Alternativní zdroje energie jsou budoucnost! Tepelné čerpadlo pro vytápění domu

K vytápění prostor se obvykle používá plyn nebo elektřina. Tento způsob vytápění však bude stát nemalé peníze, protože oba jsou poměrně drahé.

Proto se alternativní zdroje energie používají k vytápění soukromých a venkovských domů a Jednou z nejoblíbenějších metod vytápění je použití tepelných čerpadel.

Co je tepelné čerpadlo pro vytápění soukromého domu? Jak funguje?

Speciální zařízení, které schopný odebírat teplo z okolí se nazývá tepelné čerpadlo.

Taková zařízení se používají jako hlavní nebo doplňkový způsob vytápění prostor. Některá zařízení také práce na pasivním chlazení budovy — čerpadlo se používá jak pro letní chlazení, tak pro zimní vytápění.

Energie prostředí se využívá jako palivoTakový ohřívač odebírá teplo ze vzduchu, vody, podzemní vody atd., takže toto zařízení je klasifikováno jako obnovitelný zdroj energie.

Všechna topná zařízení zahrnují výparník, kompresor, kondenzátor a expanzní ventilV závislosti na zdroji tepla se rozlišují vodní, vzduchová a další zařízení. Princip fungování je velmi podobný principu fungování lednice (pouze lednice vyfukuje horký vzduch a čerpadlo teplo absorbuje).

Většina zařízení pracuje při kladných i záporných teplotách, ale účinnost zařízení přímo závisí na vnějších podmínkách (tj. čím vyšší je okolní teplota, tím výkonnější bude zařízení). Obecně platí, že zařízení funguje takto:

1. Tepelné čerpadlo přichází do kontaktu s okolními podmínkamiZařízení obvykle odebírá teplo ze země, vzduchu nebo vody (v závislosti na typu zařízení).
2. Uvnitř zařízení je instalován speciální výparník., který je naplněn chladivem.
3. Při kontaktu s vnějším prostředím chladivo se vaří a odpařuje.
4. Poté Chladivo vstupuje do kompresoru ve formě páry.
5. Tam se to zmenšuje - díky tomu jeho teplota výrazně stoupá.
6. Poté se ohřátý plyn dostává do topného systému., což vede k ohřevu hlavní chladicí kapaliny, která se používá k vytápění prostor.
7. Chladivo se postupně ochlazuje. Nakonec se znovu změní na kapalinu.
8. Poté kapalné chladivo vstupuje do speciálního ventilu, což výrazně snižuje jeho teplotu.
9. Nakonec se chladivo vrací do výparníku., po kterém se cyklus ohřevu opakuje.

Foto 1. Princip činnosti tepelného čerpadla země-voda. Studený nosič tepla je zobrazen modře, horký červeně.

Výhody:

• Šetrné k životnímu prostředí. Taková zařízení jsou považována za obnovitelné zdroje energie, které svými emisemi neznečišťují atmosféru (zatímco v případě použití zemního plynu vznikají škodlivé skleníkové plyny a k výrobě elektřiny se často využívá spalování uhlí, které také znečišťuje ovzduší).
• Dobrá alternativa k plynu. Tepelné čerpadlo je ideální pro vytápění místností v případech, kdy je použití plynu z nějakého důvodu obtížné (například když se dům nachází daleko od všech hlavních inženýrských sítí). Čerpadlo má také výhodu oproti plynovému vytápění v tom, že k instalaci takového zařízení nevyžaduje státní povolení (ale při vrtání hluboké studny si ho budete muset stejně pořídit).
• Levný doplňkový zdroj teplaČerpadlo je ideální jako levný pomocný zdroj energie (nejlepší variantou je v zimě použít benzín a na jaře a na podzim čerpadlo).

