Tepelné čerpadlo pro vytápění. Princip činnosti tepelných čerpadel pro vytápění domu

Dnes se celý civilizovaný svět snaží šetřit energetické zdroje. Stvořit perpetum mobile se samozřejmě ještě nikomu nepodařilo, ale téměř konstantní zdroj zásobování teplem se již našel. Toto je naše prostředí:

• atmosféra;
• půda;
• podzemní vody;
• přírodní vodní plochy.

Zbývá jen otázka: jak lze teplo z vnějšího prostředí akumulovat a směrovat do vnitřních potřeb?

Pro tyto účely se používá jednotka, jako je tepelné čerpadlo. Ve skutečnosti to již zná mnoho technicky vzdělaných lidí – je implementováno v každém moderním chladicím nebo klimatizačním systému.

Navíc tato jednotka pracuje nejpřímějším způsobem: v režimu vytápění akumulují vnější atmosférické teplo a předávají ho vnitřním zařízením pro přenos tepla - ventilačním radiátorům.

Ihned je třeba poznamenat, že použití takového zařízení bude efektivní pro vytápění jakýchkoli izolovaných prostor teplota zdroje tepla přesahující jeden stupeň Celsia.

Princip fungování této jednotky je zásadní o Carnotově zákoně. Je to založeno na akumulace nekvalitní tepelné energie chladivem s jejím následným předáním spotřebiteli.

1. Chladivo, které má nižší teplotu, se ohřívá z vnějších zdrojů– půda, hluboké vrty, přírodní rezervoáry, při přechodu do plynného stavu agregace.
2. On násilně stlačený kompresorem a ještě více se zahřívá a opět získá kapalné skupenství a uvolní veškerou tepelnou energii nashromážděnou v topných radiátorech.
3. Cyklus se opakuje– kapalné chladivo opět vstupuje do vnějšího okruhu systému, kde se odpařováním nabíjí tepelnou energií z vnějších zdrojů tepla.

V tomto případě se spotřebovává pouze elektřina potřebná pro kompresi a cirkulaci chladiva v systému, to znamená, že vytápění interiéru je prováděno nejhospodárnějším způsobem.

Typy tepelných čerpadel

Existují tři hlavní modifikace tepelných čerpadel:

• • • "voda - voda";
    • "půda - voda";
    • "vzduch - voda".

Generátory tepla voda-voda

Jednotky tepelných čerpadel jsou dnes široce používány ve vysoce rozvinutých evropských zemích. Například, v Nizozemsku jsou tímto zařízením pro výměnu tepla vytápěny celé chatové komunity, protože je zde množství geotermálních dolů naplněných vodou o konstantní teplotě 32 stupňů Celsia. A to je prakticky bezplatný zdroj tepla.

Podobná varianta generování tepla
zařízení se nazývá „voda – voda“. Tato kategorie zahrnuje všechny typy používaných tepelných systémů kapalná média jako zdroje tepelné energie.

Obvykle je tento princip fungování implementován následovně:

• teplá voda ze studny je přiváděna do vnější, načež se vypustí do jiné studny nebo do blízké vodní plochy.
• Radiátor je namontován na dně nádrže bez ledu. Vyrábí se z nerezové nebo kovoplastové trubky. Navíc se často používá k úspoře drahého chladiva - freonu střední okruh chladicí kapaliny naplněný „nemrznoucí směsí“- nemrznoucí směs nebo roztok glykolu (nemrznoucí směs).

Náklady na jednotky voda-voda se značně liší a závisí především na kapacitě výroby tepla a zemi původu.

Tak, jednotka ruské výroby s nejnižším výkonem, schopný vyvinout term výkon asi 6 kW, bude stát téměř 2000 $ a průmyslové dvoukompresorové zařízení o výkonu více než 100 kW bude stát téměř třicet tisíc dolarů USA.

Jednotky vzduch-voda

Při využití atmosféry nebo slunečního záření jako zdroje tepelné energie Tepelné čerpadlo je považováno za třídu vzduch-voda. V tomto případě je na externím výměníku často instalován cirkulační ventilátor, který dodatečně čerpá teplý venkovní vzduch.

Cena 18kilowattového zařízení na ohřev vzduchu této třídy ruské výroby začíná na 5000 dolarech a za dvanáctikilowattové zařízení od japonské společnosti Fujitsu bude muset spotřebitel zaplatit téměř 9000 dolarů.

Zařízení třídy "půda - voda".

Existuje také varianta, která využívá zdroj tepelné energie potenciál akumulovaný v půdě.
Existují dva typy takových struktur: vertikální a horizontální.

• Vertikální— uspořádání kolektoru pro sběr tepla je lineární. Všechno systém je umístěn ve vertikálních příkopech, jejichž hloubka je 20...100 metrů.
• Horizontální- jsou položeny vnější uspořádání rozdělovačů, obvykle kovově plastové spirálově kroucené trubky 2…4 metry horizontální příkopy. A v tomto případě Čím větší je hloubka externího chladiče, tím lépe funguje vytápění „ze země“..

Cena za jednotky třídy "půda - voda" je srovnatelná se zařízeními stejné kapacity třídy "voda - voda" a začíná na dva tisíce amerických dolarů za šestikilowattové čerpadlo.

