Výhodou alternativních zdrojů energie je jejich dostupnost a nízká cena. Tepelná čerpadla (TČ) využívají přeměněnou energii vzduchu, vody nebo půdy, která je na rozdíl od plynu nebo uhlí zdarma. Je ale třeba vzít v úvahu, že při instalaci tepelných čerpadel dochází k velké kapitálové investici, která se vyplatí.
Výpočet účinnosti tepelného čerpadla může vést k absurdním hodnotám, když je větší než 100 %. Standardní vzorec pro výpočet účinnosti je nesprávný a chybou je obvykle nezapočítaný zdroj energie (vzduch, voda nebo půda). Tepelná čerpadla mají 2 zdroje energie – elektřinu a externí zdroj tepla (energie vody, půdy, vzduchu) a konvenční vzorce berou v úvahu pouze elektřinu, takže jsou získávány hodnoty vyšší než 100 %.
Nesprávný výpočet palivové účinnosti:
- spotřeba elektrické energie 2 kW;
- dodává 5 kW do systému;
- z externího zdroje 6 kW.
Pspotřeba/síť = 5/2 = 2,5
Tento výpočet je nesprávný, protože neexistují žádné údaje o druhém zdroji energie.
Správný výpočet palivové účinnosti:
Pspotřeba /(Pnet + Pist.) = 5 /(2 + 6) = 0,63
Je poměrně obtížné zjistit množství nízkopotenciální energie, což vede k chybám.
Aby se předešlo nesprávným výpočtům, byly zavedeny speciální koeficienty:
- COP – určuje, kolikrát tepelná energie přijatá spotřebitelem překročí množství práce potřebné k přenosu tepla z nízkopotenciálního zdroje;
- stupeň termodynamické dokonalosti – vyhodnocuje, jak blízko je skutečný tepelný cyklus čerpadla tomu ideálnímu.
Při hledání tepelného čerpadla můžete narazit na inzerát s nesprávnými charakteristikami zařízení. Prodejci, kteří takové informace šíří, by se měli mít na pozoru. Ostatně deklarovat účinnost tepelného čerpadla 300–1000 % je nejen ignorantské, ale i nesprávné ve vztahu k zákazníkům.
Porovnání účinnosti tepelného čerpadla: voda, půda, vzduch
Vzhledem k tomu, že je reálné odhadnout množství energie získané z alternativního zdroje, je tento úkol poměrně složitý; srovnání účinnosti tepelných čerpadel voda, půda, vzduch stejně těžké. Smysluplnější je porovnat náklady na provoz zařízení a účinnost vytápění objektu.
Tepelné čerpadlo vzduch-zdroj
Instalace ohřívače vzduchu je levnější, ale spotřebuje hodně elektřiny. Jeho účinnost přímo závisí na okolní teplotě. Při silných mrazech – pod -25°C – takové zařízení nezajistí vytápění místnosti, existují modely do -40°C.
Vodní tepelné čerpadlo
Ohřívače vody začnou v silných mrazech ztrácet účinnost, nebude stačit externí energie a bude potřeba další zdroj tepla.
Tepelná čerpadla země-voda
Zemní čerpadla fungují spolehlivě po celý rok. Teplota země v hloubce je konstantní, takže účinnost takových zařízení nezávisí na roční době. Vrtání studní a výstavba nádrže však vyžaduje investice velkých finančních částek, takže instalace geotermálních topných zařízení je opodstatněná pouze z dlouhodobého hlediska.
Výpočet COP tepelného čerpadla
COP se počítá na základě teploty zdroje (T1) a vody v otopné soustavě (T2), podle vzorce: COP = T2/(T2 – T1). Je třeba vzít v úvahu, že tº se v tomto případě měří v Kelvinech. Číslo 273 je přidáno k našemu akceptovanému ukazateli ve stupních Celsia a jsou provedeny další výpočty.
Například: pokud je tº země 5 stupňů Celsia a v topném okruhu zůstává na 55, měli byste nejprve převést data na jiný systém měření: 5+273 = 278 K, 55+273 = 328 K. COP = 328 / (328 -278) = 6,56.
Produkce výpočet COP tepelného čerpadla, je třeba mít na paměti, že předpokládá provoz zařízení bez zohlednění ztrát (za ideálních podmínek). V praxi bude hodnota COP mnohem nižší.
Teplotu zdroje nelze měnit, proto pro zvýšení účinnosti je třeba dbát na nízkoteplotní topný systém.
Chci se podělit o své zkušenosti s provozem kotlů na bázi tepelného čerpadla.
