Moderní tepelné čerpadlo vzduch-voda je mimořádně užitečné zařízení. I když se venkovní teplota blíží nule, může úspěšně vytápět poměrně velké místnosti. Pokud se tepelná čerpadla typu „země-voda“ nebo „voda-voda“ instalují snadněji v soukromém domě s prostorným pozemkem, lze model „vzduch-voda“ snadno nainstalovat do měst budovy, obytné i kancelářské.
- 2 Výhody a nevýhody takového vytápění
- 3 Algoritmus pro sestavení domácí jednotky
- 4 Několik slov o výpočtech výkonu
- 5 Správná technologie údržby
Co potřebujete vědět
Můžete říci, že jelikož jsou tepelná čerpadla tak účinná, proč jsou tak špatně používána. Celá věc spočívá ve vysokých nákladech na vybavení a instalaci. Z tohoto prostého důvodu mnoho lidí toto řešení odmítá a volí například elektrické nebo uhelné kotle. Přesto se neoplatí zahodit tuto možnost z mnoha důvodů, které určitě uvedeme v tomto článku. Jakmile jsou tepelná čerpadla nainstalována, stávají se velmi ekonomickými, protože využívají zemní energii. Čerpadlo zemního zdroje je 3 v 1. Kombinuje nejen topný kotel a systém teplé vody, ale také klimatizaci. Podívejme se blíže na toto zařízení a zvažte všechny jeho silné a slabé stránky.
Vnější část
Venkovní jednotka tepelného čerpadla je umístěna za vzduchotěsnými žaluziemi. Je dostatečně velký a vypadá jako průmyslová klimatizace. V zimě tělo čerpadla zamrzne a je pokryto hustou sněhovou vrstvou. Jedná se o proces stanovený v jeho práci - podle svých interních algoritmů zařízení pravidelně odmrazuje a úplně roztaje. Poté se vše opakuje.
Princip jednotky
Princip činnosti tepelného čerpadla pro vytápění je založen na využití potenciálního rozdílu tepelné energie. Proto lze takové zařízení použít v jakémkoli prostředí. Hlavní věc je, že jeho teplota je nejméně 1 stupeň Celsia.
Máme chladicí kapalinu, která se pohybuje potrubím, kde se ve skutečnosti ohřívá o 2-5 stupňů. Poté chladicí kapalina vstupuje do tepelného výměníku (vnitřního okruhu), kde uvolňuje shromážděnou energii. V tomto okamžiku je ve vnějším okruhu chladivo, které má nízkou teplotu varu. Podle toho se mění na plyn. Při vstupu do kompresoru je plyn stlačován, v důsledku čehož se jeho teplota ještě zvyšuje. Poté plyn jde do kondenzátoru, kde ztrácí teplo a předává jej do topného systému. Chladivo se stává kapalným a proudí zpět do vnějšího okruhu.
Tepelné čerpadlo země: čím nižší výkon, tím levnější instalace.
Investiční náklady jsou přímo úměrné tepelné kapacitě zařízení. Proto, navzdory skutečnosti, že faktor účinnosti čerpadla pro spodní vodu neklesá s příchodem silného mrazu, stojí za zvážení použití tepelného čerpadla v bivalentním systému.
Nejjednodušší je vybavit jej elektrickým průtokovým ohřívačem vody (zpravidla se nabízí jako dodatečné vybavení - pro instalaci do skříně tepelného čerpadla). Poté se určí bivalenční bod a určí se pro něj požadovaný tepelný výkon čerpadla.
Pokud čerpadlo dokáže vytápět dům nacházející se ve III. Klimatickém pásmu a předpokládá se, že jej může elektrický ohřívač přemístit pod teplotu venkovního vzduchu -10 stupňů Celsia, může být jeho tepelný výkon o 25% menší než návrhová tepelná zátěž.Náklady na výrobu pozemního výměníku tepla budou o stejnou částku nižší.
V tomto příkladu je místo výkonu 10,9 kW dostačujících 8,2 kW. A v tomto ohledu může mít plocha horizontálního výměníku tepla 410 m2 místo 545 m2 a hloubka vertikálního je 164 m místo 218 metrů. Kromě nižší ceny je proto výhodou také méně místa.
