Tepelné čerpadlo

Tepelné čerpadlo je energeticky najefektívnejší  dostupný zdroj energie, ktorý využíva teplo z okolitého prostredia na vykurovanie a prípravu teplej úžitkovej vody. Odvádza nízkopotenciálové teplo z prírody (zo zeme, vody, alebo vzduchu), alebo priemyslu (odpadné teplo) a  pomocou chladivového ohruhu ho premieňa na teplo s vyšším potenciálom, ktoré je prakticky využiteľné na vykurovanie, resp. ohrev vody. 

Našim cieľom je ponúknuť a dodať zákazníkovi spoľahlivé riešenie ktorého súčasťou je  moderné, funkčné a overené tepelné čerpadlo. Konštukčné prevedenie umožňuje jedniným zariadením vyrábať teplo i chlad.

Ponúkame Vám riešenie, nie jednotlivý produkt!

Navrhneme a dodáme Vám komplexný systém vykurovania a ohrevu teplej vody. Optimalizovnaý systém  z pohľadu investície, prevádzkových nákladov, komfortu, životnosti a úspor.

Prevádzka tepelného čerpadla závisí od typu tepelného čerpadla a prevádzkových podmienok vykurovacej sústavy.  Pri nízkoteplotných vykurovacích systémoch, podlahových, stenových, stropných, postačuje nižšia výstupná vykurovacia teplota, ktorá má enermoný vplyv na  nízke prevádzkové náklady. Tepelné čerpadlo je však možné napojiť i na klasický vykurovací systém s konvenčnými vykurovacími telesami.

Princíp činnosti kompresorového tepelného čerpadla:

Obnoviteľný zdroj tepla s nízkou energiou Qo a teplotou To (vzduch, voda ap., To je >-15°C pri vzduchu a >5°C u vody) odovzdá vo výparníku svoju energiu pracovnej látke, ktorá získa energiu Qv a vo forme pary postúpi do kompresora. Pary sa v kompresore stlačia, pritom sa okrem tlaku zvýši aj ich teplota. Ohriate pary s teplotou Tk a energiou Qk postupia do kondenzátora, kde odovzdajú svoju teplotu vode - táto dosiahne spravidla teplotu do 60°C - a ďalej ju využívame na vykurovanie, alebo ohrev vody pre domácnosti. Pracovná látka (para) v kondenzátore po odovzdaní teploty vode skondenzuje znovu na kvapalinu, ktorá cez redukčný ventil postupuje znova do výparníka a celý cyklus sa opakuje.
Efektívnosť tepelného čerpadla je daná faktom, že energia dodaná prostredníctvom kompresora < využiteľná energia vystupujúca zo systému

Efektívnosť tepelného čerpadla

Efektívnosť Tepelného čerpadla určuje výkonové číslo (tepelný faktor) E (eta)= Qk / Qkompr, označuje sa aj COP („coefficient of performance“) kde Qk je energia pracovnej kvapalnej látky po stlační v kompresore a Qkompr. je energia kompresora potrebná na stlačenie pracovnej látky. Etč je pritom vždy > 1 a dosahuje max. hodnotu 6, pre běžné účely sa pohybuje okolo 2,5 - 4. To znamená, že z 1kWh elektrickej energie, ktoré potrebuje tepelné čerpadlo pre svoju prevádzku sa vyrobí 2,5 - 4kWh tepla. Prakticky to znamená, že pri spotrebe 1 kWh energie môžme získať 2,5-4 kWh užitočného tepla - a to o teplote 60°C, čo je dostatočná teplota na použitie pre ohrev domácnosti a teplej vody (nejde o zázrak, ostatok energie sa získava z prírodných zdrojov - vody, vzduchu, ktoré akumulovali energiu zo slnka). Veľkosť tepelného faktoru závisí od vstupnej teploty nízkoteplotného zdroja, konečnej výstupnej teplote, na chemických a fyzikálních vlastnostiach chladiva, na technických parametroch tepelného čerpadla. Jeho hodnota sa vzťahuje k určitým prevádzkovýcm podmienkam (napr. tepelný faktor 3,5 pri vstupnej teplote 20°C a výstupnej teplote 50°C, tepelnom výkone 9 kW a elektrickom príkone 3 kW).