Klady a zápory topného systému na bázi tepelného čerpadla

Mezi pozitivní vlastnosti tepelných čerpadel patří:

Posouzení: V loňském roce jsem zakoupil monoblokové tepelné čerpadlo vzduch-voda pro vytápění venkovského domu. Samozřejmě drahé, ale doufám, že se to za 10 let vrátí. Čerpadlo si dodavatel sám nainstaloval a napojil na topný systém, vše funguje prakticky bez mé účasti. S výběrem jsem spokojený.

Mezi nevýhody tepelného čerpadla patří:

• Vysoké náklady na instalaci. Pro normální provoz tepelných zařízení je nutné vynaložit značné úsilí - kopat dlouhé příkopy, pokládat hluboké studny nebo často překonávat značné vzdálenosti k nejbližší vodní ploše.
• Potřeba kvalitní implementace systému. Sebemenší únik chladiva nebo středního chladiva může zničit veškeré úsilí. Proto je při sestavování obvodu jakékoli varianty nutné využít práci výhradně kvalifikovaných odborníků a během provozu systému eliminovat riziko jeho odtlakování.

DIY tepelné čerpadlo. Montáž a instalace

Počáteční investice do organizace vytápění domu pomocí této technologie je samozřejmě velmi vysoká. Mnoho obyčejných lidí, kteří se o tento ultraekonomický systém zajímají, má proto touhu alespoň trochu ušetřit tím, že si jej postavíme sami.

K tomu potřebujete:

• Kupte si kompresor. Postačí jakákoliv funkční jednotka z děleného klimatizačního systému pro domácnost.
• Sestavte kondenzátor. V nejjednodušším případě to může být obvyklé nerezová nádrž o objemu 100 litrů. Je rozříznut na polovinu a uvnitř je namontována cívka měděné trubky malého průměru. Tloušťka stěny cívky musí být alespoň jeden milimetr. Po odepnutí cívky je nutné nádrž svařit zpět do kompletní konstrukce při dodržení podmínek těsnosti.
• Sestavte výparník. Mohla by to být plastová nádoba o objemu 60-80 litrů se zabudovanou ¾ palcovou trubkou.
• Pro uspořádání vnějšího obrysu umístěného v zemi je lepší použít moderní– jsou mnohem odolnější než klasické kovové a jejich montáž je mnohem spolehlivější a rychlejší.

Zbývá jen pozvat technika chladicích zařízení, aby pomocí specializovaného zařízení kvalitativně utěsnil všechny spoje systému a naplnil jej freonem.

Podívejte se na video o instalaci tepelného čerpadla Daikin Altherma:

Tím je instalace jednotky na výrobu tepla dokončena. Můžete využít všech jeho výhod, z nichž hlavní je nízká spotřeba energie – elektřiny s významnou kapacitou výroby tepla.

Mít doma ledničky a klimatizace, málokdo ví, že je v nich implementován princip fungování tepelného čerpadla.

Přibližně 80 % energie, kterou tepelné čerpadlo vyrobí, pochází z okolního tepla ve formě difúzního slunečního záření. Právě tato pumpa jej jednoduše „napumpuje“ z ulice do domu. Činnost tepelného čerpadla je podobná principu činnosti chladničky, ale směr přenosu tepla je jiný.

Jednoduše řečeno…

Chcete-li láhev minerální vody zchladit, vložte ji do chladničky. Lednička musí část tepelné energie z láhve „vzít“ a podle zákona zachování energie ji někam přesunout a rozdat. Chladnička předává teplo radiátoru, který je obvykle umístěn na zadní stěně. Radiátor se přitom zahřívá a uvolňuje své teplo do místnosti. Ve skutečnosti místnost vytápí. To je zvláště patrné v malých minimarketech v létě, kdy je v místnosti zapnuto několik chladniček.

Zveme vás, abyste snili svou fantazii. Předpokládejme, že do lednice budeme neustále vkládat teplé předměty a jejich ochlazováním ohřívá vzduch v místnosti. Pojďme do „extrémů“... Umístíme chladničku do okenního otvoru s otevřenými dveřmi „mrazáku“ směrem ven. Radiátor chladničky bude umístěn v interiéru. Během provozu bude chladnička ochlazovat venkovní vzduch a přenášet „odebírané“ teplo do místnosti. Takto funguje tepelné čerpadlo, které odebírá rozptýlené teplo z okolí a přenáší ho do místnosti.

Kde čerpadlo bere teplo?

Princip činnosti tepelného čerpadla je založen na „využívání“ přírodních nízkopotenciálních zdrojů tepla z okolí.

Mohou to být:

• jen venkovní vzduch;
• teplo vodních útvarů (jezera, moře, řeky);
• teplo půdy, podzemní vody (tepelné a artéské).

Jak funguje tepelné čerpadlo a topný systém s ním?

Tepelné čerpadlo je integrováno do topného systému, který se skládá ze 2 okruhů + třetí okruh - systém samotného čerpadla. Po vnějším okruhu cirkuluje nemrznoucí chladicí kapalina, která absorbuje teplo z okolního prostoru.

