Energie z přírody a jak ji získávat
Úsporné a ekologické bydlení nabývá stále větší význam. Hledají se řešení, jak šetrně přistupovat k životnímu prostředí, jak využívat přírodu a její zdroje k životu a současně nevyhazovat peníze z domácího rozpočtu ven oknem. Do popředí se dostávají obnovitelné zdroje energie. Díky nim je možno snižovat závislost na fosilních palivech, neškodit přírodě a v neposlední řadě i výrazně šetřit. Významným zdrojem energie jsou tepelná čerpadla.
Jedním z optimálních řešení vytápění je tepelné čerpadlo
Dokáže zajistit dostatek tepla pro rodinný dům, činžovní dům i průmyslový objekt. V důsledku nízkých tepelných ztrát je pro tepelná čerpadla nejvýhodnější nízkoteplotní otopná soustava - podlahové nebo stěnové vytápění. V současnosti však díky neustálému vývoji technologií lze čerpadla používat u všech topných systémech.
Přednosti tepelných čerpadel
Tepelná čerpadla jsou zařízení, která odebírají teplo z okolního prostředí, transformují ho z nižší teplotní úrovně na vyšší a dále předávají otopným tělesům na vytápění či přípravu teplé vody.Pozornost široké veřejnosti si tepelná čerpadla získávají zejména díky svým ekonomickým výhodám. Ekonomickou a energetickou účinnost systému je však třeba hodnotit vzhledem ke konkrétním klimatickým podmínkám, délce provozu během roku a také způsobu využívání získané tepelné energie. Čím větší energetické nároky rodinný dům má, tím výrazněji pocítíte úspory.Vytápění tepelným čerpadlem je až o 2/3 úspornější než vytápění tradičními zdroji, a navíc díky němu získáte nezávislost na vytápění fosilními palivy. Kromě ekonomické efektivity je nezanedbatelnou předností tohoto způsobu vytápění ohleduplnost k životnímu prostředí.Používáním tepelných čerpadel totiž můžete výrazně snížit emise skleníkových plynů a dalších škodlivin v ovzduší.
Nízká spotřeba elektrické energie
V našich podmínkách není používání tepelných čerpadel zatím tak běžné jako v zahraničí.Postupně však roste zájem o tento způsob vytápění i u nás. Tepelné čerpadlo pracuje na principu chladícího termodynamického oběhu. Čerpadlo odebírá jinak nevyužitelné nízkopotenciální teplo z přírody nebo průmyslové činnosti a přeměňuje jej pomocí elektrické energie na teplo. Takto vytvořené teplo s vyšším potenciálem lze používat pro různé účely - přípravu teplé vody, vytápění nebo různé technologické ohřívací procesy. Tepelné čerpadlo, které spotřebuje 1 kWh elektrické energie, dodá tři až pětkrát více energie ve formě tepla. Aby čerpadlo bylo účinné a jeho využívání efektivní, musí se správně dimenzovat. Výkon tepelného čerpadla není třeba instalovat na 100% tepelných ztrát objektu. Postačí dimenzování na 70%, zbytek ztrát pokrývá doplňkový zdroj tepla. Instalace výkonu na 100% tepelných ztrát je nevýhodná, protože by se zvýšily investiční náklady a snížila úspora provozních nákladů. Podle způsobu odvodu tepla buď z vody, vzduchu nebo země rozdělujeme tepelná čerpadla na tři základní typy: voda - voda, vzduch - voda a země - voda. Při výběru vhodného čerpadla musíte zvážit své možnosti čerpání primárního zdroje, jaký výkon vytápění požadujete a jaký je příkon elektrické energie.
Způsoby získávání energie z vody
Tepelné čerpadlo voda - voda umožňuje získávat tepelnou energii z podzemní vody prostřednictvím studny nebo z povrchové vody z jezera, rybníků a řek. Na to, abyste mohli získávat tepelnou energii čerpáním ze studniční vody, musíte mít vhodné hydrogeologické podmínky a také dostatečnou vydatnost podzemní vody (pro rodinný dům musí dosahovat 0,5 l / s). Přesto, že v určitých oblastech není dostupný dostatečně silný zdroj spodní vody, ve srovnání s jinými topnými systémy můžete s tepelným čerpadlem voda - voda dosáhnout značné úspory. Nevýhodou je potřeba dostatečného zdroje tepla a dvou studní, jedné čerpací a druhé vsakovací. Výhodou tohoto systému jsou nižší počáteční finanční náklady v porovnání s náklady, které je třeba vynaložit na vrty při tepelném čerpadle země - voda. Tepelnou energii můžeme získávat i z povrchové vody. V tomto případě ukládáme kolektor z plastových trubek na dno řeky nebo rybníka. Vzhledem k tomu, že zásoby povrchové vody na našem území nejsou dostatečné, není tento způsob velmi výhodný.
Jak funguje čerpadlo voda - voda?
Voda je relativně stabilní zdroj tepla s vyšší teplotou (7 až 12 ° C). Předností čerpadel pracujících na principu voda - voda je vysoký faktor vytápění, protože dosahují maximální teplotu topné vody 62 ° C. Fungují již při teplotách vody od 4 do 20 ° C. Tepelné čerpadlo voda - voda odebírá ze zdroje (většinou ze studny, ale i z řeky nebo rybníka) vodu. Voda prochází výměníkem čerpadla, kde se odebere část jejího tepla. Takto ochlazená voda se vrací zpět do země druhou studnou (vsakovací). Mezi zdroji vody je třeba dodržet minimální vzdálenost, a to 10 m. Oproti elektrickému vytápění dosáhnete až 80% úspory finančních nákladů, takže investice vložená do tepelného čerpadla voda - voda se vrátí zakrátko čas.
