Innost tepelného čerpadla |

Proč je tepelné čerpadlo lepší než plynové nebo olejové vytápění? Tepelné čerpadlo je mnohonásobně lepší než tradiční topné systémy. Za prvé, použití tepelného čerpadla je levnější než plynové nebo olejové vytápění. Jedna kilowatt/hodina tepla při použití tepelného čerpadla stojí přibližně 2 rubly, a pokud používáte tradiční systémy, náklady se zvyšují na 4 rubly. Tepelné čerpadlo navíc šetří suroviny, protože asi 75 % potřebného tepla pochází z prostředí. Tepelné čerpadlo nepotřebuje žádný komín, žádnou olejovou nádrž, žádné hořlavé zdroje, neprodukuje žádné výfukové plyny a nevyžaduje žádnou údržbu.

Není tepelné čerpadlo v podstatě skryté elektrické vytápění?

Jakékoli vytápění je založeno na elektřině. Pokud napětí klesne, přestane fungovat jak olejový kotel, tak plynový ohřívač vody. Tepelné čerpadlo potřebuje pouze elektřinu pro provoz kompresoru, aby udrželo chladicí cyklus v chodu. Skutečným principem činnosti tepelného čerpadla je, že využívá teplo okolního prostředí, které vyžaduje energii pro provoz kompresoru. Elektřina potřebná k provozu kompresoru, tepelného čerpadla solanky nebo podzemní vody nebo ventilátoru pro cirkulaci zdroje tepla však tvoří pouze jednu čtvrtinu celkového vyrobeného tepla. Výzkum tepelných čerpadel ale neustále vede k vytváření efektivních instalací a díky využívání obnovitelných zdrojů energie je proud potřebný k provozu tepelného čerpadla potřeba stále méně. Ale i přes to všechno je tepelné čerpadlo mnohem lepší pro životní prostředí než tradiční topné systémy.

Kolik bude stát vytápění tepelným čerpadlem v porovnání s vytápěním naftou a plynem?

Na základě přibližných výpočtů můžeme s jistotou říci: o polovinu méně.

Jaký zdroj tepla zvolit?

Na tuto otázku nelze dát jednoznačnou odpověď, aniž bychom znali charakteristiky oblasti. Obecně však lze říci, že zdroj tepla, který má téměř vždy konstantní teplotu po celý rok (podzemní voda nebo zemní teplo při použití vertikálních kolektorů) bez ohledu na okolní teplotu, poskytuje dostatek tepla a nevyžaduje použití dalšího zdroje tepla ( ve většině případů elektrické topné patrony). Díky tomu tepelné čerpadlo pracuje efektivně a vyrábí levné vytápění. Na druhou stranu zdroj tepla, jako je vzduch, má své kouzlo, pokud jsou náklady plně rozpočítány. Méně efektivní provoz tepelného čerpadla na vzduchovou tepelnou energii ve srovnání s provozem na zemní energii je kompenzován mimo jiné nižšími investičními náklady. Zlatou střední cestou je horizontální kolektor. V tomto případě při vývoji tepelného zdroje půdy můžete veškerou práci udělat sami: to šetří peníze. Samozřejmě je třeba počítat s tím, že plocha potřebná pro horizontální kolektor musí být dvojnásobkem vytápěné plochy. Naše rada: požádejte o radu odborníka.

Tepelné čerpadlo potřebuje ke svému provozu elektřinu. Je to škodlivé pro životní prostředí?

Jakýkoli proces spalování organických nosičů tepla je škodlivý pro životní prostředí. To je každému známé a nepopiratelné. Aby tepelné čerpadlo produkovalo 100 % tepla, potřebuje k pohonu čerpadla 25 % energie. Tepelné čerpadlo je tedy znečištěno pouze tak, jak je elektrický proud potřebný k jeho provozu. Pokud porovnáte tepelné čerpadlo země-voda s plynovým ohřívačem vody, studie ukazují, že produkuje o 40 % méně oxidu uhličitého.

Jak funguje tepelné čerpadlo?

Jednoduše řečeno: jako klimatizace nebo lednička. Tepelné čerpadlo se skládá ze dvou výměníků tepla (kondenzátor a výparník), kompresoru a expanzního ventilu. Chladicí okruh sestávající z těchto částí je naplněn chladivem. Chladný okruh – jak jeho název napovídá – produkuje chlad, a tím odebírá teplo z okolí přes výparník. Na druhou stranu kondenzátor toto teplo uvolňuje chladivu k ohřevu poté, co jej kompresor „ohřeje“ na požadovanou teplotu. Expanzní ventil snižuje tlak chladiva, které se tak ochlazuje. A celý proces začíná znovu.

Jak hlučné je tepelné čerpadlo?