Nedostatky:

1. Tepelná omezení při použití vodních čerpadelVšechna topná zařízení fungují dobře při kladných teplotách, zatímco při provozu při záporných teplotách mnoho čerpadel přestává fungovat. To je způsobeno především tím, že voda zamrzá, což znemožňuje její použití jako zdroje tepla.
2. Problémy mohou nastat u zařízení, která jako zdroj tepla využívají vodu. Pokud se voda používá k vytápění, bude nutné najít její stabilní zdroj. Nejčastěji je k tomu nutné vyvrtat studnu, což může zvýšit náklady na instalaci zařízení.

Hlavní typy, jejich principy fungování

Všechna tepelná čerpadla se od sebe liší zdrojem energie. Hlavní třídy zařízení: půda-voda, voda-voda, vzduch-voda a vzduch-vzduch.

První slovo označuje zdroj tepla., A druhá znamená, v co se v zařízení promění.

Například v případě zařízení na úpravu půdní vody teplo se odebírá ze země a poté se přeměňuje na horkou vodu, který se používá jako topné těleso v topném systému. Níže se budeme podrobněji zabývat typy tepelných čerpadel pro vytápění.

Půda-voda

Instalace typu podzemní vody odebírat teplo přímo ze země pomocí speciálních turbín nebo kolektorůV tomto případě je zdrojem země, která ohřívá freon. Ohřívá vodu v kondenzační nádrži. V tomto případě se freon ochladí a vrátí se zpět do vstupu čerpadla a ohřátá voda se používá jako chladivo v hlavním topném systému.

Cyklus ohřevu kapaliny pokračuje tak dlouho, dokud čerpadlo přijímá elektřinu ze sítě. Z ekonomického hlediska je nejdražší metodou metoda půda-voda, protože pro instalaci turbín a kolektorů bude nutné vrtat hluboké vrty nebo změnit umístění půdy na velké ploše.

Voda-voda

Podle svých technických vlastností se čerpadla voda-voda velmi podobné zařízením třídy podzemní vody s jediným rozdílem, že v tomto případě se jako primární zdroj tepla používá voda, nikoli země. Zdrojem může být jak podzemní voda, tak voda z různých nádrží.

Foto 2. Instalace konstrukce pro tepelné čerpadlo voda-voda: speciální trubky jsou ponořeny do zásobníku.

Zařízení voda-voda výrazně levnější čerpadla země-voda, protože jejich instalace nevyžaduje vrtání hlubokých vrtů.

Mohlo by vás také zajímat:

4 vzorce, které určují teplo v domě: pravidla pro výpočet oběhového čerpadla pro topný systém

V jakých případech se neobejdete bez nepřerušitelného zdroje napájení pro topné čerpadlo?

Téměř dokonalá volba: saunová kamna Berezka. Proč jsou vhodná pro mnoho lidí?

Vzduch-voda

Jednotky vzduch-voda přijímat teplo přímo z okolí. Taková zařízení nevyžadují velký externí kolektor pro sběr tepla a k ohřevu freonu se používá běžný pouliční vzduch. Po ohřátí freon odevzdá teplo vodě, načež horká voda vstupuje do topného systému potrubím. Zařízení tohoto typu jsou poměrně levná., protože čerpadlo k provozu nevyžaduje drahé rozdělovače.

Vzduch

Jednotka vzduch-vzduch také přijímá teplo přímo z okolí a pro svůj provoz také potřebuje není potřeba žádný externí rozdělovačPo kontaktu s teplým vzduchem se freon zahřeje a následně ohřeje vzduch v čerpadle. Tento vzduch je poté vypuštěn do místnosti, která vede k lokálnímu zvýšení teploty. Zařízení tohoto typu jsou také poměrně levná, protože jejich provoz nevyžaduje instalaci drahého rozdělovače.

Foto 3. Princip činnosti tepelného čerpadla vzduch-vzduch. Teplonosná kapalina o teplotě 35 stupňů vstupuje do topných těles.

