Praktické využitie tepelných čerpadiel vzduch – voda v praxi
Tepelné čerpadlo pracuje je v podstate také isté zariadenie ako chladnička, ktorá odoberá teplo z potravín a na zadnej časti sa vychladzuje. Pracuje teda na rovnakom princípe len s omnoho vyšším výkonom. Odoberá teplo z vonkajšieho prostredia a v hydraulickom systéme ho premieňa na teplo. V prípade systému vzduch - voda ide o kompaktnú jednotku s výparníkom aj výmenníkom umiestnenú v exteriéri napr. vedľa objektu. Teplovodné sústava s obehovým čerpadlom zabezpečuje následne transport tepla do vykurovacej sústavy (podlahové kúrenie, stenové sálanie alebo fan-coil a pod - nízkoteplotný systém).
Na Slovensku sú pre tepelné čerpadlá typu vzduch - voda ideálne klimatické podmienky. Vzhľadom k priemernej teplote vzduchu počas vykurovacej sezóny (min. +3 °C) a schopnosti úsporne vykurovať aj pri vonkajšej teplote -12 °C, je ich priemerný výkon rovnaký ako pri systémoch voda - voda, ktorých realizácia je ale technicky omnoho náročnejšia a teda aj podstatne drahšia. Vzduch je ako zdroj tepla najdostupnejší a z ekologického hľadiska aj najvýhodnejší. Teplo odobrané zo vzduchu je totižto vrátené späť tepelnými stratami objektu.
Výhody tepelných čerpadiel vo vyhotovení vzduch-voda:
• Zaujímavá vstupná investícia a rýchlejšia návratnosť
• Žiadne nákladné zemné vrty ani kolektory, žiadna rozkopaná záhrada, žiadne problémy s odvodom prečerpanej vody
• Rýchla, jednoduchá a teda lacnejšia montáž
Tepelné čerpadlo vzduch - voda je ideálnym riešením rovnako pre novostavby ako aj do rekonštruovaných starších objektov a ich existujúcich vykurovacích sústav. Systémy s tepelnými čerpadlami vzduch-voda sa spravidla dimenzujú na plnú tepelnú stratu objektu pri danej teplote (-12 °C). Pri tejto teplote sa berie do úvahy aj výkon daného typu tepelného čerpadla. Je preto nevyhnutné navrhnúť presne taký typ tepelného čerpadla, aby túto tepelnú stratu z najväčšej možnej miery pokryl. Elektrodohrev alebo iný existujúci bivalentný zdroj sa využije v prípade, ak si to praje zákazník, ako záložný zdroj tepla v prípade nepredvídanej odstávky tepelného čerpadla, alebo napr. pre trvalé extrémne dlhotrvajúce mrazy.
V prípade, že je tepelná strata objektu výrazne vyššia ako je výkon tepelného čerpadla, navrhuje sa tepelné čerpadlo druhé najlepšie rovnakej výkonnosti. Snahou je pritom docieliť, aby bol v priebehu vykurovacej sezóny dosiahnutý čo najlepší faktor COP. Naviac je možné navrhnúť k takémuto systému aj systém tzv. dvojzónový - prípad zapojenia vykurovacej sústavy jedného tepelného čerpadla a napr. elektrokotol. Tak sa priemerný COP značne znižuje, čo sa následne prejaví zvýšením platieb za elektrickú energiu. Rovnako je potrebné zvážiť návratnosť systému dvoch tepelných čerpadiel alebo systému kombinácie tepelného čerpadla s doohrevom (elektrokotol, plynový kotol a pod.). Čím lepšie sa vykurovací systém nadimenzuje, tým nižšia bude teplota vykurovacej vody na výstupe z tepelného čerpadla a tým bude aj vyšší COP v priebehu vykurovacej sezóny.
Koľko v skutočnosti ušetrí tepelné čerpadlo?
Jeden príklad úspor pri vykurovaní objektu strednej veľkosti (porovnanie plynového kotla a tepelného čerpadla). Ide o rodinný dom s tepelnou stratou 8 kW pri (-12 °C) a so spotrebou elektrickej energie do 4 000 kWh/rok. Investičné náklady na vykurovací systém s tepelným čerpadlom sú porovnateľné so systémom plynového centrálneho vykurovania. Pre použitie tepelného čerpadla vo vykurovacom systéme s teplotným spádom 50/45°C sú dané výkony o cca 10/20 % nižšie t.j. tepelné čerpadlo HI10AV s výkonom 10 kW má v takomto systém a pri takýchto podmienkach niečo medzi 7 - 8 kW tepelného výkonu.
Pri monovalentnom dimenzovaní tepelného čerpadla je ďalej nutné zahrnúť tieto rezervy: 20 % rezerva pre prevádzku s námrazou a -15 % rezerva pre energiu potrebnú na rozmrazovanie + doba preklenutia času pri rozbehu na plný výkon. V prípade, že súčasťou vykurovacej sústavy je aj iný zdroj (krbová vložka, piecka a pod.), je možné vyššie uvedené rezervy určené pre spomínané monovalentné dimenzovamie s ohľadom na výkon daného ďalšieho zdroja a požiadavkami zákazníka upraviť alebo úplne vypustiť.
Podľa reálnych analýz je z dlhodobého hľadiska najvýhodnejšie kombinovať vykurovací systém s tepelným čerpadlom aj s prípravou pitnej vody. Takýto systém pracuje v priaznivom režime a prináša želaní efekt už v relatívne krátkom čase.
Obrázok: Príloha: „Hydraulické zapojenie"
(01) - Solárna obehová sústava, (02) - Bronzové obehové čerpadlo, (03) - Obehové čerpadlo, (04) - Expanzomat - tlaková nádoba, Okruh (A) - Nemrznúca zmes, Okruh (B) - Bazénová voda
Úspory takéhoto systému s tepelným čerpadlom pre objekt s takouto tepelnou stratou sa môžu v porovnaní so systémom s plynovým kotlom vyšplhať až na hodnotu 1 000 € a oproti systému s elektrokotlom až na 1 200 €. Za celú životnosť tepelného čerpadla (20 rokov) sa môže celkovo ušetriť až 30 000 €. Pochopiteľne pri zvýhodnenej tarifikácii za elektrickú energiu.
Ing. Richard Demo, NETsystems, a.s.
Aktuálne vydanie
Partnerské periodiká
Copyright © 2008 TechPark, o.z. | Všetky práva vyhradené | Realizácia: Webmax