Jak snížit náklady na vytápění soukromého domu? Pro každého, kdo plánuje výstavbu příměstského bydlení, je to jeden z nejpalčivějších problémů. Odpovědí na to jsou tepelná čerpadla (TČ), která dokážou snížit náklady na vytápění až o 80 %. Tepelná čerpadla jsou relativně novým způsobem vytápění domu a zásobování teplou vodou, ale získávají na popularitě. Dále si povíme o principu fungování takového zařízení, typech tepelných čerpadel, jejich vlastnostech, výhodách a nevýhodách.
Elektřina, plyn a uhlí jsou tři hlavní typy vytápění, které používají ruští majitelé domů. Každý z energetických nosičů má své vlastní charakteristiky, ale jedno je spojuje – stabilní růst ceny rok od roku. To nás nutí hledat alternativy. Jednou z těchto alternativ jsou tepelná čerpadla – jednotky na kompresi páry, které zajišťují přenos tepla z nízkopotenciálních (chladných) zdrojů tepelné energie do chladiva.
Princip činnosti tepelného čerpadla
Konstrukce každého tepelného čerpadla zahrnuje následující zařízení: kondenzátor, výparník, kompresor (zvyšuje tlak) a expandér (snižuje tlak). Všechny uvedené prvky jsou spojeny s potrubím a představují jeden uzavřený okruh. Tímto okruhem cirkuluje chladicí kapalina. Freon, freon je odborný termín přiřazený skupině derivátů methanu a ethanu obsahujících fluor. Je to inertní plyn, který má ultranízký bod varu. Z tohoto důvodu je v “horké” části okruhu v plynném stavu a ve “studené” části se stává kapalinou.
Při pohybu do kompresoru je chladivo (nejčastěji freon) vystaveno vysokému tlaku a stlačeno, díky čemuž se jeho teplota zvyšuje. Tlakem ohřátý plyn vstupuje do další části výměníku tepla – kondenzátoru. Mezivýměník tepla zde předává teplo chladicí kapalině, která je součástí topného systému domu. Zatímco chladivo vydává teplo, kondenzuje, stává se opět kapalným a chladivo jím ohřáté se přivádí do topného systému. Kapalný freon prochází expandérem, kde se vaří a absorbuje teplo. Poté se přesune do výparníku, kde se zbývající kapalná frakce vyvaří – a cyklus se znovu opakuje.
Důležitou vlastností tepelných čerpadel je univerzálnost použití – při nízkých teplotách vzduchu zajišťují vytápění prostoru a v horkém počasí jejich chlazení. Ve druhém případě (reverzibilní tepelné čerpadlo) je použit stejný princip. Jediný rozdíl je v tom, že v horku se chladivo pohybuje jiným směrem – nepřichází zvenčí, ale z domu, z interiéru.
Zkusme totéž převyprávět jednoduchými slovy.
Pojďme si připomenout, jak funguje lednička. Potraviny o pokojové teplotě jsou umístěny v komorách chladničky. Podle zákona zachování energie se jimi naakumulované teplo nemůže nikam odpařovat – musí se vyndat z chladničky, což se děje pomocí radiátoru umístěného za jednotkou. Radiátor je k tomu určen – k odvodu, předání okolnímu vzduchu tepla, „odebíraného“ z výrobků.
Nyní si představte chladničku, která je instalována venku s otevřenými dveřmi a její radiátor byl odstraněn a instalován v domě. I když je teplota venkovního vzduchu o několik stupňů vyšší než bod varu freonu, kterým je chladnička naplněna, jednotka toto teplo předá radiátorem do domu a odebírá ho z okolí. Toto je nejjednodušší příklad tepelného čerpadla. Popsaný princip se nazývá Carnotův cyklus: na něm je založen provoz chladicích jednotek a klimatické technologie.
Druhy tepelných čerpadel: aerotermální, hydrotermální, geotermální
Existují tři hlavní typy tepelných čerpadel. Liší se zdrojem tepla, cenou zařízení a náklady na instalaci, provozními parametry.