Stručně o typech tepelných čerpadel
Dnes je známo několik populárních návrhů geotermálních čerpadel. V každém případě však lze jejich princip fungování srovnávat s prací chladicích zařízení. Proto lze čerpadlo v létě bez ohledu na typ použít jako klimatizační zařízení. Tepelná čerpadla jsou tedy klasifikována podle toho, kde mohou čerpat teplo z:
- Ze země;
- Z nádrže;
- Do vzduchu.
První typ je nejvýhodnější v chladných oblastech. Faktem je, že teplota vzduchu často klesá na -20 a níže (například Ruská federace), ale hloubka zamrzání půdy je obvykle zanedbatelná. Pokud jde o nádrže, nejsou všude a není příliš vhodné je používat. V každém případě je lepší zvolit pro vytápění domu tepelné čerpadlo země. Trochu jsme prozkoumali princip fungování jednotky, takže jdeme dále.
Tepelné čerpadlo Cooper & Hunter NORDIC PREMIUM (invertor)
Popis řady NORDIC PREMIUM
Třída A ++- zvětšené tělo pro vyšší produktivitu a vyšší účinnost;
- elegantní LED displej, neviditelný, když je zařízení vypnuté;
- Řízené plynulou regulací, rychlost ventilátoru je nastavitelná v rozsahu 1% - 100% od minimální po maximální rychlost;
- rozsah provozních teplot: od + 18 ° C do + 48 ° C pro chlazení, od -23 ° C do + 24 ° C pro vytápění.
ceník tepelných čerpadel řady NORDIC PREMIUM v Petrohradě
| Modelka | Plocha pokoje, m2 | Produktivita, kW | Spotřeba elektřiny, kW | Cena, rub | ||
| Studený | teplo | Studený | teplo | |||
| CH-S09FTXN-PS (PW) | až 25 | 2.64 | 3,00 | 0,56 (0,06-1,45) | 0,59 (0,14-1,55) | 61275 str. - (PS - stříbrný) 64575 str. - (PW - bílá) |
| CH-S12FTXN-PS (PW) | až 35 | 3,52 | 3,90 | 0,77 (0,06-1,56) | 0,80 (0,1-1,65) | 62250 RUB - (PS - stříbrný) 67800 str. - (PW - bílá) |
| CH-S18FTXN-PS (PW) | až 55 | 5,30 | 5,60 | 1,19 (0,10-2,46) | 1,19 (0,20-2,30) | |
| CH-S24FTXN-PS (PW) | až 70 | 6,60 | 6,80 | 1,50 (0,10-2,80) | 1,45 (0,21-2,50) | |
„Podzemní voda“: jak nejlépe ji umístit?
Získávání tepla ze země je považováno za nejvhodnější a nejracionálnější. To je způsobeno skutečností, že v hloubce 5 metrů prakticky nedochází k žádným výkyvům teploty. Jako nosič tepla se používá speciální kapalina. To se běžně nazývá solanka. Je zcela šetrný k životnímu prostředí.
Pokud jde o metodu umístění, tj. Horizontální a vertikální. První typ se vyznačuje tím, že plastové trubky, představující vnější obrys, jsou položeny vodorovně na náměstí. To je velmi problematické, protože pokládací práce musí být prováděny na ploše 25-50 metrů čtverečních. V případě vertikálních vrtů jsou vyvrtány vertikální vrty v hloubce 50–150 metrů. Čím hlouběji jsou sondy umístěny, tím efektivnější bude geotermální tepelné čerpadlo fungovat. Už jsme uvažovali o principu fungování a nyní budeme hovořit o důležitých detailech.
