Tepelné čerpadlo

Pravdepodobne poznáte moderné vykurovacie systémy. Viete, ako to bude o 10 rokov? Viete, aké vykurovacie systémy sú zákonom schválené na výstavbu nových verejných budov v USA? Pri inštalácii ktorého systému platí nemecká vláda 400 mariek za kW výkonu? Ak nie, potom sa zoznámte – Jeho Veličenstvo tepelné čerpadlo. Dôvody takej vysokej pozornosti jeho „osobe“ sú, samozrejme, v jeho zásluhách. V tomto článku budeme hovoriť o výhodách a tiež ich zvážiť.

  • Tepelné čerpadlo je príliš drahé a neoplatí sa
  • Vybavenie ktorých spoločností je dostupné na trhu?
  • Môžem si to nainštalovať sám??

História vzniku tepelného čerpadla

Táto technológia má svoj pôvod vo vzdialenom 19. storočí, keď fyzik a inžinier William Thompson prvýkrát vyvinul koncept tepelného čerpadla. Potom sa na takmer storočie zabudlo na túto technológiu a už v 40. rokoch dvadsiateho storočia myšlienku tepelného čerpadla vrátil do života Robert Weber. Ale kvôli nízkemu záujmu o inovácie v oblasti dodávok tepla sa tepelným čerpadlám nedostáva zaslúženého uznania. A len o 30 rokov neskôr štafeta vo vývoji geotermálnych tepelných čerpadiel prešla na doktora Jamesa Boseho z University of Oklahoma. Preto bola na základe tej istej univerzity založená Medzinárodná asociácia geotermálnych tepelných čerpadiel a profesor Bose je výkonným riaditeľom tejto asociácie. A potom: politika mnohých európskych krajín v oblasti ekológie skutočne spustila „zotrvačník“ alternatívnej energie a veci sa pohli dopredu, do vývoja a priemyselnej výroby sa zapojili poprední svetoví výrobcovia. Vďaka tomu sú nám dnes k dispozícii systémy s dobrými vlastnosťami. Ale o tom bude reč nižšie..

Systémy tepelných čerpadiel

Pozrime sa, ako fungujú tepelné čerpadlá. Názov naznačuje, že pumpuje teplo. Kde a kde? V závislosti od systému sa teplo odoberá z nasledujúcich zdrojov:

– vzduch;

– voda;

– základný náter.

Ale čitateľ si povie, v lete pri + 40 ° C sa dá voda ohriať. Ale pri tejto teplote potrebujeme klimatizáciu, nie vykurovací systém. A ako funguje systém mimo okna pri -400 ° C? Funguje to rovnako, teraz uvidíme, ako. Na to je však potrebné zvážiť hlavné komponenty jednotky. Podmienečne ho možno rozdeliť na tri časti:

– primárny okruh;

– kompresný obvod (v niektorých verziách je k dispozícii vykurovanie);

– vykurovací okruh, v ktorom sa teplo prenáša na vykurovacie zariadenia (kotol, vykurovacie systémy atď.).

Primárny okruh je navrhnutý tak, aby odoberal teplo z okolitého prostredia. Napríklad pozemok. Sonda je položená v zemi do hĺbky 1 až 3 metre, v závislosti od úrovne prenikania mrazu. Teplotný režim sa tam prakticky nemení a my vezmeme približne + 80 ° C. Tekutina (chladivo), absorbujúca teplo Zeme v prvom okruhu a zahrievajúca sa na + 80 ° C, vstupuje do druhého okruhu, kde je stlačená pomocou kompresora. Chladivo je látka, ktorá je veľmi citlivá na teplotné podmienky a má veľmi nízky bod varu. Vďaka týmto vlastnostiam sa vykonáva účinný prenos tepla zo zdroja na spotrebiteľa. Pri kompresii, to znamená pri zvyšovaní tlaku, teplota chladiva niekoľkokrát stúpa, v závislosti od stupňa kompresie a ďalších faktorov. Potom sa ohriate chladivo dostane do vykurovacieho okruhu, kde sa teplo priamo prenáša a voda vo vykurovacom systéme sa ohrieva. A potom – ako konvenčný vykurovací systém. V tomto prípade chladené chladivo vstupuje cez škrtiacu klapku do primárneho okruhu s teplotou pod teplotou zeme. A začína vyššie opísaný reťazec vykurovania a chladenia. Vo všeobecnosti tepelné čerpadlo funguje takto..