1. Aerotermální – vzduchová tepelná čerpadla. Využívají teplo z okolního vzduchu, z atmosféry. Zvláštností tohoto typu tepelných čerpadel je, že pro jejich instalaci není nutné utrácet peníze za vrtání studní, kopání příkopů a provádění jakýchkoli dalších pracných zemních prací – všechny jednotky jednotky jsou umístěny na povrchu. To je důležité plus, protože odhadované náklady jsou výrazně sníženy a také čas strávený instalací.
Se všemi těmito výhodami mají vzduchová tepelná čerpadla jednu důležitou nevýhodu – ve velkých mrazech přestávají fungovat. S jejich stabilním provozem se můžete spolehnout pouze při teplotě ne nižší než -25 ℃, z tohoto důvodu nemohou vzduchová čerpadla během chladného období v oblastech s tuhými zimami plně vytopit místnost.HP „netahá“ silné mrazy. Když teplota vzduchu klesne na -25 ° a níže, nebude schopen vyrovnat se s vytápěním domu, takže v tomto případě je nutné mít další generátor tepla – elektrický ohřívač nebo krb. V tomto případě se častěji využívá kombinace tepelného čerpadla a elektrokotle. Když venkovní teplota dosáhne -18-22 ℃, vzduchové tepelné čerpadlo se vypne a elektrický ohřívač jej zcela nahradí.
Dalším důležitým faktorem, který je třeba vzít v úvahu při výběru takového zařízení, je průměrná vlhkost v oblasti, kde se nachází váš domov. Ideální volbou pro takové systémy je nízká vlhkost a mírné zimy. Pokud je klima vlhké a chladné, je instalace vzduchových tepelných čerpadel nepraktická: tepelné systémy zamrznou a zůstanou v režimu odmrazování delší dobu.
2. Hydrotermální (vodní) čerpadla. Využívají teplo vody blízké nádrže nebo podzemní vody. Taková zařízení se vyznačují vysokou stabilitou a účinností díky vysokému koeficientu prostupu tepla vody a nízkým teplotním výkyvům. Hydrotermální tepelné čerpadlo má smysl pořídit v následujících případech:
- na místě, kde se nachází váš dům, se podzemní voda vyskytuje v dostatečném objemu nebo je zde nádrž;
- hloubka podzemní vody – ne více než 40 metrů;
- voda má vlastnosti nezbytné pro stabilní provoz zařízení (nízký obsah železa a jiných nečistot)
Wells. Varianta se studniční vodou jako zdrojem tepla je nejobtížnější a nejnákladnější na instalaci. Zahrnuje vrtání dvou studní: jedna bude sloužit pro příjem vody, druhá – pro její vypouštění.
Nádrže. Jaké nádrže lze použít? Patří mezi ně moře, řeka nebo jezero, které se nesmí nacházet dále než 50 metrů od domu. Sběrač (trubky s chladivem) se položí na dno zásobníku a zatíží se zátěží. Díky vysoké teplotě pracovní kapaliny je zajištěna vysoká účinnost instalace a výrazné úspory nákladů na vytápění. Pro ty, kteří žijí v regionu s mírným klimatem, na pobřeží nebo v blízkosti hlubokého jezera či řeky, se vodní tepelné čerpadlo může stát zdrojem volné energie na mnoho let.
Zásoby. Dalším zdrojem vody, který mohou taková čerpadla využívat, jsou splašky. Úspěšně se používají jako zdroj tepla pro teplou vodu a topné systémy – jak soukromé domy, tak i výškové budovy.
3. Geotermální (půdní) čerpadla. Taková jednotka pro ohřev pracovní tekutiny ve výparníku využívá teplo půdy. Jedná se o nekonečný zdroj energie, protože teplota země pod bodem mrazu se nemění a nezávisí na povětrnostních podmínkách. Již v hloubce 3 metrů se teplota země pohybuje od +5 do +8℃ a v 10 metrech je již +10℃.
Topné systémy na bázi geotermálního tepelného čerpadla jsou vysoce účinné a dokážou v domě udržovat komfortní mikroklima po celý rok.
Použití zemního tepelného čerpadla znamená položení potrubí chladiva do země vedle domu. V tomto případě existují dvě možnosti umístění systémové trubky.