Mobilní tepelná čerpadla Cooper & Hunter
Mobilní klimatizace, nízká hlučnost, ochrana proti požáru, 5 úrovní ochranného nátěru „V-protect“,
Popis řady MOBILE
- „Cold Plasma“ - nová generace celkové technologie čištění vzduchu;
- Speciální design pro profesionální instalace;
- Větší zdroje práce;
- Nízká hladina hluku;
- Nejvyšší třída energetické účinnosti A;
- Kompaktní lakonický design;
- Zobrazení aktuálního denního času na dálkovém ovladači;
- Kompaktní hi-tech design
ceník mobilních tepelných čerpadel Cooper & Hunter
| Modelka | Plocha pokoje, m2 | Produktivita, kW | Spotřeba elektřiny, kW | Cena, rub | ||
| Studený | teplo | Studený | teplo | |||
| CH-M09K6S | až 25 | 2,64 | 2,64 | 38900 | ||
| CH-M12K6B | až 35 | 3,52 | 3,52 | 55500 | ||
| CH-M12K7S | až 35 | 3,52 | 3,52 | 55500 | ||
| CH-M10K7B | až 30 | 2,93 | 2,93 | 48500 | ||
| CH-M10K7S | až 30 | 2,93 | 2,93 | 48500 | ||
Klimatizaci s tepelným čerpadlem Cooper a Hunter si můžete koupit v naší kanceláři v Petrohradě. Ceny klimatizací s tepelným čerpadlem Cooper a Hunter jsou uvedeny výše. Je také možné zakoupit tepelné čerpadlo-klimatizace Cooper a Hunter s instalací.
Tepelné čerpadlo "voda-voda": princip činnosti
Rovněž se okamžitě nezbavte možnosti využití kinetické energie vody. Faktem je, že ve velkých hloubkách zůstává teplota poměrně vysoká a pohybuje se v malém rozsahu, pokud k tomu vůbec dojde. Můžete jít několika způsoby a použít:
- Otevřené vodní plochy, jako jsou řeky a jezera.
- Podzemní voda (studna, studna).
- Odpadní voda z průmyslových cyklů (přívod zpětné vody).
Z ekonomického a technického hlediska je nejjednodušším způsobem nastavit provoz geotermálního čerpadla v otevřené nádrži. Zároveň neexistují žádné významné strukturální rozdíly mezi čerpadly „půda-voda“ a „voda-voda“. V druhém případě jsou trubky ponořené do otevřené nádrže napájeny zátěží. Pokud jde o využívání podzemní vody, je návrh a instalace složitější. Pro vypouštění vody je nutné přidělit samostatnou studnu.
Princip fungování tepelného čerpadla vzduch-voda
Tento typ čerpadla je považován za jeden z nejméně účinných z různých důvodů. Za prvé, v chladném období teplota vzduchových hmot výrazně klesá. To nakonec vede ke snížení výkonu čerpadla. Možná nebude schopen zvládnout vytápění velkého domu. Zadruhé, design je složitější a méně spolehlivý. Náklady na instalaci a údržbu jsou však výrazně sníženy. Důvodem je skutečnost, že na své letní chatě nepotřebujete nádrž, studnu a nemusíte kopat příkopy pro potrubí.
Systém je umístěn na střeše budovy nebo na jiném vhodném místě. Stojí za zmínku, že tento design má jedno významné plus. Spočívá v možnosti využití výfukových plynů, vzduchu, který opět opouští místnost. To může kompenzovat nedostatečnou kapacitu zařízení v zimě.
Závěry založené na výsledcích použití
Celý ventilační a topný systém na klíč stál asi 280 000 rublů. Zde je třeba vzít v úvahu, že práce byla provedena na vlastní pěst, a při nákupu vybavení a materiálu byly maximálně využity talenty „vyřazovacích“ slev.
Mnozí nevěří, že v našich zeměpisných šířkách je možné ohřívat vzduch ohřátý elektřinou. Z vlastní zkušenosti můžeme říci, že je to skutečné. Takové systémy fungují a dokonce šetří peníze. Průměrné měsíční množství pro vytápění v naší zemi je 6000-8000 rublů. Ze zkušeností sousedů s domy podobné velikosti víme, že platí měsíčně 20 000 a 25 000 rublů. Ukazuje se, že všechny naše náklady na instalaci tepelného čerpadla vzduch-vzduch se plně vyplatí přibližně za 2 roky.
