Hlavním faktorem při výběru toho či onoho typu je účinnost tepelného čerpadla pro vytápění a ohřev užitkové vody. Záleží na typu tepelného čerpadla, provozních podmínkách, teplotě vytápění a dalších faktorech.
Je důležité znát výkon klimatizačního zařízení. Nechcete přeci utrácet velké částky za nákup, instalaci a připojení tepelného čerpadla a pak zjistíte, že budete muset dotápět kotlem nebo konvektory.
Typy tepelných čerpadel
Princip fungování tepelných čerpadel je stejný, liší se však ve dvou parametrech – odkud teplo berou a kde ho odevzdávají. Podle odběru tepla se dělí na tři typy:
- Pozemní (geotermální);
- Voda;
- Vzduch.
Ohřívají vzduch nebo vodu. Proto existují následující typy tepelných čerpadel:
- Vzduch-vzduch;
- Vzduch-voda;
- Voda-vzduch;
- Voda-voda;
- Země-vzduch;
- Podzemní voda.
Jednoduchými slovy cyklus tepelného čerpadla
Tepelné čerpadlo nevyrábí teplo jako konvektor nebo kotel. Přenáší jej z jednoho prostředí do druhého. Proto je účinnost tepelného čerpadla pro vytápění a ohřev užitkové vody nad 100 %. To znamená, že na 1 kW elektřiny vyrobí více než 1 kW tepla.
Tím není porušen princip úspory energie, protože tepelné čerpadlo není uzavřený systém. Jeden druh energie spotřebovává a jiný přenáší.
Tepelná čerpadla se liší strukturou, každý výrobce využívá své know-how, každá značka má svá pro a proti.
Závislost účinnosti na teplotě ohřevu
Podle obecně uznávaných norem vyžaduje vytápění domu pomocí radiátorů a zásobování teplou vodou vodu o teplotě 50-55 stupňů. Ale pro vytápění podlahové vytápění – s teplotou 30-35 stupňů.
Voda obvykle vstupuje do domu při teplotě až +5 stupňů, takže její ohřev na různé teploty vyžaduje různé množství tepelné energie. A na tomto rozdílu závisí účinnost tepelného čerpadla.
V článku jsou uvedeny koeficienty pro ohřev vody o 50 stupňů. Pokud potřebujete spočítat tuto úroveň pro ohřev vody o 30 stupňů, měla by se účinnost tepelného čerpadla vynásobit 1,5.
Účinnost tepelných čerpadel země-voda a země-vzduch
Reálná účinnost zemního tepelného čerpadla se pohybuje v rozmezí 400-800%, existují však vzácné výjimky. Vysoké ukazatele účinnosti lze dosáhnout, pokud půda přijímá teplo ze slunečního záření a je v ní položeno geotermální pole, spíše než vrtané studny.
V případě studničního tepelného čerpadla platí, že čím větší vzdálenost mezi nimi, tím vyšší účinnost. Rozdíl v tomto případě bude 50-100% nominální hodnoty.
Zvláštností geotermálních tepelných čerpadel je, že jsou umístěna ve stacionárním prostředí. Pokud se špatně spočítá výkon tepelného čerpadla, počet vrtů nebo plocha a hloubka geotermálního pole, stane se následující. Země začne promrzat a nestihne přijmout teplo, proto bude účinnost zemního tepelného čerpadla neustále klesat a nakonec klesnout pod 100 %.
Účinnost tepelných čerpadel voda-voda a voda-vzduch
Průměrná účinnost tepelných čerpadel voda-voda a voda-vzduch je 400 %, ale záleží na tom, jak teplá voda je. V nádržích se jeho teplota může měnit od +1 v zimě do +20 a výše v létě. Minimální účinnost takových tepelných čerpadel proto může klesnout na 200 % a maximální může stoupnout na 1000 %.
Stojí za zvážení, že v létě není tepelné čerpadlo prakticky potřeba, takže nebude pracovat s účinností 1000 %, toto číslo se používá formálně.