Chladicí kapalina při vstupu do tepelného čerpadla, přesněji do jeho výparníku, uvolňuje do chladiva tepelného čerpadla průměrně 4 až 7 °C. A jeho bod varu je -10 °C. V důsledku toho se chladivo vaří a poté se přemění na plynné skupenství. Chladicí kapalina vnějšího okruhu, již ochlazená, jde do další „otočky“ v systému, aby se nastavila teplota.

Funkční okruh tepelného čerpadla zahrnuje:

• výparník;
• kompresor (elektrický);
• kapilární;
• kondenzátor;
• chladivo;
• termostatické ovládací zařízení.

Proces vypadá asi takto!

Chladivo, které se „vyvařilo“ ve výparníku, je přiváděno potrubím do kompresoru poháněného elektřinou. Tento „pracant“ stlačuje plynné chladivo na vysoký tlak, což v důsledku toho vede ke zvýšení jeho teploty.

Nyní horký plyn pak vstupuje do dalšího výměníku tepla, který se nazývá kondenzátor. Zde se teplo chladiva přenáší do vzduchu v místnosti nebo chladiva, které cirkuluje vnitřním okruhem topného systému.

Chladivo se ochlazuje a zároveň se mění na kapalinu. Poté prochází kapilárním redukčním ventilem, kde „ztrácí“ tlak a vrací se do výparníku.

Cyklus je uzavřen a připraven k opakování!

Přibližný výpočet topného výkonu zařízení

Externím kolektorem proteče během hodiny přes čerpadlo až 2,5-3 m 3 chladiva, které může země ohřát o ∆t = 5-7 °C.

Pro výpočet tepelného výkonu takového obvodu použijte vzorec:

Q = (T_1 - T_2)*V_heat

V_heat - objemový průtok chladicí kapaliny za hodinu (m^3/hod);

T_1 - T_2 - teplotní rozdíl mezi vstupem a vstupem (°C).

Typy tepelných čerpadel

Tepelná čerpadla jsou klasifikována podle typu použitého rozptýleného tepla:

• země-voda (použijte uzavřené obrysy země nebo hluboké geotermální sondy a systém ohřevu vody pro prostory);
• voda-voda (pro sběr a vypouštění podzemní vody používají otevřené studny - vnější okruh není smyčkový, vnitřní topný systém je voda);
• voda-vzduch (použití externích vodních okruhů a vzduchového topného systému);
• (využití tepla odváděného z vnějších vzduchových hmot doplněných o systém ohřevu vzduchu pro dům).

Výhody a výhody tepelných čerpadel

Nákladově efektivní. Princip činnosti tepelného čerpadla není založen na výrobě, ale na přenosu (dopravě) tepelné energie, lze tedy tvrdit, že jeho účinnost je větší než jedna. Jaký nesmysl? - říkáte téma tepelných čerpadel obsahuje hodnotu - koeficient přeměny tepla (HCT). Právě pomocí tohoto parametru se vzájemně porovnávají jednotky podobného typu. Jeho fyzikální význam je ukazovat poměr množství přijatého tepla k množství energie na to vynaložené. Například při KPT = 4,8 nám 1 kW elektřiny vynaložené čerpadlem umožní získat 4,8 kW tepla zdarma, tedy bezplatně z přírody.

Univerzální všudypřítomnost aplikace. Kompresor tepelného čerpadla může být poháněn dieselovým pohonem i při absenci přístupného elektrického vedení. A „přirozené“ teplo je dostupné v každém koutě planety – tepelné čerpadlo nezůstane „hladové“.

Použití šetrné k životnímu prostředí. V tepelném čerpadle nevznikají žádné spaliny a jeho nízká spotřeba energie méně „provozuje“ elektrárny, čímž nepřímo snižuje škodlivé emise z nich. Chladivo používané v tepelných čerpadlech je šetrné k ozónu a neobsahuje chlorované uhlovodíky.

Obousměrný provozní režim. Tepelné čerpadlo dokáže místnost v zimě vytápět a v létě chladit. „Teplo“ odebrané z místnosti lze efektivně využít například k ohřevu vody v bazénu nebo v horkovodním systému.

Provozní bezpečnost. V principu fungování tepelného čerpadla nebudete uvažovat o nebezpečných procesech. Absence otevřeného ohně a škodlivých emisí, které jsou nebezpečné pro člověka, a nízká teplota chladicí kapaliny činí z tepelného čerpadla „neškodné“, ale užitečné domácí zařízení.

Některé nuance provozu

Efektivní využití principu činnosti tepelného čerpadla vyžaduje splnění několika podmínek:

• místnost, která je vytápěna, musí být dobře izolována (tepelné ztráty až 100 W/m2) - jinak odebíráním tepla z ulice vytopíte ulici na vlastní náklady;
• Tepelná čerpadla jsou výhodná pro nízkoteplotní topné systémy. Systémy podlahového vytápění (35-40 °C) tato kritéria dokonale splňují. Koeficient přeměny tepla výrazně závisí na teplotním poměru vstupního a výstupního okruhu.

Pojďme si shrnout, co bylo řečeno!