Různé typy tepelných čerpadel se samozřejmě liší v emisích hluku, ale 50 decibelů lze považovat za referenční údaj. Tato veličina je v těsné blízkosti vnímána jako tiché hučení. Tepelné čerpadlo není v domě slyšet, protože zde nejsou žádné zvukové mosty.

Kolik stojí tepelné čerpadlo?

Přibližné náklady na průměrný dům s „teplou“ podlahou a ohřevem vody (novostavba, 150 m15000, XNUMX XNUMX kWh) bez rozvodů (topné okruhy, radiátory atd.). Náklady se liší v závislosti na konfiguraci instalace a umístění. Spolu s pestrou cenovou politikou výrobců a prodejců jsou zajímavé i náklady na vývoj zdrojů tepla, které se region od regionu liší půdními typy a hladinou podzemní vody.

Rozdíl v nákladech na elektřinu závisí na ročním výkonu zařízení (zhruba řečeno: podíl mezi teplem dodaným do systému a náklady na elektřinu na provoz kompresoru). U tepelných čerpadel pracujících na vertikálních kolektorech se při bližším zkoumání bere účinnost uvedená v údajích tepelného čerpadla jako roční výkon zařízení pro aktuální provozní režim (např. B0/W35 znamená 0 ​​stupňů teploty solanky v vertikální kolektor, 35 stupňů Celsia). Testy ukázaly, že roční výkon bezchybné instalace pracující z vertikálního kolektoru je 4-4,5. U tepelných čerpadel na energii vzduchu a vody je výpočet obtížnější, protože účinnost a okolní teplota se během topné sezóny neustále mění. Dále je nutné znát bivalenci (okolní teplotu, při které se používají doplňkové zdroje tepla, nejčastěji elektrické topné patrony). Existují však statistické metody, které lze pro výpočet roční produkce použít. Mohou jej provádět projektanti topných systémů, dodavatelé tepelných čerpadel a montéři. Při bližším zkoumání může být roční výkon 3-3,3. Pokud jsou tyto údaje určeny, pak je výpočet jednoduchý: při podmíněné spotřebě tepla 15000 4.0 kWh pro tepelné čerpadlo pracující na vertikálním kolektoru (roční výkon např. 15000) 4 3.750/3.0 = 15000 3 kWh; u tepelného čerpadla poháněného energií půdy a vody (roční výkon např. 5000) 1250/4=5000 kWh elektřiny. Rozdíl XNUMX kWh se vynásobí cenou elektřiny (asi XNUMX rubly/kWh) a rozdíl je XNUMX rublů.

Je pro použití tepelného čerpadla nutné mít podlahové vytápění?

Není nezbytné. Pro efektivní provoz tepelného čerpadla je nutný malý rozdíl teplot mezi zdrojem tepla (půda, spodní voda, vzduch) a chladičem (topný okruh). Čím menší je teplotní rozdíl, tím méně elektřiny tepelné čerpadlo potřebuje k vytápění. Pokud tedy plánujete připojení radiátoru, neměli byste překročit vstupní teplotu 45 stupňů Celsia.

Je možné chladit místnost pomocí tepelného čerpadla?

Jednou z hlavních výhod tepelného čerpadla je, že jej lze použít pro chlazení. To platí zejména pro tzv. „tiché“ chlazení, při kterém se v létě využívají relativně chladné zdroje tepla (půda, spodní voda) k chlazení topného okruhu a tím ke klimatizaci místnosti. Při pořizování tepelného čerpadla byste si měli dát pozor na to, zda takovou možnost má a zda má funkci regulace rosného bodu, aby se vzduch v domě při provozu studeného okruhu ochlazoval.

Stále máte otázky?
Volejte +7 495 229-3095

Každé tepelné čerpadlo má za provozu různé hodnoty výroby tepelné energie a spotřeby elektřiny. Poměr těchto hodnot je ukazatelem účinnosti tepelného čerpadla.

Okamžitá účinnost tepelného čerpadla (COP)

Účinnost tepelného čerpadla se posuzuje ukazatelem COP (Coefficient of Performance) – koeficient účinnosti přeměny tepla.

COP = Q/E Kde

Q – výkon vyrobené tepelné energie kW.
E — výkon spotřebované elektřiny kW.

Hodnota COP je vždy větší než jedna, na rozdíl od přímé přeměny elektrické energie v elektrickém ohřívači, kde je účinnost téměř rovna jedné. Hodnota „E“ zahrnuje elektrickou energii spotřebovanou na provoz kompresoru, čerpadel a pohonu ventilátoru (u vzduchových tepelných čerpadel). Čím vyšší je COP, tím je tepelné čerpadlo účinnější, protože k výrobě stejného topného výkonu je potřeba méně elektřiny. Koeficient účinnosti závisí na teplotě zdroje tepla (nízkopotenciálního zdroje energie) a teplotě, na kterou se musí ohřát chladivo v topném systému. Proto je COP v každém provozním bodě jiný.