Čerpadla vzduch-vzduch a další
Taková zařízení jsou z méně důvodů ještě méně běžná než „vzduch-voda“. Jak jste asi uhodli, v našem případě se jako nosič tepla používá vzduch, který se ohřívá z teplejší vzduchové hmoty z prostředí. Existuje mnoho nevýhod takového systému, od nízké produktivity po vysoké náklady. Tepelné čerpadlo vzduch-vzduch, o kterém víte, není špatné jen v teplých oblastech.
I zde existují silné stránky. Za prvé, nízké náklady na chladicí kapalinu. Je pravděpodobné, že nebudete čelit úniku vzduchového potrubí. Zadruhé, účinnost takového řešení je v období jaro-podzim extrémně vysoká. V zimě je nepraktické používat vzduchové tepelné čerpadlo, jehož princip fungování jsme zvážili.
Výhody a nevýhody takového vytápění
Moderní tepelné čerpadlo vzduch-voda je účinné a umožňuje vám výrazně ušetřit na vytápění, protože:
- vzduch lze nazvat nejdostupnějším a nejlevnějším obnovitelným zdrojem;
- náklady na instalaci takové jednotky budou levnější než instalace jiných typů tepelných čerpadel (země-voda, voda-voda atd.) a celý proces je jednodušší a rychlejší;
- topení lze provádět i při záporných venkovních teplotách;
- zařízení pracuje téměř tiše;
- zajišťuje účinnou výměnu vzduchu uvnitř místnosti;
- instalaci lze ovládat v automatickém režimu.
Při konstrukci vzduchového tepelného čerpadla nemusíte vrtat studny ani provádět rozsáhlé výkopové práce, nemusíte stavět výměník tepla pro vnější okruh atd. Budete potřebovat dva malé kanály, kterými bude vzduch být přijata a poté vrácena ven. K tomu jsou v zemi položeny dvě malá izolovaná potrubí. Existují také modely, které takové potrubí nepotřebují.
Tepelné čerpadlo vzduch-voda bude vyžadovat velký ventilátor pro přívod vzduchu do výparníku. Lopatky ventilátoru musí být zakryty mřížkou
Existuje několik nevýhod tohoto designu, ale je třeba je vzít v úvahu. Přestože se věří, že vzduchové tepelné čerpadlo může fungovat efektivně po celý rok, je lepší jej používat v oblastech s mírnou a teplou zimou. Nedoporučuje se zapínat takové tepelné čerpadlo při teplotách pod -7 stupňů. Zároveň bude účinnost systému v zimě nižší než na jaře nebo na podzim. Ačkoli výrobci tvrdí, že průmyslové modely tohoto typu tepelného čerpadla mohou fungovat docela úspěšně i při -25 Celsia. V oblasti s drsným podnebím může být nejziskovější možností kombinace tepelného čerpadla a tradičního topného kotle, který se zapne, pouze když nastane silné chladné počasí.
Každé tepelné čerpadlo samozřejmě vyžaduje k provozu elektřinu. Za každý spotřebovaný kilowatt elektřiny vám zařízení umožní získat 3-4 kW přírodní energie. Proto je nakonec použití tepelného čerpadla k vytápění ekonomicky výhodné ve srovnání s náklady na vytápění na plyn, naftu, tuhá paliva nebo na vytápění pomocí elektrického kotle. Neměli byste však zapomínat na závislost systému na dostupnosti elektřiny.
Domácí tepelné čerpadlo
Studie ukázaly, že doba návratnosti zařízení přímo závisí na vytápěné ploše. Pokud mluvíme o domě o rozloze 400 metrů čtverečních, pak je to přibližně 2-2,5 roku. Ale pro ty, kteří mají menší bydlení, je docela možné použít domácí čerpadla. Může se zdát, že je těžké takové zařízení vyrobit, ale ve skutečnosti to tak není. Stačí si dokoupit potřebné součásti a můžete pokračovat v instalaci.
Prvním krokem je nákup kompresoru. Ten můžete vzít na klimatizaci. Stejným způsobem jej namontujte na stěnu budovy. Kromě toho je zapotřebí kondenzátor. Můžete si je postavit sami nebo si je koupit. Pokud použijete první metodu, budete potřebovat měděnou cívku o tloušťce nejméně 1 mm, která je umístěna v pouzdře. Může to být nádrž vhodné velikosti. Po instalaci je nádrž svařena a jsou provedena potřebná závitová připojení.