Vertikální geotermální sonda. V tomto případě jsou trubky umístěny ve svislé rovině. Hloubka jejich umístění může dosáhnout 100 metrů, což činí tuto možnost poměrně nákladnou. Další nuancí je potřeba koordinace s dozorovými orgány při vrtání vrtů takové hloubky. Výhodou tohoto technického řešení je úspora plochy pozemku.
Alternativou k hlubokému pokládání potrubí je schéma, které využívá více geotermálních vertikálních sond. Jsou pohřbeny v zemi o 20 metrů a jsou umístěny ve vzdálenosti 5-7 metrů od sebe. Při použití této metody je účinnost sond (měrný odvod tepla) dána druhem zeminy. Nejvýhodnější je kamenitá podmáčená půda, která dobře vede teplo (70 W/m). Vlhké sedimentární horniny poskytují až 50 W/m. Nejméně „účinné“ budou suché usazené horniny – v tomto případě odvod tepla nepřesáhne 30 W/m.
Abych to shrnul: geotermální vertikální sondy jsou drahé kvůli hloubkovým vrtům, ale mají své výhody: vysoký měrný odvod tepla, zaručenou teplotní stabilitu, úsporu plochy a minimální poškození krajiny.
Horizontální obrys (kolektor). Při tomto uspořádání trubek jsou umístěny v zemi do mělké hloubky (pod úrovní zamrznutí půdy – od 1,2 do 3 metrů) a jsou umístěny na velké ploše. Délka trubek geokontury se v každém případě vypočítá individuálně. K tomuto účelu lze použít polyethylenové trubky různých průměrů (od 25 do 40 mm), které jsou umístěny ve vzdálenosti 500-1000 mm od sebe.
V závislosti na projektu může mít kolektor různý tvar (spirála, klikatá, smyčky atd.). Po položení se kolektorové trubky naplní pracovní kapalinou (nemrznoucí kapalinou), která absorbuje teplo ze země, přenese jej do tepelného čerpadla a uvolní jej do chladiva. Poté se ochlazená nemrznoucí směs opět vrací do podzemního okruhu a cyklus se opakuje.
Účinnost čerpadla je dána vlastnostmi půdy jako zdroje tepla. Například jíl nasycený vlhkostí poskytuje až 25 W na metr potrubí, suchý jíl 15-18 W / m, písek (suchý) – 10 W / m. Například pro vytápění domu o rozloze 100 m2 budete potřebovat volnou plochu 400 metrů čtverečních. Z toho můžeme usoudit, že geotermální čerpadla s horizontálním kolektorem budou vyhovovat majitelům lokalit s velkou plochou bez budov.
Vlastnosti provozu tepelných čerpadel
Aby se minimalizovalo riziko poruch tepelného čerpadla a aby fungovalo co nejefektivněji, musíte se postarat o zajištění teplotního rozdílu chladicí kapaliny na vstupu a výstupu z výměníků tepla, delta 5 ℃ ( teplotní rozdíl), stejně jako uspořádání třífázové elektrické sítě v domě – to ochrání zařízení před přepětím. Další nuancí je, že musí být provedena vysoce kvalitní izolace prostor (maximální přípustná úroveň tepelných ztrát není větší než 100 W / m²).
Hlavní výhody a nevýhody tepelných čerpadel
Klíčovou výhodou HP je, že jejich účinnost je několikanásobně vyšší než u běžných elektrických topných nebo klimatizačních zařízení. Například i u moderních, úsporných elektrických ohřívačů se množství vyrobeného tepla přibližně rovná vynaložené energii.
Tepelná čerpadla jsou v této oblasti bezkonkurenční – vyrobí 3-7x více tepelné energie (COP), než spotřebuje elektřiny. COP je jednotka, která měří účinnost tepelného čerpadla.