Tepelná čerpadla v provozu:
1) soukromý dům 150 m2 – Stiebel Eltron WPF 13 basic;
2) soukromý dům 220 m2 – Stiebel Eltron WPF 13 M + WPF 10 M;
3) soukromý dům 350 m2 – Danfoss DHP-S ECO 42.
Pro vyhodnocení jeho účinnosti byl v prvním zprovozněném čerpadle instalován samostatný elektroměr pro záznam jím spotřebované elektrické energie. V rozhraní tepelného čerpadla Stiebel je měření jím generované tepelné energie. Princip fungování tepelného čerpadla na internetu plném takových informací neřeknu, řeknu pouze, že všechny objekty se nacházejí v Krasnojarsku a jako nekvalitní zdroj tepla je použit geokontrast s vertikálními vrty.
Tepelné čerpadlo Stiebel Eltron
Také na ochranu před hlupáky instaluji na kompresor relé sledu fází, abych vyloučil možnost jeho zapnutí ve špatném směru, což by mohlo hrozit selhání kompresoru.
Elektrický panel se samostatným elektroměrem pro tepelné čerpadlo
V průměru 50 m hluboká studna může vyprodukovat 2 kW tepla, což je velmi drsné, protože Kvalita geokontury je 80 % úspěchu instalace tepelného čerpadla a je plná nuancí v jejím designu.
Geokonturový kolektor pro 5 vrtů.
Tepelné čerpadlo funguje ideálně u vyhřívaných podlah. Protože Maximální teplota vytápění tepelného čerpadla je obvykle omezena na 60 stupňů a čím nižší je teplota vytápění, tím vyšší je účinnost jeho provozu. COP je ukazatel účinnosti tepelného čerpadla (koeficient rekuperace tepla). Ukazuje poměr elektrické energie vydané a tepelné energie přijaté. Pokud tedy tepelné čerpadlo ohřeje vodu až na 30 stupňů, jeho COP může dosáhnout 4, tzn. na 1 kW spotřebované elektřiny dostanete 4 kW tepla a pokud ohřejete vodu na 60 stupňů, tak COP = 2,5. Toto jsou přibližné hodnoty pro každé konkrétní tepelné čerpadlo, mohou se lišit.
Rozdělovač podlahového vytápění domu 150m2 Dvě tepelná čerpadla Stiebel Eltron
Tepelné čerpadlo také ohřívá vodu pro potřeby domácnosti prostřednictvím nepřímotopného teplovodního kotle.
Nádrž TUV Haidju
A takto vypadá geookruh tepelného čerpadla 42 kW.
Geoobvod o výkonu 42 kW
A tak u tepelných čerpadel je palčivá otázka zda se to vyplatí nebo nevyplatí? Takže zkušenost s provozem domu 150 m2, za jednu topnou sezónu tepelné čerpadlo o výkonu 13 kW spotřebovalo 6137 kWh, což je při energetických nákladech 2,77 rublů 17 tr. přitom průměrný COP za celou topnou sezónu byl 3,3. Bylo tak vyrobeno 20252 kWh tepelné energie. Pokud topíte elektrokotlem, který má zpravidla účinnost 99 %, náklady na topnou sezónu budou 56,1 tr.
Investiční náklady na instalaci elektrokotle budou v průměru 100 tr., tepelné čerpadlo 13 kW s geoobvodem a pomocným zařízením bude stát 1200 tr. Není těžké spočítat, že návratnost takových investic se bude pohybovat v rozmezí 20-25 let.
Ale ! Tepelné čerpadlo ohřívá celoročně i teplou vodu, takže na ohřev vody utratíme také v průměru 3x méně peněz, což je 5-6 tr. za rok pro rodinu. Tepelné čerpadlo je také bezplatná klimatizace a instalací fancoilové jednotky do místnosti můžete místnost ochladit. těch. není třeba kupovat klimatizaci a kazit fasády budovy ošklivými bloky. Při komplexním účetnictví může návratnost tepelných čerpadel dosáhnout 10-12 let. Nyní je také na výběr tepelná čerpadla ruské výroby založená na evropských komponentech, která jsou o 30–40 % levnější než zahraniční protějšky. Použití takových čerpadel umožňuje získat návratnost 3-5 let. O tom si povíme podrobněji příště.
Stejně jako tepelné čerpadlo umožňuje vytápět dům při el. moc nestačí. Dům o rozloze 150 m2 tedy potřebuje 15 kW na vytápění, ale co když je místu přiděleno pouze 15 kW a není touha zahrávat si s uhlím. Tepelné čerpadlo spotřebuje 5-6 kW a elektřiny vám zbyde dost. energie pro napájení domácích spotřebičů a dalších zařízení. Existují také příklady výkonných tepelných čerpadel pro průmyslové pracovníky. objekty, o kterých určitě napíšu jindy.