Jednoduchá a rychlá instalace čerpadla vzduch - voda
Výhodnou investicí je tepelné čerpadlo pracující na principu vzduch - voda. Jelikož se vzduch nachází všude kolem nás, nemusíte při tomto typu čerpadla budovat nákladný zdroj tepla. Tento systém lze realizovat bez omezení, přičemž montáž je snadná a rychlá. Určitě oceníte skutečnost, že tepelné čerpadlo vzduch - voda může pracovat s teplotou venkovního vzduchu od -20 do 35 ° C, přičemž dosahuje maximální teplotu topné vody 55 ° C. Výhodou tohoto typu jsou nižší počáteční finanční náklady a na druhé straně je nevýhodou klesající výkon čerpadla při snižování teploty venkovního vzduchu. Účinnost čerpadla se začíná postupně snižovat při teplotě - 5 ° C, proto se doporučuje vytápět záložním zdrojem tepla. Některé typy tepelných čerpadel mají již přímo zabudované přídavné elektrické topení v podobě elektrické spirály. V přechodných obdobích, kdy teplota vody a země je oproti teplotě vzduchu nižší, je však tento typ čerpadla nejúčinnější. Předností tepelného čerpadla typu vzduch - voda je také možnost jeho instalace kdekoliv, rozhodně na to nepotřebujete velký pozemek.
Dva druhy čerpadel vzduch - voda
Tepelná čerpadla vzduch - voda jsou v porovnání s ostatními topnými systémy s vysokým topným faktorem úsporné. Rozlišujeme kompaktní tepelná čerpadla a takzvané split systémy. Kompaktní jednotky mají vestavěný deskový výměník, ze kterého se dá přímo napojit přes akumulační zásobník na rozvod ústředního vytápění. Jelikož se celá jednotka nachází v interiéru, není potřeba rozvod chránit proti zamrznutí vody. Split systémy se skládají z venkovní a vnitřní jednotky. Venkovní jednotku, kterou se doporučuje instalovat na volném prostranství, nejlépe na nejteplejším místě (na střeše či mimo objekt), tvoří kompresor, ventilátor a výparník. Ventilátor nasává vzduch do výparníku, který odebírá tepelnou energii a potrubím ji vede do vnitřní části. V tomto případě je třeba rozvod chránit proti zamrznutí.Vnitřní jednotka je umístěna ve vhodném vnitřním prostoru, nejlépe v kotelně, strojovně či provozní místnosti, a je propojena s vnější jednotkou do jednoho okruhu. Získané nízkopotenciální teplo vnitřní jednotka transformuje na vyšší tepelnou úroveň a předává ji topnému systému. Největší výhodou split systému je, že hluk z kompresoru zůstává mimo objekt.
Stabilním zdrojem tepla je zem
K nejstabilnějším zdrojům tepla patří zem, protože už při hloubce minimálně 80 cm nezamrzá.Tepelné čerpadlo země - voda využívá jako zdroj tepla zem. To je možné díky oběhovému okruhu naplněnému solankou (nemrznoucí směsí). Tepelné čerpadlo země - voda zabezpečuje přenos tepla buď prostřednictvím plošného kolektoru z plastových trubek uloženého v zemi vodorovně, nebo ve vertikálních vrtech. Finančně nenáročnější je vodorovné (plošné) uložení, které však vyžaduje rozsáhlejší výkopové práce a větší pozemek. Navíc, na místě, kde je kolektor umístěn, nelze stavět. Obecně se dá říci, že na 1 kW výkonu tepelného čerpadla potřebujete asi 30 m2 pozemku. Při instalaci potrubí je třeba dodržet vzájemnou vzdálenost potrubí 1 m a hloubku uložení potrubí do země 1,5 až 2 m. Při vertikálních vrtech nepotřebujete velký pozemek, ale vrtné práce jsou poměrně nákladné. Hloubka vrtů se pohybuje v rozpětí 50 až 120 m a závisí na výkonu čerpadla a geologických poměrech. Na 1 kW výkonu tepelného čerpadla potřebujete přibližně 10 až 12 m vrtu.
Fungování tepelného čerpadla země - voda
spočívá v předávání tepla z půdy pomocí nemrznoucí směsi, která cirkuluje v kolektoru. Cirkulující voda se při průchodu zemním kolektorem ohřívá a putuje do výměníku tepelného čerpadla. Voda se ochlazuje ve výparníku a odebrané teplo se odevzdává dále. Pamatujte na to, že tento proces zem podchlazuje a způsobuje její pomaleji rozmrzání. Podchlazení země může ohrozit nejen pěstovanou zeleninu či jiné rostlinstvo, ale i dům. Pro tepelná čerpadla je optimální jílovitá půda, která dobře vede teplo.Tepelné čerpadlo země - voda je schopno ohřát topnou vodu až na 62 ° C a pracuje při teplotách zdroje od -10 do 20 ° C. Pořízením tepelného čerpadla země - voda můžete dosáhnout až 70% úspory energie potřebné na vytápění.