Okrem využívania geotermálnej energie Zeme sa čerpadlá používajú aj pri teplote vzduchu a vody. A tiež systémy s reverzom. Princíp činnosti je takmer identický s vyššie popísaným, ale existujú určité zvláštnosti. Obráťme na nich svoju pozornosť.

Tepelné čerpadlo vzduch-vzduch:

-možno najlacnejší typ;

-vysoká účinnosť (to znamená, že na 1 kW spotrebovanej elektriny je až 5 kW tepla);

-systém má spätný chod (v teplom období funguje v režime klimatizácie);

– jednoduchosť a jednoduchosť inštalácie v porovnaní s inými druhmi tepelných čerpadiel.

Tepelné čerpadlo voda – voda, tu je snáď všetko oveľa komplikovanejšie ako v iných možnostiach. Prvým dôvodom ťažkostí je prítomnosť nádrží priamo pri dome, nie je tam vždy. Ale aj v prípade, keď tam je, vzniká množstvo regulačných problémov, konkrétne miestne legislatívne akty o využívaní vodných útvarov. To znamená, že potrebujete povolenie na inštaláciu systému, čo zase znamená chodiť po kanceláriách. Cena takéhoto systému je navyše rádovo drahšia ako systém využívajúci vzduch alebo zemské teplo. Prečo – to je zrejmé z nasledujúcich požiadaviek: v priemere 30 W padá na 1 meter potrubia, respektíve na inštaláciu systému s výkonom 5 kW budeme potrebovať položiť asi 150 – 170 metrov primárneho obvod. Veľmi ťažkopádny dizajn, však? A náklady sú veľmi kousavé. Čiastočne sú niektoré problémy takéhoto systému vyriešené pri použití podzemnej vody, je tu takmer konštantná teplota od + 40 ° C a viac, to znamená, že prenos tepla bude väčší, záber potrubí je menší. V tomto prípade prichádzame k záveru, že tento systém je vhodnejší pre veľké zariadenia, ako sú rekreačné strediská na brehu jazera alebo mora. Preto majú leví podiel na všetkých systémoch tepelných čerpadiel geotermálne a vzduchové tepelné čerpadlá..

A posledná nuansa, je spojená s prítomnosťou reverzu v systéme. Táto konštrukcia umožňuje systému pracovať v dvoch režimoch, ako v prípade systému vzduch-vzduch, v zime vykurovanie tepelnými čerpadlami a v lete chladenie. Nebudeme zachádzať do zložitých technických výpočtov, povieme iba, že sa to dosiahne použitím výmenníka tepla v opačnom smere. To znamená, že teplo z miestnosti je odvádzané do primárneho okruhu a uvoľňované do životného prostredia..

Ako určiť kapacitu geotermálneho vykurovacieho systému?

Inštaláciu tepelného čerpadla v každom prípade vykoná vami vybraná spoločnosť. Tiež vám poskytne presný výpočet všetkých potrebných parametrov. Zdá sa však veľmi rozumné uviesť príklad takýchto výpočtov, potom potenciálny zákazník, ešte pred inštaláciou tepelného čerpadla, bude mať predstavu o tom, čo potrebuje a ako to bude vyzerať v praxi..

