Co je tepelné čerpadlo?

Proč jsou tepelná čerpadla nejvýhodnější a nejperspektivnější náhradou plynového a elektrického vytápění?

Tepelná čerpadla jsou zařízení, která díky technologii násobí tepelnou energii alternativních zdrojů (půda, okolní vzduch, podzemní voda) a předávají ji do topného systému.

Slunce a vzduch jsou nevyčerpatelnými zdroji nízkoteplotního tepla. Tato tepelná energie je bezplatná a obnovitelná.

Tepelné čerpadlo přenáší nebo čerpá tepelnou energii z jednoho média do druhého. Princip činnosti tepelného čerpadla je popsán dále v článku.

Jak tepelné čerpadlo funguje?

Při konstrukci čerpadel, stejně jako u chladicích jednotek, se používá okruh, v němž cirkuluje chladivo, které je schopné vřít i při minimálním ohřevu. Pouze tepelné čerpadlo pro vytápění funguje jako "obrácená chladnička".

Jak tepelné čerpadlo funguje

Práci tepelného čerpadla lze rozdělit do 5 fází:

1. vření freonu ve výparníku
2. stlačení chladiva kompresorem
3. přenos tepla z kondenzátoru do topného okruhu
4. průchod ochlazeného zkondenzovaného chladiva škrticím ventilem
5. návrat ochlazeného a kapalného freonu do výměníku tepla výparníku.

Tepelná čerpadla jsou určena k vytápění a chlazení. Další funkcí je ohřev vody pro domácí nebo průmyslové použití. Jedná se o nejfunkčnější zařízení ve srovnání s jakýmikoliv kotli nebo klimatizačními jednotkami.

Tepelné čerpadlo pracuje velmi úsporně, protože spotřebovává energii pouze na provoz kompresoru a oběhových čerpadel. Energetická účinnost tepelných čerpadel je velmi vysoká. Součinitel přeměny energie dosahuje hodnot 4-6 a dokonce i vyšších. To znamená, že každý spotřebovaný kilowatt energie je tepelným čerpadlem přeměněn na 3-5 kilowattů tepla, které je využito k vytápění domu nebo ohřevu vody.

Za vytápění domu nebo ohřev vody tak zaplatíte několikanásobně méně, než kdybyste použili elektrokotel nebo bojler. Náklady na vytápění lze ušetřit až o 75-80 %!

Podle současných tarifů za plyn je provoz plynového kotle 2-3krát dražší než provoz tepelného čerpadla.

Zde byla zveřejněna fotografie. Stáhněte si ji

Jak funguje tepelné čerpadlo pro vytápění domu?

Teplo lze získávat z:

• podzemní vody v hloubce 15-20 m;
• z nedaleké vodní nádrže;
• půdní podložky s horizontálním uložením kolektoru do hloubky 1,2-1,5 m;
• hlubokých vrtaných studní do hloubky 40-50 m.
  .

Existuje mnoho dalších způsobů, jak využít technologii tepelných čerpadel ke snížení tepelných ztrát a snížení nákladů na vytápění.

Například při využití přebytečného tepla z technologických procesů, tepla z odpadní vody a v mnoha dalších případech.

Typy tepelných čerpadel

Existují systémy, které využívají geotermální teplo, teplo ze vzduchu nebo zařízení, která získávají hydrotermální teplo. Upozorníme na několik hlavních typů tepelných čerpadel.

Zemní tepelné čerpadlo

Zemní tepelné čerpadlo je systém, který odebírá přebytečné teplo z povrchové vrstvy půdy, hlubokých vrtů nebo blízké vodní nádrže.

Teplota půdy v hloubce pod vrstvou, která v zimě zamrzá, je vždy kladná - až 5-10 (°C). Teplo akumulované v létě postačuje zemnímu tepelnému čerpadlu k vytápění místnosti v zimě.

Pro odvod tepla je položen trubkový plastový kolektor nebo jsou spuštěny dvojité sondy, ve kterých cirkuluje chladicí kapalina, která v zimních podmínkách nezamrzá. Čím větší je obytný prostor, tím delší jsou trubky kolektoru nebo hloubka sond. Měrný výkon odběru tepla se u různých půd může pohybovat od 8 do 32 W/m². V úvahu se berou také vlastnosti půdy a jejích vrstev, což vyžaduje geologický průzkum.

Pokud se v blízkosti domu nachází rybník nebo nádrž s dostatečným objemem vody a hloubkou, umístí se do ní spirály a prstence plastového kolektoru do hloubky (až na dno).

Tepelné čerpadlo voda-voda

Tepelné čerpadlo voda-voda, jehož princip je založen na získávání tepla ze spodní vody, je poměrně složité na instalaci. Teplota vody v hloubce je po celý rok konstantní - přibližně + 10 ° С.