Účel použitia tepelných čerpadiel

• vykurovanie- vo všeobecnosti sú vhodné pre nízkoenergetické vykurovacie sústavy (napr. podlahové / stenové vykurovanie), ale súčasný vývoj ponúka tepelné čerpadlá s vyššími výkonmi, ktoré sú vhodné pre všetky typy rodinných domoch (nie len nízkoenergetické) a pre všetky typy vykurovacích sústav. Efektívnosť a úspory získané tepelným čerpadlom sa prejavia o to viac, o čo väčšie množstvo energie potrebujeme do nášho domu dodať.
• ohrev vody- tepelné čerpadlá sa používajú okrem vykurovania aj na ohrev vody, mnohé tepelné čerpadlá majú vstavaný zásobník teplej vody. Spravidla je ohrev vody uprednostnený pred vykurovaním, t.j. najprv tepelné čerpadlo ohreje teplú vodu a následne púšťa teplo do vykurovacej sústavy
• chladenie- čoraz častejšie sa integruje funkcia chladenia (za minimálneho navýšenia ceny tč), v tomto prípade tepelné čerpadlo dokáže pracovať "obrátene" - odoberá teplo z miestností a ochladzuje ho prostredníctvom pracovnej látky, ktorá odovzdáva teplo späť do prírody.
• monovalentná prevádzka- tepelné čerpadlo je jediným zdrojom tepla daného objektu počas jeho prevádzky celoročne,
• strong>bivalentná, paralelná prevádzka- tepelné čerpadlo sa zapne len pri vhodných podmienkach, kedy pracuje najefektívnejšie, v ostatných prípadoch je podporované pomocným zdrojom tepla (napr. kotlom). Pri bivalentnej, alebo paralelnej prevádzke je dôležitý "bod bivalencie [°C]", teda teplota vonkajšieho vzduchu, za ktorej sa tepelné čerpadlo zapína. Čím je bod prepnutia nižší, tým viac budova využíva tepelné čerpadlo a tým je vykurovací systém efektívnejší - na druhej strane, čím je teplota prepnutia nižšie, tým musí byť teplené čerpadlo dimenzované na vyšší výkon s čím súvisí aj potrebný väčší zdroj nízkopotenciálového tepla (napr. väčší zemný kolektor, viac zemných vrtov ap.)

Faktory vplývajúce na ekonomickú efektívnosť tepelného čerpadla

Pred začatím projektu na tepelné čerpadlo je potrebné rozmyslieť si niekoľko dôležitých faktorov:

• účel použitia- s tým súvisiaci potrebný výkon tepelného čerpadla, druh, funkcie, potreba pomocného tepelného zdroja a pod.
• vykurovací systém- pre tepelné čerpadlá sú najvhodnejšie nízkoteplotné vykurovacie systémy - napr. podlahové vykurovanie. Čím totiž znížime potrebnú výstupnú využitelnú tepelnú energiu zo systému tepelného čerpadla, tým tento systém pracuje efektívnejšie,
• zdroj nízkopotenciálneho tepla- okrem výdatnosti, čistoty a teploty zdroja (platí najmä u podzemnej vody) je potrebné zvážiť aj jeho vzdialenosť od miesta potreby. S tým súvisí potrebná
• počiatočná investícia- kladenie potrubí, množstvo trúbok, hĺbka vrtu, náklady na filtrovanie, čistenie vody ap.,
• prevádzková réžia- tu patria náklady na prevádzku kompresora a čerpadiel (spravidla elektrina), určenie výkonového čísla ? - čím menší je rozdiel medzi vyparovacou a kondenzačnou teplotou, tým efektívnosť tepelného čerpadla rastie. Určujúce sú zimné mesiace, keď teplota okolitého prostredia je najnižšia a potreba tepla najvyššia,
• variabilita systému- pre budúcnosť je potrebné počítať s možnými prestavbami, dostavbami objektu a s tým súvisiacimi zmenami v potrebe tepla,

Zásady pre výber tepelného čerpadla

• vykurovací faktor rôznych tepelných čerpadiel je potrebné porovnávať pre určité podmienky. Je potrebné vedieť, pri akej vstupnej teplote nízkopotenciálového tepla a výstupnej teplote využiteľného tepla bol vykurovací faktor meraný, tento sa totiž u tepelného čerpadla pri zmenách týchto veličín mení,
• ideálne je porovnávať vykurovací faktor celého vykurovacieho systému počas vykurovacej sezóny, nie len vykurovací faktor samotného tepelného čerpadla,
• výkon tepelného čerpadla je potrebné dať do súladu s projektovaným zdrojom nízkopotenciálového tepla, pre čo najlepšiu ekonomiku investície a prevádzky tento by nemal byť ani pod, ani predimenzovaný,

Ekonomickú a energetickú efektívnosť systému s tepelným čerpadlom je potrebné hodnotiť pre konkrétne podmienky, t.j. klimatické podmienky, prevádzková doba počas roku, spôsob využitia získanej tepelnej energie a pod.