Další vlastností vodních tepelných čerpadel je, že se zásobníky pomalu ohřívají a uvolňují teplo. Proto na jaře, když se voda neohřeje, bude mít nízkou účinnost a na podzim, když zadrží teplo, bude mít vysokou účinnost.
Účinnost tepelného čerpadla vzduch-vzduch a vzduch-voda
Účinnost tohoto typu tepelného čerpadla je velmi závislá na venkovní teplotě vzduchu. Kromě toho existují modely navržené pro provoz při extrémně nízkých teplotách. Například nízkoteplotní vzduchové tepelné čerpadlo určené pro ohřev bazénu poskytuje účinnost 230 % při teplotě -15 stupňů Celsia. Nejlevnější možnosti budou mít stejnou účinnost pouze při +5 – +10 stupních Celsia.
Princip činnosti tepelného čerpadla vzduch-vzduch se příliš neliší od zařízení vzduch-voda. Proto lze níže uvedené hodnoty použít pro oba typy. Účinnost tepelného čerpadla vzduch-vzduch střední třídy je vidět na tomto grafu:
Účinnost tepelného čerpadla v chladném počasí
Existuje názor, že účinnost tepelného čerpadla v chladném počasí klesá, ale není to tak úplně pravda. Faktem je, že účinnost tepelného čerpadla přímo závisí na jeho typu a prostředí:
- Zemní tepelná čerpadla nemění svou účinnost, protože teplota půdy v hloubce se nemění.
- Vodní ztrácejí účinnost blíže k jaru, jak se voda v nádrži postupně ochlazuje.
- Vzduchová tepelná čerpadla jsou přímo závislá na teplotě vzduchu, jejich účinnost závisí na aktuálních podmínkách.
Skutečné hodnoty účinnosti
Výrobci a prodejci tepelných čerpadel většinou nafukují své postavy. Účinnost tepelného čerpadla pro vytápění domu se může lišit jedenapůlkrát (i když takový rozdíl je vzácný). Při výběru byste měli zvážit, jak je výrobce osvědčený a pečlivě prostudovat dokumentaci.
Přestože je princip činnosti tepelných čerpadel přibližně stejný, jejich vnitřní struktura je odlišná. Tepelné čerpadlo může být dvouokruhové nebo jednookruhové, s různými typy kompresorů, používat různé chladicí kapaliny atd.
Výkon tepelného čerpadla obvykle určuje množství tepla, které dokáže vyrobit za určitou dobu. Ale nejvýkonnější modely mají často vyšší účinnost než jejich analogy. Rozdíl není příliš velký, ale někdy je důležitý.
Například výkonné vzduchové tepelné čerpadlo bude schopno vyrábět teplo s účinností 200 % při -20 stupních, zatímco podobné strukturou, ale méně výkonné, poskytne při této teplotě účinnost pouze 150 %.
V tomto článku jsme si vysvětlili, jaká je celková účinnost a účinnost tepelného čerpadla v závislosti na jeho typu. Do komentářů můžete zanechat dotazy, názory, stížnosti. Snažíme se na ně promptně reagovat.Nezapomeňte příspěvek sdílet na sociálních sítích!
Chcete získat pomoc od mistra, specialisty v tomto oboru? Přejděte na profesionální vyhledávací portál. Jedná se o zcela bezplatnou službu, kde najdete profesionála, který váš problém vyřeší. Neplatíte za zveřejnění inzerátu, zobrazení ani výběr dodavatele.
Pokud jste mistrem svého řemesla, zaregistrujte se na Pro a získejte tok klientů. Váš zisk je vzdálen pouze jedno kliknutí!