Podstata principu činnosti tepelného čerpadla není ve výrobě, ale v přenosu tepla. To vám umožní získat vysoký koeficient (od 3 do 5) přeměny tepelné energie. Jednoduše řečeno, každý 1 kW spotřebované elektřiny „přenese“ do domu 3-5 kW tepla. Je potřeba ještě něco říct?

Tepelné čerpadlo- mechanické zařízení, které umožňuje přenos tepla ze zdroje s nízkou potenciální tepelnou energií (nízká teplota) do topného systému (chladiva) se zvýšenou teplotou. Zkusme to vysvětlit srozumitelnějším jazykem.

Pryč jsou doby, kdy lidé vytápěli své domovy spalováním dřeva v krbech nebo kamnech. Nahrazují je multifunkční kotle s dlouhým spalováním. V regionech, kde je k dispozici hlavní plyn, se k vytápění používá účinná plynová zařízení. V místech nepřístupných plynovodům se stále více používá.

Lidstvo chápe, že spalování neobnovitelných zdrojů energie není perspektivní podnikání, postupně se vyčerpávají zdroje. Vědci nepřestávají hledat nové způsoby výroby tepelné energiea vyvinout moderní mechanismy pro realizaci zadaných úkolů.

V jednom takovém projektu bylo navrženo tepelné čerpadlo. Opravdu, stejně jako k většině jednotek na výrobu tepla není provoz tepelného čerpadla možný bez elektrické energie. Závažný rozdíl je v tom, že elektřina se nepodílí na ohřevu, například topného tělesa, jako u olejového radiátoru, a neuzavírá spirálu v horkovzdušné pistoli. Tepelné čerpadlo nemá topná tělesa, nevytváří tepelnou energii, tepelné čerpadlo slouží pouze jako její nosič z okolí ke spotřebiteli (chladivu).

Elektřina spotřebovaná tepelným čerpadlem se vynakládá pouze na stlačování chladiva a jeho přečerpávání, aby došlo k jeho cirkulaci. Chladivo působí jako nezbytné pracovní prostředí, je to on, kdo přenáší teplo z okolí do otopné soustavy a soustavy zásobování teplou vodou. Tato recenze nám pomůže, jak vybrat tepelné čerpadlo, princip jeho fungování a také se dozvědět o výhodách a nevýhodách takového zařízení.

Tepelné čerpadlo pro vytápění

Tradiční vytápění soukromého domu je stále výhodnější, pokud jsou k dispozici levné zdroje. Otázkou je, co dělat, když je dostupnost levných zdrojů omezená? Alternativním řešením je tepelné čerpadlo – více než 40 let provozních zkušeností v Evropské unii nám říká, že to může být velmi efektivní.

V Ruské federaci není tepelné čerpadlo řádně distribuováno. Důvodem jsou dva faktory. Za prvé, je zde hojnost ropy, plynu a dřeva. Za druhé je zastavena vysokou cenou a nedostatkem popularizace. Informací o tepelných čerpadlech je velmi málo, není jasný princip jejich fungování a není dostatek informací o výhodách.

V Evropské unii jsou ceny paliv tak vysoké, že geotermální topné systémy vykazují výhody v provozu. Například až 95 % domácností ve Švédsku a Norsku používajítepelná čerpadla jako hlavní zdroj vytápění. Mezinárodní energetická agentura předpovídá, že tepelná čerpadla začnou v zemích Organizace pro hospodářskou spolupráci a rozvoj zajišťovat 10 % spotřeby energie na vytápění do roku 2020 a do roku 2050 toto číslo dosáhne 30 %.

Tepelné čerpadlo pro vytápění - princip činnosti

Ze školního kurzu fyziky, připomínajícího druhý termodynamický zákon, je s jistotou známo, že teplo z horkého tělesa se bez jakýchkoli mechanismů přenáší na studené. Trik je v tom, jak přenášet teplo opačným směrem? K tomu budeme potřebovat řadu akcí, které zajistí výsledky.

To jsou úkony, které nám tepelné čerpadlo pomůže provést. Energetické náklady na provoz tepelného čerpadla závisí úměrně na rozdílu teplot mezi médii zapojenými do tohoto procesu.

Dotkli jste se někdy černé mřížky chladničky vzadu? Každý si může ověřit, že zadní stěna je velmi horká. Namíříte-li laserový pyrometr na černou mřížku, uvidíte, že její povrchová teplota je asi 40 °C. Tímto způsobem inženýři chladicích zařízení získávají zpět zbytečné teplo z vnitřku mrazničky.

Je známo, že na konci čtyřicátých let minulého století upozornil vynálezce Robert Weber na zbytečné ohřívání vzduchu chladičem ledničky. Vynálezce se zamyslel a napojil na něj nepřímotopný kotel. Díky tomu Robert zásoboval domácnost teplou vodou v požadovaném objemu. Tehdy začal nadšenec přemýšlet, jak „otočit“ lednici naruby a přeměnit chladicí zařízení na topné zařízení. Musím uznat, že se mu to povedlo.

Jak funguje tepelné čerpadlo?

Princip činnosti tepelného čerpadla je založen na tom, že v podzemí se v kteroukoli roční dobu při poklesu pod úroveň mrazu setkáme s teplotami nad nulou. Ukazuje se, že vrstva půdy bez mrazu je přímo pod našima nohama. Co když ho použijete jako zadní stěnu mrazáku?