Mezi další výhody instalace tepelného čerpadla patří:
- Dlouhá pracovní životnost. Pokud dodržujete pravidla provozu a provádíte údržbu včas, mohou čerpadla fungovat bez poruch a oprav po celá desetiletí (až 30 let nebo více). Jediným “slabým článkem” v takových systémech je kompresor, který může vyžadovat výměnu jednou za 15-20 let;
- Výrazná úspora paliva. V Rusku ceny energií vždy jen rostou a HP na nich dlouhodobě umožňuje ušetřit nemalé částky;
- Všestrannost použití. Většina modelů tepelných čerpadel má jednu pozoruhodnou vlastnost – reverzibilitu: v letních vedrech ochlazují dům a v chladném období zajišťují vytápění;
- Plná automatizace. Správné nastavení provozu HP zajišťuje plnou automatizaci: uživatel musí nastavit pouze teplotu pro vytápění prostor v zimě a chlazení v létě;
- Široká geografie použití. Různé typy HP umožňují jejich provoz v různých regionech s různými klimatickými podmínkami: v případě tepelných čerpadel může jako zdroje tepla fungovat půda, vzduch nebo voda;
- Vyhlídky na úplnou autonomii. Pokud se jako zdroj elektřiny použijí solární panely, pak je možné v jakékoli, i té nejodlehlejší oblasti postavit zcela autonomní dům, který si sám zajistí teplo, vodu a elektřinu;
- Minimální údržba. Spolehlivost a životnost zařízení činí jeho provoz nízkými náklady;
- Zdroj tepla zcela zdarma. Za vzduch, který dýcháme, vodu v nádržích a půdu pod nohama ještě neplatíme: pomocí tepelných čerpadel se stávají nekonečným zdrojem pro získávání tepelné energie.
Mezitím mají tyto systémy také své nevýhody, o kterých musíte vědět:
Vysoké náklady na samotné zařízení a jeho instalaci. Vzhledem k tomu, že počáteční náklady jsou poměrně vysoké, HP se nevyplatí okamžitě – v průměru to trvá 3-7 let. Pouze aerotermální (vzduchová) čerpadla se rychle zaplatí, což vyžaduje minimální náklady na instalaci.
Orientace na topné systémy s nízkou teplotou chladicí kapaliny. Nejvýhodnější je použití tepelných čerpadel pro systémy podlahového vytápění s teplotou 35-40°C.
Vliv geotermálních čerpadel na aerobní mikroorganismy. Při provozu půdních čerpadel je země kolem potrubí vystavena neustálému ochlazování, což vede ke smrti aerobních bakterií, které pomáhají čistit odpadní vodu od škodlivých látek.
Výběr tepelného čerpadla: hlavní kritéria
Těm, kteří plánují nákup takového zařízení, se doporučuje vybrat vhodný model podle následujících kritérií:
- Klimatické podmínky v regionu bydliště. Pro regiony s mrazivými zimami je vhodný pouze omezený počet modelů;
- Přístup ke zdrojům tepelné energie. U geotermálních čerpadel se jedná o přítomnost volného území v lokalitě, u hydrotermálních VT o přítomnost v blízkosti vodních ploch, podzemních vod;
- Plocha vytápěného objektu, jeho energetická účinnost. Čím větší dům, tím složitější a dražší bude tepelné čerpadlo: výkonné modely vyžadují značné náklady na instalaci.
- Rozpočet nákupu. Cenově nejdostupnější jsou vzduchová tepelná čerpadla, která nevyžadují velké instalační náklady.
Výpočet výkonu tepelného čerpadla. Jak výkonné by mělo být čerpadlo? Pro výpočet potřebného výkonu potřebujete znát následující parametry: množství přenosu tepla do topných systémů, celkový povrch potrubí ve výparnících a kondenzátoru a také objem pracovní tekutiny (chladivo).
Pohodlným řešením by v tomto případě bylo použít pro výpočty online kalkulačku. Nejčastěji je potřeba zadat:
- výška stropů a celková plocha domu (počítá se vytápěná plocha);
- oblast bydliště (určují se průměrné teploty vzduchu);
- energetická náročnost objektu (stupeň zateplení domu) – spočítá se požadovaný výkon tepelného čerpadla.
Příklad výpočtů. Pro vytápění domu o ploše 150 m² se doporučuje TČ o výkonu 11-13 kW.
Praktické rady pro výběr tepelného čerpadla
Tepelná čerpadla jsou technicky složitá, drahá zařízení, proto byste k jejich nákupu měli přistupovat se vší zodpovědností.
Před nákupem musíte kontaktovat příslušné specialisty, aby vypracovali projekt a provedli potřebné výpočty.