Aktualizováno: 2. května 2022. Tepelná čerpadla ruské výroby jsou výbornou alternativou k zahraničním. Co jsou
Aktualizováno: 11. července 2022. Využití nekvalitního tepla získáváním tepelné energie z alternativních zdrojů
Aktualizováno: 11. července 2022 Účinnost vzduchových tepelných čerpadel závisí na mnoha faktorech. Tento
Aktualizováno: 25. června 2022. Kolik stojí vytápění tepelným čerpadlem To je otázka, kterou si klade mnoho lidí. A
Dobré odpoledne Moc děkuji za článek! Začal jsem se o TN zajímat a našel jsem některé odpovědi na své otázky. Ale stále mám otázky, prosím pomozte, pokud můžete. Z jakého materiálu jsou v zemi vyrobeny trubky, je-li zhotovena vodorovná konstrukce? Jak „bojovat“ s hlodavci (krtci, rejsci atd.)? Je opravdu možné provést montáž svépomocí bez zkušeností (jak celou konstrukci přesně vodorovně zarovnat)? Jaké jsou další potíže, pokud jste museli provést instalaci sami a po chvíli komunikovat se zákazníkem?
Dobrý den! odpovídám v pořadí:
1. Při pokládce geotermálního pole se používají běžné plastové trubky. Hlavní věc je, že mají dlouhou životnost a nedeformují se pod tíhou půdy.
2. Hlodavci zpravidla nepředstavují nebezpečí pro potrubí. Nemají rádi plast a vyhýbají se mu, když se pohybují v zemi, dělají si průchody nebo kopou díry. Abych byl upřímný, nikdy jsem neslyšel, že by dálnici poškodili hlodavci. Navíc je odrazí nízká teplota potrubí.
3. V ideálním případě není nutné vodorovné uložení potrubí do země. Malé rozdíly neovlivní účinnost výměny tepla nebo čerpání chladicí kapaliny. Můžete to udělat vlastníma rukama, ale budete muset dlouho kývat lopatou) S největší pravděpodobností budete muset najmout bagr.
4. Při výběru a instalaci tepelného čerpadla země-voda existují dva hlavní problémy: Nesprávný výběr výkonu a krátké vedení.
Měl jsem případ – prodali jsme 8 kW HP vzduch-voda a klient si sám hledal montážníky. O tři měsíce později zavolal a řekl, že selhal kompresor. Jak se ukázalo, rozhodl se použít toto tepelné čerpadlo k vytápění špatně izolovaného obchodu o rozloze 500:-O m3. Výsledek je zřejmý – tepelné čerpadlo pracovalo na maximální výkon a po 3000 měsících zmizelo XNUMX dolarů.
Výpočet tepelného čerpadla vzduch-voda je třeba provést s rozumem, abyste si později neukousli lokty. Vzduch je na rozdíl od půdy a vody náchylnější na teplotní výkyvy během jednoho dne a celého roku.
Z této publikace se dozvíte, jak to udělat správně a s jakými problémy se můžete setkat. Výkon tepelného čerpadla si můžete správně spočítat sami, pokud využijete naše doporučení.
Vlastnosti provozu tepelných čerpadel vzduch-voda pro vytápění
Vzduch je velmi nestabilní médium. Přes den může její teplota klesnout o 10-15 stupňů a při náhlých změnách počasí i více. Mnoho lidí dělá stejnou chybu – na základě průměrné teploty počítají výkon tepelného čerpadla pro vytápění domu. A pak se diví, že spotřeba energie je vyšší, než udával výrobce. Pojďme si to vysvětlit na jasném příkladu.
Řekněme, že potřebujete udržovat teplotu v domě +20 a venku přes den -5 a v noci -15 stupňů. Jak vidíme, během dne budete muset pracovat s teplotním rozdílem 25 stupňů a v noci – 35 stupňů.
Zdálo by se, že rozdíl je jen 10 stupňů nebo asi 40 % a přesně o tolik by se měla zvýšit spotřeba elektřiny. Ale to není pravda.
Princip činnosti vzduchového tepelného čerpadla je navržen tak, aby se jeho COP (účinnost) v přímém vztahu neměnila. A ukazuje se, že v noci spotřebuje ne o 40%, ale o 45-50% více elektřiny.