Začnime teda. Náš podmienený dom má rozlohu 100 m2. Ďalej vyberieme naše klimatické pásmo: severné alebo južné. Vezmime si ako príklad severnú klimatickú zónu. Pri výpočte výkonu kotla pre túto zónu berieme nasledujúce hodnoty 1,5 – 2,0 kW na 10 m2 plochy. To znamená, že konvenčný kotol s elektrickým vykurovacím telesom na vykurovanie 100 m2 pre severný región by mal mať 10 × 1,5 = 15 kW celkového výkonu. Nebudeme počítať objem kvapaliny vo vykurovacom systéme, aby sme nezaberali miesto, stačí si všimnúť, že pre podmienenú chatu sa to rovná približne 220 – 230 litrom. Toto sú parametre konvenčného vykurovacieho systému.

Pokiaľ ide o systém tepelného čerpadla, zvážme tiež systém ohrievaný vodou, tu je to trochu komplikovanejšie. Zoberme si systém pôda – voda, má najvyšší výkon: na 1 kW produkuje 4 kW tepla. To znamená, že potrebujeme rovnakú kapacitu systému s tepelným čerpadlom na 15 kW, ale v skutočnosti náš systém spotrebuje 3,7 kW elektrickej energie..

Zároveň poznamenávame, že tento systém je najvýhodnejší v kombinácii so systémom podlahového vykurovania. Teplota okruhu pre podlahové vykurovanie potrebuje spravidla jednu malú, nie viac ako 550 ° C a oblasť odvodu tepla je významná. To vám umožní výrazne ušetriť na zariadení aj na čase na vykurovanie miestnosti..

Výpočty obvodov, vyhrievaných systémov a ďalšie technické údaje nebudú uvedené. Tieto údaje bežný človek, ktorý sa nezúčastňuje na návrhu a inštalácii takýchto systémov, skutočne nepotrebuje..

Výhody tepelných čerpadiel

Teraz je načase zvážiť dôvody zvýšenej popularity tepelných čerpadiel:

  • – šetrnosť k životnému prostrediu, jedna z najdôležitejších vlastností, nedochádza k emisiám CO2 a iných škodlivých látok;
  • – bezpečnosť, žiadny oheň, žiadny oxid uhoľnatý a ďalšie potešenie iných typov kotlov;
  • – trvanlivosť, pre niektoré prvky výrobca sľubuje 100 rokov nepretržitej prevádzky, napríklad zemné sondy, samotné čerpadlo vydrží až 20 – 25 rokov;
  • – nízke náklady na vykurovanie, platíme iba za prevádzku kompresora, ako je zrejmé z predchádzajúcich údajov, náklady na vykurovanie sú najmenej 4 -krát lacnejšie a v niektorých prípadoch aj 7 -krát;
  • – princíp všetko v jednom: teplá voda, kúrenie a chladenie;
  • – takmer úplná autonómia vášho domova atď..

Tepelné čerpadlo: návratnosť, cena a najlepší výrobcovia

Okolo témy tepelných čerpadiel koluje množstvo klebiet a špekulácií. V záverečnej časti článku sa pokúsime rozptýliť niektoré fikcie. Urobíme to formou otázky – odpovede.

Tepelné čerpadlo je príliš drahé a neoplatí sa

Áno, priznajme si to, cena systému hryzie, ale … A cena ostatných druhov palív neklesá, a ak majú odborníci pravdu a v budúcnosti porastie, koľko bude stáť vykurovacia sezóna my? V tejto fáze sú tieto technológie pravdepodobnejšie dostupné pre ľudí zo strednej triedy, ale vždy to platí pre nové technológie. S rastom trhu sa cena zníži a v blízkej budúcnosti bude k dispozícii aj iným kategóriám obyvateľstva..

Navyše je taký projekt takmer porovnateľný s výstavbou domu, spravidla ide o nákup na celý život, čo znamená, že cena je celkom prijateľná. Okrem toho, ak nerobíme zložité výpočty pre sebestačnosť, uvidíme nasledujúci obrázok:

Priemerná cena systému na vykurovanie 100 m2 sa pohybuje v oblasti 6 000 – 7 000 USD. spolu s inštaláciou.