Vhodnější je kontaktovat jednu společnost, která poskytuje celou škálu služeb: prodej zařízení, instalace a servis.
Výběr zařízení pro vytápění bydlení je zpravidla určen dostupností energetických zdrojů. Ale ekologická a ekonomická situace na planetě nutí lidi přemýšlet o budoucnosti. Proto high-tech zařízení postupně nahrazují plynové a elektrické kotle. A jedním z nich je tepelné čerpadlo, které k vytápění domu využívá alternativní formu energie.
Jak funguje tepelné čerpadlo
Ve skutečnosti je instalace velmi podobná lednici. Koneckonců, princip činnosti tepelného čerpadla je založen na schopnosti vydávat teplo a měnit stav agregace látky. A chladivo, které se pohybuje po uzavřeném okruhu, dokáže teplo z okolního prostoru nejen odebírat, ale do něj předávat.
A to je vidět, když věnujete pozornost provozu běžné mrazničky. Všechno uvnitř je pokryté námrazou a je lepší se nedotýkat zadní stěny. Jinak se můžete spálit.
Schématicky lze instalaci znázornit jako systém, který má tři okruhy:
- Za prvé, chladivo, pohybující se po primárním okruhu, odebírá teplo z okolního prostoru a zvyšuje jeho teplotu jen o několik stupňů.
- Poté vstupuje do výparníku, kde toto nepatrné teplo odevzdává chladivu.
- Ale to stačí k tomu, aby se ten druhý okamžitě proměnil v páru, která okamžitě vstupuje do kompresoru.
- Tam je stlačeno chladivo. Zvyšuje se tlak látky, při kterém výrazně zvyšuje svou teplotu.
- Horký materiál vstupuje do kondenzátoru. Tam ohřívá vodu, která cirkuluje v topném systému domu.
- Po ochlazení přechází chladivo z parního stavu opět do kapalného stavu.
- A přesune se do výparníku do výchozího bodu, kde celý proces začíná nanovo.
Tepelná čerpadla pro vytápění soukromého domu pro své akce spotřebovávají elektřinu. Ten se však nepodílí na ohřevu topných těles nebo spirál. Jednotka sama tepelnou energii nevytváří, ale slouží pouze k aktivaci systému, který ji předává od zdroje ke spotřebiteli.
Proto jsou náklady na elektřinu v tomto případě minimální ve srovnání se spotřebou jiných systémů. A pokud potřebuje elektrokotel k výrobě dvou kilowattů tepla odebrat přesně stejné množství elektřiny, pak tepelné čerpadlo potřebuje jen 300 až 700 wattů. Tento rozdíl je hlavní výhodou instalace.
Klady a zápory geotermálních systémů
Vytápění domů s tepelným čerpadlem není žádný převratný vývoj. Země jako Japonsko a Spojené státy (státy s teplým klimatem) tuto metodu propracovaly již dlouho a k dokonalosti. Doslova celá Evropa za nimi nezaostává.
Otázkou ale zůstává autorství metody. Tuto technologii ostatně používal od poloviny minulého století i Sovětský svaz. Je pravda, že se nedostalo široké distribuce. Ale v osmdesátých letech minulého století bylo jedno ze sanatorií na území Jalty velmi populární. A to bylo neustále demonstrováno jako živý příklad úspěchů technologického pokroku a sovětské vědy.
K vytápění celého sanatoria Družba bylo použito nejbližší moře. Čerpací termální stanice ale také zásobovala celý obvod teplou vodou a vyhřívanými bazény na území lázní. V obzvláště horkých dnech také chladila místnosti.
Výhody topného systému s tepelným čerpadlem:
- Umožňuje šetřit energii. Zohledňuje se pouze elektřina a v porovnání s náklady na provoz elektrokotlů.
- Minimální údržba. Po uvedení systému do provozu zbývá pouze sledovat celistvost topného okruhu.
- Použití v téměř každém terénu. Kromě severních oblastí. Tepelné čerpadlo pro vytápění domu bude fungovat tam, kde jsou vodní zdroje, půda a vzduch.
- Není potřeba žádná stálá nebo pravidelná pozornost. Systém nemusí být cyklicky doplňován palivem. Jeho práce je plně automatizovaná.