Tepelné čerpadlo Cooper & Hunter VERITAS
Novinka pro rok 2020! „CH 7-SKY Technology“ - komplexní filtrační systém založený na sedmi širokospektrálních filtrech, „CH SMART-ION Filter“ - nová generace technologie celkového čištění vzduchu, exkluzivní design vnitřní jednotky, provoz na chlazení až - 24 ° C pro zahřátí na -15 ° C Funkce "+ 8 ° C". Prémiové energeticky úsporné zařízení GENERATON IV (zvýšená kontrola kvality montáže a materiálů), podsvícení dálkového ovládání pro pohodlné použití ve tmě. Modul Wi-Fi pro ovládání pomocí smartphonu / tabletu. Pokročilý software, který optimalizuje provoz klimatizace v širokém rozsahu rychlostí kompresoru
Popis řady VERITAS
- Invertor třídy A ++;
- „CH 7-SKY Technology“ - komplexní filtrační systém založený na sedmi filtrech širokého spektra účinku;
- „CH SMART-ION Filter“ - nová generace technologie celkového čištění vzduchu;
- Teplotní rozsah efektivního provozu od -15 ° C do +24 ° C pro teplo, od -15 ° C do +48 ° C pro chlad;
- Prémiová energeticky úsporná kompletní sada "GENERATON V" (zvýšená kontrola kvality montáže a materiálů);
- Samočištění vnitřní jednotky;
- Širokoúhlé žaluzie, které pokrývají celý objem místnosti.
ceník tepelných čerpadel řady VERITAS v Petrohradě
| Modelka | Plocha pokoje, m2 | Produktivita, kW | Spotřeba elektřiny, kW | Cena, rub | ||
| Studený | teplo | Studený | teplo | |||
| CH-S07FTXQ | až 20 | 2,2 | 2,3 | 0,61 | 0,6 | 37350 |
| CH-S09FTXQ | až 25 | 2,6 | 2,8 | 0,72 | 0,73 | 42375 |
| CH-S12FTXQ | až 35 | 3,5 | 3,6 | 0,97 | 0,95 | 44925 |
| CH-S18FTXQ | až 55 | 5 | 5,3 | 1,43 | 1,38 | 63375 |
| CH-S24FTXQ | až 70 | 6,7 | 7,25 | 1,88 | 1,95 | 92400 |
Závěrečná část práce
V každém případě budete v konečné fázi muset najmout odborníka. Je to znalý člověk, který musí pájet měděné trubky, pumpovat freon a také poprvé spustit kompresor. Po sestavení celé konstrukce je napojena na vnitřní topný systém. Venkovní okruh je nainstalován jako poslední a jeho vlastnosti závisí na typu použitého tepelného čerpadla.
Nepřehlédněte tak důležitý bod, jako je výměna zastaralých nebo poškozených elektroinstalací v domě. Odborníci doporučují instalovat měřič o kapacitě nejméně 40 ampér, což by mělo stačit na provoz tepelného čerpadla. Nebude nadbytečné poznamenat, že v některých případech takové vybavení nesplňuje očekávání. To je způsobeno zejména nepřesnými termodynamickými výpočty. Aby se nestalo, že jste utratili spoustu peněz za vytápění a v zimě jste museli instalovat kotel na uhlí, obraťte se na důvěryhodné organizace s kladnými recenzemi.
Schémata oběhu chladicí kapaliny
Při provozu tepelného čerpadla (HP) se používají tři uzavřené okruhy, kterými cirkulují různé kapaliny / plyny - prostředky přenosu tepla. Každý z nich vykonává své vlastní funkce.
Smyčka pro zachycení potenciálu zdroje energie
Při příjmu vzduchu se používá umělé vyfukování skříně výparníku proudem vzduchu z ventilátorů.
Uzavřený cyklus teplonosné kapaliny pro přenos tepla do vodného média nebo zeminy se provádí potrubím, které spojuje cívku výparníku se sběračem zapuštěným do dna nádrže nebo zakopaným v zemi ve vzdálenosti přesahující zamrznutí půda v těžkém chladném počasí.