Cena kotla s vysokou účinnosťou s elektrickými vykurovacími článkami je v priemere 500 USD.

Teraz vypočítajme náklady na vykurovanie na obdobie 120 dní:

  • Zoberme si podmienene náklady na vykurovanie elektrickou energiou na deň 15 × 15 = 225 kW, v dolároch to bude stáť 15 USD. o deň.
  • 120 dní × 15 c.u. = 1 800 USD na vykurovaciu sezónu s obyčajným elektrickým kotlom.
  • teraz môžeme túto čiastku bezpečne znížiť o 4 krát a získať 450 USD. pri použití tepelného čerpadla. Ušetríte 1350 dolárov za rok, to sa nepočíta s ohrevom teplej vody a klimatizačným systémom v lete.
  • teraz si rozdelíme 7 000 dolárov. do roku 1350 a získate 5 rokov, to je úplné obdobie návratnosti.

Nárokujeme si akademickú presnosť výpočtov, sú komplikovanejšie a neustále ich treba prepočítavať, pretože ceny za elektrinu aj plyn sú dynamické. Rovnako ako pre systémy s tepelnými čerpadlami. Spotreba energie zároveň závisí od stavu a izolácie vykurovaných priestorov a od mnohých ďalších. Bolo pre nás dôležité ukázať, že sú plne splatné, a z dlhodobého hľadiska pre nich zatiaľ neboli vynájdené žiadne alternatívy..

Vybavenie ktorých spoločností je dostupné na trhu?

Nasledujúce spoločnosti sú lídrami vo výrobe tepelných čerpadiel:

– ClimateMaster (vyrába tepelné čerpadlá viac ako 50 rokov, USA);

– Vaillant (najväčší svetový výrobca s obratom 2 miliardy eur, 2,7 milióna predaných vykurovacích zariadení ročne, Nemecko);

– Heliotherm (mladá spoločnosť, ale už bola ocenená „Hansjörg-Jäger Zukunftspreis 2007“ (Budúca cena), viac ako 15 000 predaných a nainštalovaných systémov, Rakúsko);

– NIBE AB (hlavné sídlo spoločnosti sa nachádza vo Švédsku, ale má ďalšie pobočky v iných európskych krajinách, ktoré sa vyznačujú vysokou účinnosťou, obrat z predaja tepelných čerpadiel presahuje 1 miliardu eur ročne);

– Stiebel Eltron (takmer storočie vyvíja a vyrába inžinierske siete pre domácnosť, Nemecko) atď..

Z domácich výrobcov stojí za zmienku spoločnosť Korsa (zaoberá sa tepelnými čerpadlami viac ako 10 rokov) a Ecoteplo LLC (viac ako 5 rokov).

Čo sa týka hodnotenia tepelných čerpadiel, treba spomenúť TOP-10 Rakúskej energetickej agentúry. V hodnotení sú zahrnuté nasledujúce značky čerpadiel:

  • Lídrom je švédska spoločnosť NIBE AB, ktorá zaujíma prvé tri miesta a reprezentujú ju tieto čerpadlá: KNV F114512; KNV F1140 – 6 a KNV F1240 – 10;
  • Tepelné čerpadlo HP 16s18W – M -WEB rakúskej spoločnosti HELIOTHERM je v rebríčku na štvrtom mieste;
  • Spoločnosť Viessman založená v roku 1917 je v retenzii zastúpená nasledujúcim modelom Vitokal 300GBW 106;
  • Spoločnosť VAILLANT je reprezentovaná značkou VWS 101/3;
  • OCHSNER GMLW 14 plus je uznávaný ako najlepšie tepelné čerpadlo so zdrojom vzduchu.

Ak sa na tieto tepelné čerpadlá pozrieme bližšie, uvidíme mnoho unikátnych vlastností, ktoré vložili výrobné spoločnosti..