- Na základě předchozího odstavce se nemůžete bát opustit dům v topné sezóně na dlouhou dobu. Stačí nastavit provozní režim na minimální parametry a topný okruh bude zcela bezpečný.
- Zachována zůstane i celá budova. Protože v systému není jediná oblast, kde by se teplota mohla kriticky zvýšit. Ano, v pracovním okruhu prostě nemá co explodovat.
- Systém je zcela šetrný k životnímu prostředí. Nedochází k žádným škodlivým emisím do atmosféry a půdy, nedochází k oxidaci. A moderní chladiva jsou bezpečná pro ostatní.
- Univerzálnost instalace umožňuje použití nejen pro vytápění, ale i pro chlazení domácích prostor.
- Mnoho modelů je reverzibilních. Tepelné čerpadlo pro soukromý dům odebírá teplo z místnosti během horkého období a uvolňuje je do půdy, aby je bylo možné použít v chladu.
- Systém je schopen pracovat i ve velkých mrazech. Právě od mínus 20 °C bude muset připojit elektrický ohřívač, který jí pomůže.
- Pokud jsou okolní podmínky šetrné, pak je tepelné čerpadlo schopno pracovat bez větších oprav až 50 let. Pravda, kompresor toho tolik nevydrží. A možná bude nutné během této doby několikrát vyměnit.
Systém má několik nevýhod. Najdou se ale i významné. Například v počáteční fázi budou vyžadovány velké kapitálové investice. Samozřejmě se vyplatí, ale bude to trvat roky. K dnešnímu dni jsou náklady na takové zařízení ve srovnání s topnými kotli velmi vysoké. Ano, a zřízení geotermálního systému bude vyžadovat značné množství.
Mnozí považují za vážnou nevýhodu, že tepelné čerpadlo je v mrazu bezmocné. Nezbytným opatřením je pomoc jiného topného systému při poklesu teploty pod minus 15-20 stupňů Celsia. A vyžaduje další investice na nákup a připojení duplicitního zařízení.
Ano, a úplná neškodnost je poněkud přehnaná. Koneckonců, chladivo, které odebírá teplo z okolního prostoru, narušuje ekosystém, který byl vytvořen po tisíciletí. A ve velkých hloubkách jsou mikroorganismy, jejichž existence je důležitá, protože poskytují podporu života pro jiné systémy.
Pravda, vždy se můžete ujistit, že ve srovnání s těžbou ropy jsou takové škody na planetě téměř neviditelné.
Odrůdy systémů
Tepelné čerpadlo pro vytápění je schopno využívat energii, kterou nashromáždila příroda. A zpravidla všechny zdroje akumulují teplo ze slunečního záření. A typy zařízení se rozlišují podle místa, odkud energii odebírá k jejímu přenosu ke spotřebiteli.
Půda působí jako nejstabilnější akumulátor sezónního tepla. Pokud v hloubce sedmi metrů teplota kolísá od +5 do +8 °C, pak v desetimetrové hladině je konstantní (+10 °C). A jsou dva způsoby, jak ho sundat pomocí tepelného čerpadla.
Kolektor v horizontální rovině
Trubky pro nosič tepla jsou položeny vodorovně. Hloubka jejich výskytu zcela závisí na promrznutí půdy. V teplých oblastech je kolektor umístěn pouhý metr od povrchu. V těžších oblastech se potrubí zakopává do hloubky až tří metrů. Velmi zřídka je vybaven dvouúrovňovým kolektorem.
Pro obrys se odebere polymerní elastická trubka o průměru 25 až 40 mm. Na povrch se pokládá různými způsoby – prsteny, had, spirála. A hlavní věcí při pokládce je udržovat vzdálenost mezi sousedními trubkami. Měla by být od 0,6 do 0,8 metru.
Struktura půdy vypovídá o specifickém odvodu tepla:
- suchý písek dá 10 W z jednoho metru kolektoru;
- jíl bez vody – 20 W na metr;
- mokrá hlína – 25 W;
- jíl s vysokým obsahem vody dá 35 wattů z jednoho metru.