Jako nosič tepla se používají nemrznoucí kapaliny na bázi zředěných vodných roztoků alkoholu. Obvykle se jim říká „nemrznoucí směsi“ nebo „solanky“. Pod vlivem vyšší teploty (≥ + 3 ° C) stoupají k výparníku, přenášejí na něj teplo a po ochlazení (≈-3 ° C) jsou gravitací směrovány zpět ke zdroji energie a zajišťují nepřetržitou cirkulaci.
Vnitřní obrys
Cirkuluje ním chladivo na bázi freonu a „zvyšuje“ teplo na vyšší úroveň. Pod vlivem teploty postupně přechází do plynného a kapalného skupenství.
Vnitřní obrys obsahuje:
- výparník, který odebírá energii ze solanky a přenáší ji na freon, který současně vaří a stává se zředěným plynem;
- kompresor, který stlačuje plyn na vysoký tlak. Současně se teplota freonu prudce zvyšuje;
- kondenzátor, ve kterém horký plyn přenáší svou energii na chladivo výstupního okruhu a sám se ochlazuje a přechází do kapalného stavu;
- škrticí klapka (expanzní ventil), která snižuje freon v důsledku poklesu tlaku do stavu nasycené páry pro vstup do výparníku. Když chladivo protéká úzkým otvorem, tlak topného média klesá na počáteční hodnotu.
Výstupní obvod
Voda zde cirkuluje. Je zahříván v kondenzátorové spirále pro použití v konvenčním systému ohřevu kapaliny.U této metody dosahuje její teplota asi 35 ° C, což ji činí vhodnou pro použití v systému „Teplá podlaha“ s dlouhými linkami, které umožňují rovnoměrné přenášení generované energie na celý objem místnosti.
Používat pouze topná tělesa, která vytvářejí menší výměnu tepla s prostorem místností, není tak efektivní.
Bezpečnost a šetrnost k životnímu prostředí
Topení pomocí čerpadel popsaných v tomto článku je jednou z nejekologičtějších metod. Je to hlavně díky snížení emisí oxidu uhličitého do atmosféry a zachování neobnovitelných zdrojů energie. Mimochodem, v našem případě se používají obnovitelné zdroje, takže se nemusíte bát, že teplo najednou skončí. Díky použití látky, která vaří při nízkých teplotách, bylo možné realizovat reverzní termodynamický cyklus a s menším množstvím energie dostat do domu dostatečné množství tepla. Pokud jde o požární bezpečnost, pak je vše jasné. Neexistuje možnost úniku plynu nebo topného oleje, exploze, žádná nebezpečná místa pro skladování hořlavých materiálů a mnoho dalšího. V tomto ohledu jsou tepelná čerpadla velmi dobrá.
Provozní parametry zařízení
Silné mrazy v Moskevské oblasti jsou vzácné, zkušenosti ukazují, že teplota zřídka klesne pod -25 ° C. Bylo vypočítáno, že za takových podmínek bude čerpadlo, které produkuje 15 kW tepla, dostačující pro dům dostupné oblasti. Rozpočet systému nás stál asi 150 000 rublů.
Účinnost vzduchových čerpadel se také mění v závislosti na vnějších podmínkách. V našem případě se ukázalo, že při spotřebě 1 kilowatthodiny elektřiny systém produkoval 2-2,5 kW tepla. Je to minimální. Pokud je venku slabé tání s teplotou mírně nad nulou, vydává 3,5 kW tepla.
Dům je rovnoměrně ohříván teplým vzduchem, nejsou zde žádné radiátory ani teplé podlahy. Prostřednictvím rekuperátoru je do systému neustále přiváděn čerstvý venkovní vzduch.
Úkolem rekuperátoru je dodatečná úspora tepla. S jeho pomocí je vzduch přicházející z ulice ohříván vzduchem, který je násilně vyhozen z domu, například z koupelen. Požadovaná teplota v místnosti se nastavuje na dálkovém ovládání.
Automatické ovládání, v noci je teplota snížena pro větší pohodlí.