Uplatnění principu činnosti chladicího zařízení, Pro přenos tepla z podzemí do domácího prostoru se používá systém potrubí, kterými cirkuluje chladivo. Freonová chladiva se ohřívají podzemním teplem a začínají se vypařovat. Studený vzduch zvenčí jej ochlazuje, což způsobuje kondenzaci freonu.

Ohříváním tepla střídáním cyklů odpařování a ohřevu nutí tepelné čerpadlo chladivo cirkulovat. Kompresor vytváří tlak, který nutí freon pohybovat se trubkami dvou výměníků tepla.

V prvním výměníku tepla se freon vypařuje při nízkém tlaku, během kterého je absorbováno teplo z bezprostřední okolní atmosféry. Stejné chladivo je poté stlačeno kompresorem pod vysokým tlakem a přesunuto do druhé spirály, kde kondenzuje. Poté uvolňuje teplo, které absorbovalo dříve v cyklu.

Pomocný kompresor hraje hlavní roli v procesu. Zvýšením tlaku freon kondenzuje a produkuje více tepla, než přijal z teplé země. Tedy přízemní kladné hodnoty + 7 °C apromění v komfortní domácí podmínky + 24°C.

Použitím tepelného čerpadla k vytápění dosáhneme vysoké účinnosti.

Chtěl bych poznamenat, že celá konstrukce nevyžaduje speciálně vyhrazené elektrické vedení. Spotřeba energie je srovnatelná se spotřebou energie domácí rychlovarné konvice. Trik je v tom, že tepelné čerpadlo „vyrobí“ čtyřikrát více tepelné energie, než spotřebuje elektřinu. Na vytápění chaty o rozloze 300 m2 se při silných mrazech 30 °C nespotřebuje více než 3 kW.

Majitel geotermálního čerpadla se však bude muset na začátku hodně vyšponovat. Náklady na zařízení a materiál pro připojení jsou minimálně 4 500 USD. Připočtěme instalační práce a vrtání a stejnou částku, ukazuje se, že nejjednodušší systém bude stát 10 tisíc dolarů.

Je jasné, že to bude stát řádově levněji. Ale platit měsíčně vztaženo na 1 kW na 10 m2stejně bude muset. Ukazuje se tedy, že na 300 m2. metrů doma to bude trvat 30 kW - 10krát více, než bude vynaloženo na tepelné čerpadlo.

Výpočty pro vytápění plynem pomocí plynového kotle dávají přibližně stejný počet čísel - 2000 rublů za měsíc, což je srovnatelné s provozem tepelného čerpadla. Bohužel ne všichni žijí v plynofikované oblasti.

Tepelné čerpadlo má nespornou výhodu. V létě lze takový „reverzní mrazák“ „otočit naruby“ a mírným pohybem ruky se tepelné čerpadlo promění v klimatizaci. V horkých dnech je venku +30°C, ale v podzemí je chladno. Pomocí trubek naplněných chladicí kapalinou bude čerpadlo přenášet chlad z podzemí do domu. Dále se zapne ventilátor, takže získáme ekonomický chladicí systém.

Provozní praxe uvádí doby návratnosti od 3 do 7 let. Skandinávské země si touto metodou dlouhodobě počítají zisky a vytápějí samy sebe. Pozoruhodným příkladem je obří tepelné čerpadlo ve Stockholmu, geotermální zařízení. Zdrojem tepelné energie v zimě a chladu v létě jsou vody Baltského moře. U tepelného čerpadla plně platí slogan: plaťte nyní – ušetřete později! Úspory jsou stále větší díky tomu, že energetické zdroje zdražují.

Tepelné čerpadlo. Pravda o jeho účinnosti.

Bohužel ne vše je dnes s efektivitou tak růžové. Jednou z hlavních otázek, které trápí spotřebitele, zůstává: koupit či nekoupit tepelné čerpadlo. Naší radou je pečlivě zvážit klady a zápory, s největší pravděpodobností bude možnost nákupu konvenčního po použití levnější a instalace bude jednodušší.

Pokud bereme tepelné čerpadlo jako koncept budoucnosti, jako nový nápad na výrobu tepla, inženýrský nápad si rozhodně zaslouží respekt. Geotermální zařízení funguje, můžete se ho dotýkat rukama a každým rokem je stále efektivnější. Pokud si však spočítáme, kolik peněz utratíme za jeho provoz, připočteme počáteční náklady na nákup a instalaci, dostaneme s největší pravděpodobností částku, která ukazuje, že za něj utratíme mnohem více peněz než za jakýkoli jiný typ zařízení na výrobu tepla. .

Vzhledem k tomu, že tepelné čerpadlo považujete za ekonomický systém, když utratíte 100 rublů za jeho provoz a získáte tepelnou energii v hodnotě 300 rublů, nezapomeňte, že jste zaplatili spoustu peněz za právo získat nadměrný zisk 200 rublů. Mimochodem, ve stejné Evropské unii je prodej tepelných čerpadel podporován vládními programy.