Výpočet pro topné systémy, tabulka

Hlavním ukazatelem, který ukazuje výkon konkrétního topného zařízení, je Parametr CPT (v anglické literatuře je známá pod zkratkou POLICAJT). CPT - koeficient přeměny tepla, který se vypočítá vydělením celkového výkonu zařízení množstvím elektřiny spotřebované za jednotku času. Například určité čerpadlo X spotřebuje 2 kW/h elektrickou energii a generuje ji 5 kW/h tepelná energie - v tomto případě hodnota CPT = 5/2 = 2,5.

Převodní faktor většiny zařízení je v rozsahu od 3 do 7nicméně Čím vyšší je CPT, tím dražší bude zařízení. Je také třeba si uvědomit, že hodnota CPT závisí na okolní teplotě – pokud je příliš nízká, hodnota CPT začne usilovat o 1 (ve skutečnosti se k ohřevu chladicí kapaliny používá pouze elektřina a externí teplo se na vytápění budovy nepodílí).

Foto 4. Tabulka s výpočtem výkonu tepelného čerpadla vzduch-voda od výrobce Sapun.

Použití konkrétního čerpadla musí být z technického hlediska odůvodněno. Pro zakoupení zařízení se nejprve vypočítá tepelná ztráta budovy. K tomu se používá následující vzorec: CT = (OZ * MTP * KS) / 860. Dešifruje se takto:

• Množství tepla (jednotky měření - kW/h).
• OZ — celkový objem budovy.
• MTP — maximální teplotní rozdíl. Chcete-li tuto hodnotu určit, odečtěte vnitřní teplotu od venkovní teploty. Například chcete, aby vnitřní teplota v zimě byla 20 °C, zatímco na ulici bude umístěna vedle značky -10 °C - v tom případě MTP = 20 - (-10) = 30.
• Kansas — speciální korekční faktor, který zohledňuje typ stěn. U dřevěných stěn se ukazatel KS rovná 3–4 jednotky, pro cihlové zdi - 2–3, pro cihly ve dvou vrstvách - 1–2, pro zazdění 2 vrstvy s izolací - 0,5—1.
• Číslo 860 — korekční faktor, kterým se konečná hodnota vydělí za účelem převodu kilokalorie na kilowatthodiny.

Instalace tepelného čerpadla

Způsob instalace zařízení závisí na typu a modelu zařízení, stejně jako na vlastnostech terénu. Pojďme se podívat Příklad instalace jednoduchého tepelného čerpadla země-voda:

• Nejprve se provádějí přípravné práceV této fázi se měří hladina podzemní vody, určuje se výkon elektrické sítě atd. Na konci fáze se vrtá vrt podle plánu.

Foto 5. Instalace tepelného čerpadla země-voda: do předem vykopaných studní se vkládají speciální trubky.

• Po kterém geotermální sondy se spouštějí do vrtů, který bude odebírat teplo ze země. V této fázi se také instaluje výparník s chladivem, který bude přenášet teplo do kompresoru.
• Nyní je potřeba jej nainstalovat. Zařízení je obvykle umístěno v místnosti poblíž domu; oblast kompresoru je obvykle méně než 1 metr čtvereční, Proto je takové zařízení zpravidla instalováno v malé místnosti.
• Poté, co se to stane spojení čerpadlo k topné síti domu pomocí potrubíV závěrečné fázi zkušební provoza pokud jsou zjištěny nějaké vady, provede se ladění.

Užitečné video

Podívejte se na video, které vysvětluje, jak funguje tepelné čerpadlo země-voda.

Bezpečnost a ekologie

Tepelné čerpadlo je dobré zařízení, které je ideální pro vytápění budovy jako pomocný zdroj tepla.

V tomto případě se jako palivo využívají environmentální zdroje, takže tepelné čerpadlo je považován za obnovitelný zdroj energie.

Hlavními výhodami jsou bezpečnost a šetrnost k životnímu prostředí, protože se k provozu nepoužívá spalování plynu ani uhlí.

Takové zařízení nepoškodí lidi ani životní prostředí, ale mělo by se to používat moudře, protože v některých případech použití tohoto zařízení nemusí být vhodné z inženýrského nebo ekonomického hlediska.