Aby bylo možné porovnat tepelná čerpadla mezi sebou, je uveden jejich koeficient účinnosti pro konkrétní provozní body:

• A2W35 pro tepelná čerpadla vzduch/voda (A2: teplota vzduchu – 2°C, W: teplota přívodní vody (tepelného nosiče) při vytápění – 35°C);
• B0W35 pro tepelná čerpadla země/voda (B0: solanka geotermálního okruhu 0°C, W: teplota přívodu vody 35°C);
• W10W35 pro tepelná čerpadla voda/voda (W10: teplota spodní vody 10°C, W: teplota přívodní vody 35°C).

Někdy jsou uvedeny údaje pro B0W55 (teplota přívodu topného systému – 55 °C), A7W55 (A7: teplota vzduchu – 7 °C, W: teplota přívodu topné vody – 55 °C) atd.

Graf závislosti příkonu, příkonu a účinnosti tepelného čerpadla při změně teploty solanky geotermálního okruhu a konstantní teplotě v přívodu otopné soustavy 55 stupňů (W55).

Graf závislosti příkonu, výkonu a účinnosti tepelného čerpadla se změnou teploty chladiva v přívodu otopné soustavy a konstantní teplotou solanky geotermálního okruhu – 10 stupňů (B10).

Výkonový koeficient se liší v závislosti na typu tepelného čerpadla. U instalací testovaných v nezávislých laboratořích se průměrná hodnota u tepelných čerpadel vzduch-voda pohybuje kolem 3,2 (A2W35) a u tepelných čerpadel země/voda 4,3 (B0W35). Tepelná čerpadla voda/voda mají nejlepší hodnocení výkonu – 5,4 (W10W35).

Je zde však upozornění, protože testy tepelného čerpadla podzemní vody neberou v úvahu energii potřebnou k provozu vrtného čerpadla. Kromě toho se měření provádějí při teplotě zdroje nízké kvality 10 °C místo 0 °C jako u geotermálních elektráren. Tepelné čerpadlo voda/voda proto není nutně tím nejlepším zařízením, lepší je pouze provozní režim.

Skutečná účinnost tepelného čerpadla

Teoretické maximální možné COP v daném provozním bodě odpovídá inverzní účinnosti η v souladu s ideálním Carnotovým cyklem. Nelze ho překonat.

Zjistěte více o tom, jak funguje tepelné čerpadlo – Jak funguje tepelné čerpadlo.

Vlivem nedokonalostí a ztrát tepelného čerpadla je skutečná účinnost vždy nižší než maximální možná. Poměr mezi skutečným a ideálním koeficientem výkonu se nazývá hodnocení kvality nebo účinnost tepelného čerpadla. V praxi se dosahuje hodnot od 40 do 60 %.

Pro dosažení vyšší účinnosti přeměny tepla se používají různé metody. Mezi tyto metody patří:

• Použití elektronických průtokových tlumivek. Nahrazení mechanické škrticí klapky elektronickou umožňuje přesněji udržovat požadovaný tlak a také umožňuje získat za stejných podmínek o 5-15% vyšší tepelný výkon s lepší účinností.
• Použití kompresorů s přídavným vstřikováním páry. Použití takových kompresorů je doprovázeno instalací přídavného tepelného výměníku do okruhu, ve kterém je proud freonu z kondenzátoru rozdělen a jeho část je přiváděna přímo do kompresoru. To má za následek zvýšení účinnosti výroby tepelné energie a tepelné přeměny o 10–30 %. Kromě zvýšení účinnosti umožňuje použití kompresorů tohoto typu rozšíření teplotního rozsahu, ve kterém může tepelné čerpadlo pracovat. Zejména u tepelných čerpadel vzduch/voda klesá přípustná teplota vzduchu na -20 °C, zatímco vodní okruh lze ohřát na 55-60 °C se špičkami až 65 °C.

Sezónní účinnost tepelného čerpadla (SPF)

K popisu účinnosti tepelného čerpadla se používá sezónní faktor výkonu (SPF). K jeho určení se používá následující vzorec:

QH_i — množství tepelné energie vyrobené za měsíc (v kW*h);

EH_i — množství elektřiny spotřebované za měsíc (v kWh);

n je počet měsíců topné sezóny v roce.

V souladu s evropskými směrnicemi se tento ukazatel používá pro stanovení míry úspor za celé topné období. Čím vyšší je tento ukazatel, tím nižší jsou finanční provozní náklady za sezónu používání systému tepelného čerpadla.

Sergey Marinets

Autor je inženýr v oblasti obnovitelných zdrojů energie.