Takže ve Finsku se ročně prodá více než 60 tisíc tepelných čerpadel a počet prodejů roste 5% tempem. Ale za prvé, ekonomický efekt používání takového zařízení je tam vyšší kvůli drahé elektřině. Cena elektřiny ve Finsku je 35 eurocentů, v porovnání s Ruskem – 7 eurocentů. Za druhé, dotační program poskytuje úhradu za pořízení tepelného čerpadla ve výši 3 000 EURO.

Dokud zůstanou ceny plynu a elektřiny nízké, bude zavedení tepelného čerpadla jako hlavního konkurenta obtížné dosáhnout. Masová spotřeba bude možná pouze v případě krize výroby uhlovodíků nebo krize výroby elektřiny.

Jak vybrat správné tepelné čerpadlo

První etapa.

Výpočet potřebného tepla na vytápění domu. Pro výběr tepelného čerpadla (TČ), které je součástí topného systému domu, je důležité vypočítat potřebu tepla. Přesný výpočet vám pomůže vyhnout se zbytečnému překročení nákladů, protože to vede ke zbytečným výdajům.

Druhá fáze.

Jaký zdroj tepla zvolit pro tepelné čerpadlo. Toto rozhodnutí závisí na mnoha složkách, z nichž hlavní:

• Finanční složka. To zahrnuje přímé náklady na samotné zařízení a také práce na instalaci geotermální sondy nebo položení podzemního tepelného okruhu. To závisí na poloze samotné lokality a také na bezprostředním okolí (nádrže, budovy, komunikace) a geologii.

• Provozní složka. Hlavním nákladem je provoz tepelného čerpadla. Tato hodnota závisí na režimu vytápění vaší budovy a zvoleném zdroji tepla.

Třetí etapa.

Analýza výchozích dat pro výběr tepelného čerpadla:

1. Rozpočet pro navrhovaný systém.
2. Topný systém: radiátory, vzduchové vytápění, vyhřívaná podlaha.
3. Plocha místa, která může být přidělena pro položení tepelného kolektoru.
4. Je možné na místě vrtat?
5. Geologie lokality k určení hloubky geotermální sondy, pokud je takové rozhodnutí učiněno.
6. Je v létě nutná klimatizace?
7. Je vytápění vzduchem k dispozici nebo se plánuje v budoucnu?
8. Investiční náklady na nákup a instalaci HP se všemi pracemi (přibližný počáteční odhad).

Pojďme si to všechno urovnat

Rozpočet pro navrhovaný systém

Při vytváření topného systému pomocí tepelného čerpadla je možné instalovat okruh vzduch-voda. Kapitálové investice budou minimální, protože nejsou nutné žádné nákladné výkopové práce. Ale během provozní fáze tohoto topného systému budou vysoké náklady kvůli nízké provozní účinnosti.

Pokud chcete výrazně snížit provozní náklady, pak je pro vás vhodná instalace geotermálního čerpadla. Pravda, pro položení tepelného okruhu bude nutné provést výkopové práce. Tento systém také zajistí „pasivní“ chlad.

Vytápění: radiátory, vzduchové vytápění, podlahové vytápění

Pro zvýšení účinnosti VT systému je žádoucí snížit rozdíl mezi teplotou ohřívaného média a teplotou zdroje tepla.
Pokud jste si ještě nevybrali topný systém, doporučuje se zvolit vytápěné podlahy, které umožňují efektivnější využití topného systému.

Plocha pozemku, kterou lze přidělit pro položení tepelného kolektoru

Oblast místa pro instalaci kolektoru je kritická, pokud není možné vrtat a instalovat geotermální sondu. Poté budete muset kolektor položit vodorovně, což bude vyžadovat prostor přibližně 2krát větší, než je plocha vytápěného domu. Je třeba vzít v úvahu, že tuto plochu nelze využít k zástavbě, ale pouze ve formě trávníku nebo trávníku, aby neblokoval tok slunečního záření.

Je možné na místě vrtat?

Pokud je možné na místě vrtat (dobrá geologie, přístup, chybějící podzemní komunikace), nejlepším řešením by byla instalace geotermální sondy. Poskytuje stabilní a dlouhodobý zdroj tepla.

Geologie lokality k určení hloubky geotermální sondy, pokud je takové rozhodnutí učiněno

Po výpočtu celkové hloubky vrtání je nutné prostudovat situační plán a určit, jak zajistit hloubku vrtání. V praxi hloubka jedné studny obvykle nepřesahuje 150 m.

Pokud je tedy například odhadovaná hloubka vrtání 360 m, lze ji na základě charakteristik lokality rozdělit na 4 vrty po 90 m, nebo 3 po 120 m, nebo 6 po 60 m Musíme však vzít v úvahu, že vzdálenost mezi nejbližšími studnami by neměla být menší než 6 m.
Cena vrtných prací je přímo úměrná hloubce vrtání.

Je v létě nutná klimatizace?

Pokud je v létě potřeba klimatizace, pak je jasnou volbou tepelné čerpadlo typu „voda-voda“ nebo „země-voda“, jiná tepelná čerpadla nejsou připravena efektivně a ekonomicky plnit funkce klimatizace .

