ecoduc.eu

Teplo zo vzduchu, vody a zeme !

Čo je tepelné čerpadlo? Načo slúži?

Ako funguje?

Výber vhodného typu...

Aké má výhody a nevýhody ?

Čo je tepelné čerpadlo?

Používate doma mrazničku alebo chladničku? Určite áno. Slúžia na zníženie teploty vo vymedzenom priestore zariadenia oproti teploty okolitého prostredia. Kde sa odčerpané teplo stratilo? Nestratilo sa, odovzdalo sa okoliu cez výmenník tepla v zadnej časti konštrukcie. Mali ste už pocit, že zo zadu chladničky sála teplejší vzduch než je v miestnosti?

Ako už názov "tepelné čerpadlo" naznačuje, teplo "odčerpáva" z okolitého prostredia (vzduchu, vody, zeme). Znamená to, že tepelné čerpadlo  je zariadenie, ktoré teplo nevyrába.

Tepelné čerpadlo funguje podobne. Odčerpáva z okolia teplo a dopraví do vykurovacieho - chladiaceho okruhu. Je to elektrický spotrebič s účinnosťou 98-99%. Podľa konštrukcie sa tepelné čerpadlá delia na absorbčné a kompresorové. 

Ako funguje ? 

Mesto Štokholm vo Švédsku je vykurované tepelnými čerpadlami ! Až 90% nových domov sú vykurované tepelnými čerpadlami.

Tepelné čerpadlá pracujú na podobnom princípe ako chladnička. Chladnička teplo odoberá z vnútorného uzatvoreného priestoru a odovzdáva okoliu, kým tepelné čerpadlo odoberá teplo z okolia (vzduch, podzemná voda, povrchová voda, termálna voda, pôda a technologický proces, kde sa akumuluje nízkogradientné teplo) a odovzdáva ho vode vo vykurovacom systéme objektu.
Hlavnou súčasťou tepelného čerpadla je vysokotlakový kompresor poháňaný elektromotorom.
Výparník TČ sa ohrieva teplom z okolia (vzduch, voda, pôda, atď.), čím chladivo mení svoje skupenstvo z kvapaliny na plyn. Plynné chladivo kompresor stláča, čím sa súčasne ohrieva a nakoniec v kondenzátore odovzdá teplo vode. Po odovzdaní tepla sa chladivo opäť skvapalní a prúdi naspäť do výparníka a cyklus sa začína znova.
Všeobecne je možné povedať, že tepelné čerpadlo dodáva cca 3-5 krát viac tepla ako je jeho spotreba (na pohon elektromotora kompresora), t.j. topný faktor (COP) = 3 - 5 v závislosti od konkrétnych podmienok prevádzkovania.

Výber vhodného typu TČ:

Všeobecne platí, že čím je nižšia tepelná strata budovy (t.j. má dobré tepelnoizolačné vlastnosti, viď. KSÚNE), tým sú nižšie nároky na výkon TČ a následne nižšie obstarávacie náklady zariadenia. Ďalšie dôležité kritérium pre výber typu (vzduch - vzduch, vzduch - voda, voda - voda, pôda - voda) je dostupnosť zdrojov nízkogradientného tepla.
V klimatických podmienkach Slovenska je na celom území použiteľný len systém vzduch - voda. Nevýhodu má, že poklesom teploty vzduchu klesá účinnosť COP (Coeficient of Performance) a pod -10 °C je obmedzená aj funkčnosť tepelného čerpadla tvorbou námrazy na povrchu výparníka.
Využívanie podzemnej alebo povrchovej vody závisí od dostupnosti a kvality, prípadne aj od možností nakladať s vodami. Teplota vody má byť viac ako 9,0 °C. Pre TČ s výkonom 10 kW je potrebný stály prietok vody 2,7 - 3,0 m3/h. Doba prevádzky TP sa volí 10-14 hod/deň.

Využívanie tepla z pôdy (Zeme) závisí od dostupnosti pozemku. Približne 300 m2 plochy treba na 15 kW výkonu (závisí to aj od tepelnej vodivosti zeme, t.j. hydrogeologických podmienok).

Výhody a nevýhody

• v súčasnosti šetrí až 75% nákladov na vykurovanie, mení sa od cien plynu a elektriny
• prevádzka tepelného čerpadla produkuje nižšiu emisiu skleníkových plynov do ovzdušia
• prevádzka je čistá a komfortná
• prevádzka je bezpečná                                     
• Nevýhodou sú vyššie náklady na zriadenie kolektorovej slučky v zemi pre tepelné čerpadlo typu zem-voda. Výhodou systému pôda - voda je neobmedzené používanie počas celého roka bezohľadu na miestne klimatické a hydrogeologické podmienky.
  
  Ako je vidieť KSÚNE je originálnym prostriedkom na výber optimálneho riešenia vykurovania budov a objektov.
  Kedže môže nahradiť tradičné zdroje energií až v rozsahu 100 % (po odpočítaní spotreby elektrickej energie na pohon kompresora je to až 80 %) a okrem toho užívateľ nie je vystavený neustálemu zvyšovaniu cien energií.
  Nároky na údržbu a opravu TČ sú približne rovnaké v porovnaní napríklad s plynovým kotlom. Pri novo projektovaných objektoch odpadá aj investícia do tradičných systémov čo výrazne znižuje náklady obstarania (napr. nie sú potrebné plynové prípojky, plynomer, plynový kotol, komín atď. podľa rozsahu voľby systému).
  Ďalším prínosom je, že neprodukuje vôbec exhaláty (ak spotrebovaná elektrická energia bola vyrobená v JE, vo vodných elektrárňach a pod.). Neznamená žiadne nebezpečenstvo na zdravie ľudí (napr. otrava spalinami, výbuch plynu).