Pro instalaci takového tepelného čerpadla je nutná analýza hloubky vodního horizontu, množství, kvality a čistoty vody. Jeho výkon z hlediska tepla nebo chladu nezávisí na atmosférických podmínkách ani na změně ročního období. Poměr přeměny energie vodního tepelného čerpadla je vysoký - COP až 5 a vyšší, ale instalace a údržba jsou problematické.

Tepelné čerpadlo voda-voda pro vytápění je výhodnou variantou pouze za předpokladu kompetentního výběru a výpočtu zařízení a vysoce kvalifikované instalace a uvedení do provozu.

Cena geotermálních tepelných čerpadel a tepelných čerpadel voda-voda je vysoká vzhledem k nutnosti předběžných průzkumů a nákladných instalačních prací.

Tepelné čerpadlo vzduch-voda

Takové tepelné čerpadlo je cenově i instalačně dostupnější. Je nejvhodnější pro začlenění do modernizovaného topného systému, navíc se snadno instaluje a při zavedení v novém domě se rychle zaplatí. Vzhledem k tomu, že jeho tepelný výkon závisí na teplotě venkovního vzduchu, je výhodné používat tepelné čerpadlo vzduch-voda v bivalentních okruzích se záložním druhým zdrojem tepla.

Celkový výkon tepelného čerpadla se záložním zdrojem se tak stává téměř polovičním, ale energetická účinnost a hospodárnost celého systému zásobování teplem zůstává optimální.

Rozlišujte mezi monoblokovým uspořádáním nebo sestavou, která obsahuje venkovní a vnitřní jednotku. Vzduchové tepelné čerpadlo s invertorem přesně a hospodárně reaguje na prioritní zatížení teplem, teplou vodou nebo chladem. Koeficient energetické účinnosti těchto systémů je až 5 a více, jsou schopny pracovat i při venkovních teplotách až -25 °C. Jedná se o nejoblíbenější tepelná čerpadla pro použití v mírném klimatu na většině území Ukrajiny.

Takové modely jsou z hlediska klimatických podmínek dostupnou možností pro rychle návratný projekt modernizace vytápění nebo instalace v novém domě jak v milionových městech, tak v regionech.

Vynikajícím příkladem tepelného čerpadla vzduch-voda je řada Arctic Home Basic a Arctic Home Smart, vysoce výkonné zařízení britské značky Mycond.

Tepelné čerpadlo vzduch-vzduch

Tepelné čerpadlo vzduch-vzduch, které využívá teplo z větrání nebo venkovního vzduchu, je z hlediska provozu podobné klimatizačnímu zařízení pro chlazení/topení, ale prioritně pracuje na vytápění. Toto tepelné čerpadlo se používá jako systém, který umožňuje ušetřit peníze za vytápění domu nejen v Evropě, ale i na Ukrajině.

Kromě toho mohou být tato tepelná čerpadla vybavena soupravou pro přípravu teplé vody a vyznačují se vysokými ukazateli sezónní energetické účinnosti.

Existují i další schémata systémů tepelných čerpadel:

• tepelné čerpadlo země-vzduch;
• tepelné čerpadlo solanka-voda;
• další.
  

Tepelná čerpadla se používají k ohřevu vody v bazénech nebo technologických procesech, v některých průmyslových oblastech nebo ve stavebnictví k vytápění jakéhokoli komerčního objektu.

Výhody tepelných čerpadel

• Inovativní technologie pro zásobování teplem, klimatizaci a přípravu teplé vody, prezentované v jednom zařízení - tepelném čerpadle.
• Úsporné a několikanásobně nižší náklady na vytápění a dodávku teplé vody.
• Ekologicky šetrné tepelné čerpadlo, žádné emise CO2 a znečišťování životního prostředí.
• Požární bezpečnost, bez nutnosti dohledu, schvalování, neustálá kontrola bezpečnosti zařízení.
• Inteligentní řízení a úsporné provozní režimy, regulace mikroklimatu pomocí čidel teploty a vlhkosti.
• Řízení různých teplotních okruhů vytápění: radiátory a podlahové vytápění.
• Klimatizace a vytápění pomocí tepelných čerpadel a fan-coilových jednotek.
• Zemní tepelné čerpadlo, jehož cena je vysoká, je ekonomicky výhodnou možností vytápění nového domu bez plynu, zejména v podmínkách omezené dodávky energie pro dům.

Závěry

Pouze vysoce kvalifikovaní odborníci mohou vybrat správnou sestavu zařízení tepelného čerpadla, které pracuje podle toho či onoho schématu, s ohledem na konkrétní část soukromého domu, s přihlédnutím k inženýrským systémům a stavebnímu plánování.

Správné výpočty určují: náklady na systém, jeho účinnost a spolehlivost. Tepelná čerpadla jsou inovativní systémy s komplexní instalací a inteligentním řízením. Pro realizaci takových projektů je nutné obrátit se na odborníky, aby vybrali nejvhodnější soubor zařízení z hlediska výkonu a ceny a vypočítali ekonomický přínos z jeho realizace.