Je vytápění vzduchem k dispozici nebo se plánuje v budoucnu?

Tepelné čerpadlo je možné integrovat do jednoho systému ohřevu vzduchu. Toto řešení umožní sjednotit inženýrské sítě.

Investiční náklady na nákup a instalaci tepelného čerpadla se všemi pracemi

Počáteční odhadované investiční náklady* na nákup a instalaci závisí na typu tepelného čerpadla:

HP s podzemním kolektorem:

Práce - 2500 dolarů
Provozní náklady - 350 $/rok

VT se sondou:
Vybavení a materiál - 4500 $
Práce - 4500 dolarů
Provozní náklady - 320 USD/rok

Air VT:
Vybavení a materiál - 6500 $
Práce - 400 dolarů
Provozní náklady - 480 $/rok

TN „voda-voda“:
Vybavení a materiál - 4500 $
Práce - 3500 dolarů
Provozní náklady - 280 $/rok

* – přibližné, průměrné tržní ceny. Konečné náklady závisí na vybraném výrobci zařízení, oblasti prováděné práce, nákladech na vrtání a podmínkách na místě a tak dále. Poznámka oddělení odhadu

Čtvrtá etapa. Druhy práce

Singl. Tepelné čerpadlo je jediným zdrojem tepla, který zajišťuje 100 % potřeby tepla. Pracuje pro provozní teploty nepřesahující 55 °C.
Spárováno. TČ a kotel spolupracují, což umožňuje kotli dosahovat vyšších provozních teplot.

Monoenergetický. TČ a elektrokotel tvoří energetický systém pouze s jedním externím zdrojem energie. To umožňuje plynule regulovat spotřebu energie, ale zvyšuje zatížení vstupního stroje.

Výběr tepelného čerpadla

Po shromáždění všech prvotních dat a vypracování hlavních technických řešení je možné vybrat vhodný typ HP. Konfigurace a výběr dodavatele zařízení bude záviset na vašich finančních možnostech. Hlavní věcí je přistupovat k výběru systému s plným pochopením toho, co chcete. Pomůžeme vám vybrat a zrealizovat komfortní systém vytápění. Dokáže zohlednit všechny nuance: od funkce klimatizace až po distribuci tepla napříč zónami domu.

Závěr

Výběrem ekologického topného systému s tepelným čerpadlem se můžete spolehnout na budoucnost. Získáte úplnou nezávislost na organizacích zásobujících teplo, světových cenách ropy a politické situaci v zemi. Jediné, co potřebujete, je elektřina. Ale postupem času lze výrobu elektřiny převést do absolutní autonomie pomocí větrného mlýna.

Materiál Vám zašleme e-mailem

Odebírání tepla z půdy a vodních zdrojů není takovou inovací. Západní svět již dlouho využívá geotermální energii k vytápění domů. Toto téma se stává stále aktuálnějším, protože ceny energií rostou. Tepelné čerpadlo pro vytápění domu umožňuje ohřívat radiátory ekologicky, bezpečně a zdarma.

Tepelné čerpadlo vytápí dům přirozeným teplem

Tepelné čerpadlo pro vytápění domu: princip činnosti, výhody a nevýhody

Příklad zařízení podobného tepelnému čerpadlu najdeme v každé domácnosti – jedná se o lednici. Produkuje nejen chlad, ale i teplo - to je znát na teplotě zadní stěny jednotky. Podobný princip je vlastní tepelnému čerpadlu – shromažďuje tepelnou energii z vody, země a vzduchu.

Princip činnosti a zařízení

Operační systém zařízení je následující:

• voda ze studny nebo nádrže prochází výparníkem, kde její teplota klesne o pět stupňů;
• po ochlazení kapalina vstupuje do kompresoru;
• kompresor stlačuje vodu a zvyšuje její teplotu;
• ohřátá kapalina se pohybuje do teplosměnné komory, kde předává své teplo topnému systému;
• ochlazená voda se vrací na začátek cyklu.

Topné systémy založené na jednotkách s tepelným čerpadlem mají tři komponenty:

• Sonda je cívka umístěná ve vodě nebo zemi. Shromažďuje teplo a předává jej do zařízení.
• Tepelné čerpadlo je zařízení, které odebírá tepelnou energii.
• Vlastní topný systém včetně teplosměnné komory.

Klady a zápory zařízení

Nejprve o pozitivních aspektech takového vytápění:

• Relativně nízká spotřeba energie. Na vytápění se spotřebuje pouze elektřina, která si vyžádá mnohem méně než například vytápění elektrospotřebiči. Tepelná čerpadla mají konverzní faktor, který udává výkon tepelné energie v poměru k vynaložené elektrické energii. Pokud je například hodnota „ϕ“ 5, pak na 1 kilowatt za hodinu spotřeby elektřiny bude 5 kilowattů tepelné energie.

• Všestrannost. Tento topný systém lze instalovat na libovolné místo. To platí zejména pro odlehlé oblasti, kde nejsou rozvody plynu. Pokud není možné připojit elektřinu, může čerpadlo běžet na naftový nebo benzínový motor.
• Plná automatizace. Není třeba doplňovat vodu do systému ani sledovat jeho provoz.
• Šetrnost k životnímu prostředí a bezpečnost. Systém tepelného čerpadla neprodukuje žádné odpady ani plyny. Zařízení se nemůže náhodně přehřát.
• Taková jednotka dokáže dům nejen vytopit v zimě při teplotách vzduchu do minus patnácti stupňů, ale i v létě chladit. Tyto funkce jsou k dispozici u reverzních modelů.