Proto jsou předběžné výpočty často zklamáním. Pro dům o rozloze větší než 100 m 2 bude skutečně nutné určit více než 400 m 2 pozemku. A to za předpokladu, že půda sestává z mokré hlíny. A přeloženo do jazyka letních obyvatel to bude asi pět akrů. Navíc na povrchu by neměly být jen budovy, ale dokonce i stromy. Je povolena pouze úprava trávníku nebo maximálně květinové zahrady.
Popis videa
Video podrobně vysvětlí, co je tepelné čerpadlo pro vytápění domu:
Vertikální půdní sonda
Touto metodou jsou potrubí pohřbívána od 20 do 150 metrů. A jdou dvěma cestami. Je možné prorazit studnu dlouhou 100 metrů a umístit tam jednu trubku ve tvaru U. A můžete si vzít několik těchto trubek a označit každou ve své studni, ale pouze 20 metrů hluboké.
Ve skutečnosti lze dosáhnout stejného přenosu tepla. Každý si proto volí způsob podle své peněženky. Stačí si vzpomenout. Chcete-li vrtat své stránky obecně, musíte získat seriózní povolení. A průnik do velkých hloubek stojí hodně.
Specifičnost odvodu tepla můžete porovnat s předchozím kolektorem:
- sedimentární horniny bez vlhkosti dají 20 W na běžný metr;
- skalnatá půda, stejně jako půdy s vodou – 50 W;
- vysoká tepelná vodivost kamene poskytne 70 W;
- podzemní voda uvolní 80 wattů.
K vytápění domu o rozloze 100 m 2 potřebujete pouze dvě sondy, zakopané o 80 metrů. A mezi nimi je nutné udržovat vzdálenost 5 metrů.
To ukazuje, že uspořádání vertikální sondy je efektivnější než horizontální kolektor. Navíc je potřeba velmi málo místa. A nemá žádné stížnosti. Kromě toho je teplota v hloubce stabilnější a čím dále, tím větší je přenos tepla. Finančně ale bude sonda stát mnohem víc.
Princip fungování tepelného čerpadla využívajícího vodu se prakticky neliší od zemního zdroje. Voda v kapalném stavu má vždy kladnou teplotu. Proto nebude pro chladicí kapalinu v kolektoru obtížné tyto stupně zachytit a přenést je do chladiva.
Druhy tepelných čerpadel, které odebírají energii z vody:
- Kolektor na dně nádrže. Nejoblíbenější design díky své účinnosti a hospodárnosti. Jeho uspořádání nevyžaduje mnoho peněz. Plastové potrubí stačí zatopit pomocí zátěže a čerpadlo začne dopravovat teplo do domu. Jedinou podmínkou je, že vodojem by neměl být dále od budovy než 50 metrů.
- V kanalizaci. Fungovat bude i odpadní voda. Takové kolektory se velmi často používají v průmyslu pro výrobu teplé vody.
- Sběrač podzemní vody. Používá se pro vytápění domů v soukromém sektoru. V tomto případě jsou vyvrtány dvě studny, ale nejsou v nich umístěny trubky. Jde jen o to, že voda se odebírá z jednoho, který již na povrchu předává svou teplotu okamžitě chladivu. A poté se vysype do druhé studny.
Poslední metoda není populární, protože je obtížné ji implementovat. Jednak je vhodný pro oblast pouze s prouděním spodní vody, protože vypouštění musí být provedeno pouze pod plotem. Za druhé je nutná důkladná filtrace vody, aby výparník tepelného čerpadla nebyl korozí a znečištěním.
Anténa
Tepelné čerpadlo pro vytápění domu, jehož princip činnosti je založen na odvodu tepla ze vzduchu, má mezi svými protějšky nejjednodušší konstrukci. Kolektor v primárním okruhu není vůbec potřeba. Vzduch okamžitě vstupuje do výparníku, kde předává své teplo chladivu.
To je ale také značná nevýhoda. Protože výkon systému je zcela závislý na počasí. A také z kraje bydliště. Když totiž teplota vzduchu klesne pod minus 15 stupňů Celsia, systém není schopen prostor kvalitně vytopit. A potřebuje pomoc ostatních topičů.