Při výpočtu výkonu vzduchového tepelného čerpadla se proto vyplatí vzít v úvahu nejen teploty, ale také kolísání COP (účinnost tepelného čerpadla). Navíc je to z dlouhodobého hlediska důležité, protože v topné sezóně trvá tma až 15 hodin.
Jaký je rozdíl mezi výpočty vytápění a ohřevu teplé vody?
Náklady na dodávku teplé vody a vytápění domu jsou poněkud odlišné. Pokud vám nejde o vytápění, ale o teplou užitkovou vodu, pak by se tepelné čerpadlo vzduch-voda mělo kalkulovat podle toho, kdy se spotřebuje více vody. Koneckonců, při vytápění domu musíte neustále ohřívat chladicí kapalinu a ne vždy spotřebováváte horkou vodu.
K vrcholům proudění dochází obvykle ráno a večer a v tuto denní dobu je venkovní teplota odlišná. Pokud se večer vzduch přes den ohřeje, tak ráno je maximálně chladný a přes noc se stihl ochladit. Spočítejte, kolik teplé vody spotřebujete ráno a večer, porovnejte tato čísla.
Dalším důležitým bodem je teplota přiváděné vody. Může také kolísat v závislosti na počasí, zvláště pokud je vodovodní potrubí položeno mělce. Pokud je jejich hloubka větší než metr, lze tento bod vynechat, kolísání bude malé.
Pokud k vytápění domu použijete tepelné čerpadlo, bude jeho příkon na vytápění objektu větší než na ohřev vody. Ačkoli v obecných výpočtech stojí za to vzít v úvahu pro přesnost výpočtů.
Výpočet tepelného čerpadla vzduch-voda pro zásobování teplou vodou
Nyní přistoupíme k přímým výpočtům. K tomu potřebujete vědět následující:
- teplota vstupní vody;
- spotřeba teplé vody ráno a večer;
- Průměrná venkovní teplota ráno a večer;
- Koeficient COP (účinnost) tepelného čerpadla.
Průměrné teploty není těžké zjistit – na mnoha stránkách nabízejících předpověď počasí můžete s velkou přesností zjistit průměrné výkyvy ve vašem regionu a dokonce i v jednotlivém městě. COP tepelného čerpadla při různých teplotách musí výrobce uvést v průvodní dokumentaci.
Pro přesnost provedeme výpočty zvlášť, pro ranní a večerní čas. V ideálním případě by se výpočet tepelného čerpadla vzduch-voda měl provádět zvlášť pro každý měsíc, ale nebudeme mít žádné zásadní rozdíly. Stačí proces opakovat třikrát a nahradit různé hodnoty.
Pro výpočet spotřeby elektřiny jsou zapotřebí tři hodnoty, a to:
.T – rozdíl mezi teplotou přiváděné vody a požadovanou teplotou. Obvykle je normální úroveň ohřevu teplé vody +45 – +55 stupňů.
V – objem spotřeby vody v litrech.
K – COP (účinnost) tepelného čerpadla při průměrné venkovní teplotě.
Výpočtový vzorec je následující:
.T х V / K х 1,16.
Potřebujeme například ohřát 200 litrů vody z +5 na +45 stupňů, když COP tepelného čerpadla je 4. Nyní dosadíme čísla do vzorce a získáme výsledek:
40 x 200 / 4 x 1,16 = 2320.
Stejným způsobem spočítejte spotřebu energie pro jinou denní dobu se špičkovou spotřebou, sečtěte čísla a vynásobte počtem dní v měsíci. Proveďte kalkulaci na každý měsíc a získejte množství elektřiny potřebné pro ohřev užitkové vody pomocí tepelného čerpadla.