• Dlouhá doba provozu - až půl století. Kompresor může být potřeba vyměnit přibližně každých dvacet let.

Tento systém má také své nevýhody, které nelze ignorovat:

• Ceny. Tepelné čerpadlo pro vytápění domu není levnou záležitostí. Tento systém se zaplatí nejdříve za pět let.
• V oblastech, kde zimní teploty klesají pod patnáct stupňů pod nulou, budou pro provoz zařízení potřeba další zdroje tepla (elektrické nebo plynové).
• Systém, který odebírá tepelnou energii ze země, narušuje ekosystém lokality. Škoda není významná, ale je třeba s tím počítat.

Pohled odborníka

Andrej Starpovský

„Pokud si přejete, můžete si vyrobit tepelné čerpadlo pro vytápění vašeho domova z lednice vlastníma rukama. Ale to bude vyžadovat určité technické znalosti."

Jaké čerpadlo zvolit

Instalace se liší zdrojem tepelné energie a způsobem jejího přenosu. Existuje pět hlavních typů:

• Voda-vzduch.
• Podzemní voda.
• Vzduch-vzduch.
• Voda-voda.
• Vzduch-voda.

Průzkum místa

Před instalací topného systému je důležité prozkoumat vlastnosti místa. Tato studie pomůže určit, který zdroj tepelné energie bude nejlepší volbou. Nejjednodušší je, pokud je v blízkosti domu vodní plocha. Tato skutečnost vás zbaví nutnosti provádět výkopové práce. Dalším praktickým řešením je využití plochy, kde neustále fouká vítr. Pokud není ani jedno, ani druhé, budete se muset zastavit u zemních prací.

Topný systém může mít dvě možnosti instalace:

• pomocí sond;
• s instalací podzemního kolektoru.

Čerpadlo podzemní vody a možnosti instalace

Geotermální sondy jsou obvykle instalovány na malé ploše, která neumožňuje instalaci velkého potrubí. K instalaci tohoto systému budete potřebovat vrtací zařízení, protože hloubka studní musí být nejméně sto metrů a průměr musí být dvacet centimetrů. Do takových vrtů jsou spuštěny sondy. Počet vrtů ovlivňuje výkon topného systému.

Pokud je plocha místa dostatečně velká, můžete se obejít bez vrtání a nainstalovat horizontální systém. Za tímto účelem je cívka pohřbena do hloubky jednoho a půl metru. Tato verze systému je považována za nejstabilnější a bezproblémovou.

Čerpadlo voda-voda: snadná instalace

Tepelné čerpadlo voda-voda pro vytápění domu je vhodné do oblastí s jezírky. Pro potrubí můžete použít běžné polyetylenové trubky. Sestavený kolektor se přesune do jezírka a tam se spustí na dno. Jedná se o jednu z nejlevnějších možností instalace, kterou můžete provést sami.

Tepelné čerpadlo vzduch-vzduch: náklady na instalaci

V oblasti, kde jsou neustále větry, je vhodný systém využívající vzduchovou tepelnou energii. Instalace v tomto případě také nebude vyžadovat žádné zvláštní náklady, můžete to udělat sami. Čerpadlo stačí nainstalovat ne dále než dvacet metrů od domu na nejvíce větrané místo.

Tepelné čerpadlo pro vytápění domu: ceny a výrobci

Jednotky tepelných čerpadel na ruském trhu zastupují produkty těchto společností: Vaillant (Německo), Nibe (Švédsko), Danfoss (Dánsko), Mitsubishi Electric (Japonsko), Mammoth (USA), Viessmann (Německo). Ruští výrobci SunDue a Henk jim nejsou v kvalitě horší.

K vytápění domu o rozloze sto metrů čtverečních bude vyžadována instalace deseti kilowattů.

Tabulka 1. Průměrné náklady na různé typy 10kilowattových čerpadel

obraz	Typ čerpadla	Náklady na vybavení, rub	Náklady na instalační práce, rub
	Podzemní voda Dovážení výrobci	Od 500 tisíc	Od 80 000
	Domácí producenti podzemní vody	Od 360 tisíc	Od 70 000
	Vzduch-voda Dovážení výrobci	Od 270 tisíc	Od 50 000
	Vzduch-voda Domácí výrobci	Od 210 tisíc	Od 40 000
	Voda-voda dovážených výrobců	Od 230 tisíc	Od 50 000
	Domácí výrobci voda-voda	Od 220 tisíc	Od 40 000

Cena tepelného čerpadla na klíč se pohybuje v průměru kolem 300 – 350 tisíc rublů. Systém vzduch-voda je považován za cenově nejpříznivější variantu, protože nevyžaduje nákladné výkopové práce.

Pohled odborníka

Andrej Starpovský

Vedoucí skupiny vytápění, větrání a klimatizace, GRAST LLC