Napríklad geotermálne čerpadlo NIBE AB F114512, ktoré obsadilo popredné miesta v rebríčku. Vyniká predovšetkým svojou „inteligenciou“. Je plne automatizovaný, čerpadlo je možné ovládať z diaľkového ovládača, naprogramovať. Uveďme príklad „mysle“ tohto tepelného čerpadla, vďaka systému teplotných senzorov (jeden na ulici, druhý v dome) automatizácia kotla nezávisle reguluje činnosť systému pre maximálny užívateľský komfort. Alebo systém snímačov napätia: v prípade napäťových rázov v sieti buď vypne zariadenie na účely ochrany, alebo keď klesne, vypne časť jeho funkcií, všetko pre pohodlie užívateľa.

Zvážte tiež vlastnosti tepelného čerpadla Viessman Vitokal 300GBW 106. Rovnako ako vyššie uvedený produkt je aj inteligentné a ľahko ovládateľné. Vďaka svojmu modulárnemu systému je inštalácia a údržba systému oveľa jednoduchšia a lacnejšia. A vďaka systému Natural Cooling systém okrem vykurovania ochladzuje obydlie. Nepochybnou výhodou je úplná nehlučnosť práce..

A recenziu končíme funkciami vzduchového tepelného čerpadla OCHSNER. Je potrebné poznamenať, že medzi pravidelnými zákazníkmi spoločnosti sú takí „renomovaní“ kupujúci ako NASA a americká armáda, čo samozrejme hovorí o kvalite výrobkov. Tepelné čerpadlo GMLW 14 plus je najtichšie vzduchové čerpadlo na trhu. Jeho kapacita je dostatočná na vykurovanie miestnosti s rozlohou 300 m2. Maximálna teplota ohrevu dosahuje 650 ° C.

Je potrebné poznamenať, že koeficient prenosu tepla všetkých vyššie uvedených čerpadiel sa prakticky rovná 5. Čo to znamená? To znamená, že pri spotrebe 1 kW elektrickej energie dodá čerpadlo 5 -krát viac energie z tepelného hľadiska..

Môžem si to nainštalovať sám??

Myšlienka je, povedzme, lákavá. Zároveň ušetríte naozaj veľa. Ale je to veľmi problematické podnikanie. Napríklad na položenie primárneho okruhu tepelného čerpadla typu zemný zdroj budete potrebovať vrtnú súpravu na vytvorenie studní, do ktorých musíte spustiť sondu. Hoci ľudia kedysi kopali studne ručne…

Napriek tomu to neodporúčame, pôda je všade odlišná a hĺbka pokládky by mala byť slušná, najmenej 3 metre pre geotermálne. A ak sa pôda plazí, môžete zostať pod zemou. To znamená, že aspoň potrebujete rýpadlo, vrtnú súpravu – to je pre zákopy a jamy. Na položenie do rybníka alebo do podzemných vôd samostatný rozhovor.

Inštalácia, pripojenie a plnenie systému by sa malo vykonávať aj v súlade s technológiou, musíte mať príslušný nástroj atď. Nie, vôbec netvrdíme, že je nemožné to urobiť sami, robia to ľudia z videa. Takže môžeš. Ale na to sa budete musieť aspoň zoznámiť s technológiami, aspoň raz vidieť, ako sa taký systém bude zostavovať, a až potom sa pustiť do práce. A nástroj na získanie toho pravého.

Malo by sa tiež spomenúť takú nuanciu: spravidla, ak inštaláciu vykonávajú necertifikovaní remeselníci, záruka na výrobok už neplatí. A v tomto prípade hovoríme o tisícoch dolárov, stojí to za to?

Ale táto téma je zaujímavá a možno sa v nasledujúcom článku pozrieme na to, ako v inštalácii pripojiť cenovo najdostupnejšie vzduchové tepelné čerpadlo..

Čím viac sa zoznámite so systémami tepelných čerpadiel na vykurovanie, tým viac budete presvedčení, že sú budúcnosťou. Minimálne dovtedy, kým v systémoch vykurovania nevymyslia niečo úplne revolučné. Ale toto je úplne iná téma …

About the author