Výpočet tepelného čerpadla vzduch-voda pro vytápění
Při vytápění domu je třeba provést výpočty jinak. Spotřebu vody zde nemá smysl počítat, ale velkou roli hraje tepelná ztráta objektu. K jejich výpočtu můžete použít online kalkulačku, například: //dokadoma.com/calc/teplo nebo //teplo-info.com/otoplenie/raschet_teplopoter_online.
Stejně jako v případě výpočtů teplé vody je lepší data segmentovat. Proveďte výpočty pro tmavé a světlé doby dne, pro každý měsíc topné sezóny zvlášť. Získané údaje představují množství tepla, které by mělo tepelné čerpadlo vyrobit.
Dále výsledná data vydělte koeficientem COP pro každou denní dobu zvlášť. Získáte tak množství elektřiny potřebné pro normální provoz tepelného čerpadla.
Obecný výpočet a nuance
Sečtením spotřeby elektřiny na vytápění a dodávku teplé vody získáme celkové náklady na provoz tepelného čerpadla. Ale zůstávají dvě nuance, a to:
- Výrobci tepelných čerpadel často data nadhodnocují. Nezohledňují například náklady na provoz čerpadla, které čerpá vodu v topném systému. Někdy zápletka COP neodpovídá skutečnosti.
- Když se teplá voda nepoužívá, zůstává v zásobníku a postupně se ochlazuje. Tepelné čerpadlo bude udržovat svou teplotu, což také využívá elektřinu.
Proto k vypočtenému výkonu připočtěte dalších 5-10 %.
Jak vybrat tepelné čerpadlo vzduch-voda?
Jak vidíme, konstrukce tepelného čerpadla vzduch-voda je velmi závislá na COP. Čím vyšší je tedy tento koeficient, tím nižší jsou náklady na vytápění a dodávku teplé vody. Zařízení s dobrým výkonem však stojí hodně, takže je lepší hledat střední cestu.
Princip činnosti tepelného čerpadla vzduch-voda je takový, že jeho účinnost silně závisí na teplotě vzduchu. V některých regionech a v různých obdobích roku se výrazně liší mezi dnem a nocí. To je potřeba vzít v úvahu.
Až získáte údaje o tepelných ztrátách na vytápění a ohřev vody, spočítejte si náklady na spotřebu pro různé modely a výrobce tepelných čerpadel. Porovnáním těchto výpočtů a nákladů na vybavení si můžete vybrat nejlepší možnost.
Velkou roli hraje výkon čerpadla – čím větší je rozdíl mezi jeho maximálním výkonem a spotřebou, tím déle vydrží. Výkonnější modely stejné řady mají často vyšší COP než méně výkonné.
Při výběru dodavatele si spočítejte návratnost zařízení – jak dlouho bude trvat pokrytí pořizovacích nákladů prostřednictvím úspor. To je důležitý faktor.
Chraňte se před vyšší mocí
Tepelné čerpadlo je výhodné a snadno se používá, ale není všelékem. Nepomůže, když:
- Samotné tepelné čerpadlo selhalo;
- Vypadl proud;
- Přišly mrazy, které nejsou typické pro klima vašeho regionu.
V takových případech je tepelné čerpadlo k ničemu. Můžete zůstat bez topení po dlouhou dobu. Zpočátku bude dům držet teplo, ale časem se ochladí. V takovém případě je potřeba mít záložní zdroj pro vytápění a ohřev vody.
Pokud máte zaveden plyn, nezapomeňte nainstalovat plynový kotel. Pokud ne, zachrání vás tuhé palivo. Kotle lze použít jako rezervní nebo pro ohřev vody. Vše závisí na typu připojení. V prvním případě je paralelní, ve druhém sériový.
Vypočítat tepelné čerpadlo vzduch-voda není tak složité, jak se zdá. A čím přesněji to uděláte, tím lépe si vyberete ten správný model. V tomto případě je dobré věnovat pár hodin svého času, ale ujistěte se, že vše bylo provedeno správně, protože tepelné čerpadlo je zařízení, které vydrží mnoho let.