Ale kromě stanoviště ovlivňuje provoz systému i samotná kvalita vzduchu. Suchá atmosféra, a to i v teplé oblasti, umožňuje používat zařízení po celý rok a bez problémů. V místech s vysokou vlhkostí a silným větrem je lepší ohřívač vzduchu opustit. Protože námraza nebo namrzání zařízení neumožní jeho efektivní práci.
Popis videa
Následující video vám řekne, jak vzduchové tepelné čerpadlo funguje pro vytápění domu:
Všestrannost tepelného čerpadla
Obrovskou výhodou zařízení je jeho univerzálnost. Tepelné čerpadlo totiž dokáže dům nejen vytopit, ale také v něm v letních vedrech vytvořit příjemnou chladivou atmosféru. A také přidělit samostatný okruh, ohřev vody pro domácí potřeby. A to platí zejména v létě, kdy začínají plánované opravy v městských kotelnách.
Chlazení
Ne všechny modely mají integrovanou schopnost klimatizace. Tepelné čerpadlo vzduch-vzduch to ale umí. A jeho přeměna z topení na klimatizaci v létě je otázkou přepínání režimů. Ale i když čerpadlo původně nemá vestavěný modul, může být instalováno samostatně.
Hydraulické odpojení pro vzduchové chlazení má nízkou cenu. Je implementován jako samostatná jednotka a dokáže propustit chlad do místnosti přes speciální stěnové panely s dobrým prouděním vzduchu. Nebo dokonce přes systém “teplé podlahy”.
Popis videa
Video ukáže, jak tepelné čerpadlo funguje:
Ohřev vody
Instalovaný samostatný okruh vám umožní mít teplou vodu v domě po celý rok. Je však třeba mít na paměti, že nízkoteplotní systém nebude schopen poskytovat příliš vysoké stupně. Voda se tedy může zahřát pouze na 55 °C. A abyste neustále nešetřili, budete muset namontovat kotel dostatečně velké velikosti. Dost pro všechny členy rodiny.
Proč má tepelné čerpadlo vestavěný ohřívač
Vzduchové tepelné čerpadlo je často vybaveno přídavným elektrickým ohřívačem pro autonomní vytápění. A to vůbec nejsou vyhozené peníze pro regiony, kde může teplota vzduchu klesnout pod minus 15 stupňů Celsia. Pokud náhle nastanou silné mrazy, provoz tepelného čerpadla se stane neúčinným. A v tomto případě je lepší mít možnost vytopit budovu jiným způsobem, než zůstat v rychle ochlazujícím domě a čekat na oteplení.
Existuje další faktor, který ospravedlňuje dodatečné topné těleso. Je ekonomicky neodůvodněné instalovat systém zjevně většího výkonu, než je nutné. Tato “rezerva” bude neustále narážet do kapsy. A opravdu chladných dnů je v teplých oblastech velmi málo. Proto je lepší vyhodit malé množství peněz za nouzové vytápění najednou, než pravidelně platit za nespotřebovanou elektřinu.
Popis videa
Video ukáže, jak funguje tepelné čerpadlo, jehož princip činnosti je založen na příjmu tepla z vody:
Nejdůležitější znaky
Tepelné čerpadlo je vynikající alternativou k dnes využívaným přírodním zdrojům energie. Řeč je o plynu, pevných palivech a elektřině. V zájmu ochrany ekologie na planetě je nejvyšší čas přemýšlet o přechodu na high-tech zařízení, která přeměňují alternativní druhy energie na teplo.
Je pravda, že náklady na samotné zařízení i na uspořádání geotermálního systému pro vytápění domu jsou poměrně vysoké a ne každý si to může dovolit. Tento způsob vytápění vašeho domova je ale dosud nejekologičtější. Navíc je to docela ekonomické. Ale návratnost velké počáteční investice trvá několik let.
A pokud se rozhodne vybavit geotermální systém a použít tepelné čerpadlo, pak zbývá pouze vybrat, kterou odrůdu je lepší použít. Nejoblíbenější jsou vertikální půdní sondy. Mají velmi vysokou produktivitu.
Dobrou možností je využít teplo ze zásobníku. Ale ne každý má to štěstí, že bydlí v jeho blízkosti. A vzduchová tepelná čerpadla mají spoustu výhod, ale jen s výhradou. V ideálním případě je pro ně vhodné pouze teplé klima.
