu v prvom výmenníku tepla (výparníku). Deje sa tak vo vonkajšej jednotke tepelného čerpadla, ktorá je nainštalovaná vonku. Na zvýšenie účinnosti prevádzky sa cirkulácia vzduchu cez výmenník tepla zabezpečuje pomocou ventilátorov.

Ako rýchlo by sa mala investícia do tepelného čerpadla vrátiť?

Doba návratnosti systému tepelného čerpadla je zvyčajne 5 až 10 rokov v závislosti od dostupných zdrojov energie (zemný plyn, elektrina, pelety atď.) a ich taríf.

Pri novej výstavbe môžu byť investície do tepelného čerpadla porovnateľné s investíciami do prípojky zemného plynu (projektová dokumentácia, pokládka potrubia, nákup plynového kotla).

Treba mať na pamäti, že tepelné čerpadlo, o ktorom uvažujeme, má oproti iným tradičným zdrojom tepla niekoľko zjavných výhod.

Samozrejme, toto riešenie nie je absolútne výhodné vo všetkých ohľadoch, a preto mnohí ľudia stále váhajú s kúpou tepelného čerpadla. Dôvodom je najmä vysoká cena takéhoto systému v porovnaní s bežnými kotlami.

Medzi výhody tepelných čerpadiel zvyčajne patria

• minimálne prevádzkové náklady takýchto systémov;
• pohodlie a bezpečnosť používania;
• šetrnosť k životnému prostrediu - v dome nie je žiadny komín;
• nezávislosť od tradičných zdrojov energie;
• nie je potrebné skladovať a uchovávať palivo (drevo);
• vykurovanie a chladenie z jedného zariadenia;
• vysoká spoľahlivosť prevádzky.

Závery:

Doba návratnosti tepelného čerpadla a investícií do neho sa môže líšiť. Doba návratnosti 5 až 10 rokov sa môže zdať pomerne dlhá, ale určite to bude spoľahlivá investícia do vašej nezávislosti, spoľahlivosti a komfortu pri prevádzke na mnoho a mnoho rokov.

Preto bude takáto investícia pre mnohých z hľadiska ceny a účinnosti skutočne najvýhodnejšia.

Odporúčané články:https://mycond.ua/blog/sposoby-zmenshennya-vytrat-na-kvartyrne-budynkove-ofisne-ta-inshi-vydy-opalennya

https://mycond.ua/blog/perevagy-teplovyh-nasosiv-mycond

https://mycond.ua/blog/ekonomne-opalennya-pryvatnogo-budynku-bez-drov-i-gazu