Na návrhu a inštalácii solárnych systémov si treba dať ... - iDB Journal

idbjournal.sk

Na návrhu a inštalácii solárnych systémov si treba dať ... - iDB Journal

Zaujímavosti o tepelných čerpadlách (2)

Ilustračný obrázok

Vonkajšia teplota nad 10 °C a regulácia

Čerpadlo sa zapína a vypína alebo ide trvalo s minimálnym

výkonom? Mnohé vyspelé tepelné čerpadlá sú riadené na základe

výpočtov riadiacej jednotky podľa algoritmov definovaných výrobcom

a zostavených z pozorovaní a meraní počas niekoľko desiatok

rokov. V zásade nesmieme zabúdať ani na funkciu ekvitermickej

regulácie, ktorá na základe vývoja teploty vonkajšieho prostredia

prispôsobí reguláciu výkonu a aj zapína a vypína tepelné čerpadlo

s ohľadom na predpoklady kúrenia v blízkej budúcnosti. Pri riadení

tepelného čerpadla, jeho zapínaní a vypínaní je výkon, teda aktuálna

teplota len jednou z množstva hodnôt, ktoré riadiaca jednotka

dlhodobo spracúva a následne vyhodnocuje. Dnešné riadiace

jednotky tepelných čerpadiel sa funkčne, koncepčne ani účelovo

nemôžu porovnávať s klasickými termostatmi, na aké sme boli

desiatky rokov zvyknutí; na rozdiel od nich disponujú možno pre

niekoho primitívnou, no predsa určitou formou inteligencie.

Životnosť tepelného čerpadla a dianie po jej skončení

Pri životnosti tepelného čerpadla je ťažké hovoriť o presných číslach,

avšak v skutočnosti životnosťou tepelného čerpadla rozumieme čas,

za aký sa čerpadlo alebo jeho diely opotrebujú natoľko, že sa stane

nefunkčnými. Zväčša však ide o opotrebenie kompresora, po ktorého

výmene sa životnosť tepelného čerpadla predĺži cca o 50 %.

Výmena kompresora stojí približne 15 % z ceny tepelného čerpadla.

Zaujímavosť

Paradoxne napriek obavám Slovákov z tepelných čerpadiel konštruktérom

prvého tepelného čerpadla na svete je slovenský rodák

Aurel Stodola. Jeho tepelné čerpadlo z roku 1928 dodnes pracuje

vo Švajčiarsku a vykuruje radnicu v Ženeve s odoberaním tepla z

vody jazera (ide o uzavretý okruh). Na Slovensku máme najdlhšie

pracujúce tepelné čerpadlo prevádzkované bez poruchy v Hlbokom

pri Bojniciach od r. 1991 až doteraz bez poruchy, v praxi by sme

teda mohli hovoriť o životnosti tepelného čerpadla až 30 rokov.

Tepelné čerpadlá a chladenie budov

Tepelné čerpadlá môžu plniť nasledujúce funkcie (čiastočne prevzaté

z http://heatpumpcentre.org):

• Vykurovanie priestorov a ohrev teplej úžitkovej vody – v súčasnosti

sa používajú najmä tepelné čerpadlá vzduch – voda (vzduch

Systémy pre OZE

ako zdroj nízkotepelnej energie pre výparník, voda ako médium

na chladenie kondenzátora a rozvod tepelnej energie na vykurovanie

pri použití veľkoplošného vykurovacieho systému) a vzduch

– vzduch (pri použití teplovzdušného vykurovania). Ako zdroj

nízkoteplotnej energie je energeticky výhodnejšie použiť vodu

v prípade, keď to konkrétne podmienky aplikácie umožňujú.

• Vykurovanie aj chladenie priestorov – najčastejšie sa používajú

reverzibilné tepelné čerpadlá vzduch – vzduch, ktoré môžu

byť prevádzkované na ohrev alebo chladenie. Tepelné čerpadlá

s veľkým výkonom pre veľké obchodné, kultúrne, športové a iné

budovy môžu byť prevádzkované súčasne na výrobu chladu aj

tepla použitím vodných rozvodov na distribúciu tepla a chladu.

• Integrované systémy na vykurovanie a chladenie priestorov,

ohrev vody a spätné získavanie tepla – používajú sa tepelné

čerpadlá vzduch – vzduch alebo voda – vzduch v monovalentnej

alebo bivalentnej prevádzke (bivalentné tepelné čerpadlá sú

dimenzované na 20 až 60 % maximálnej potreby tepla a zabezpečujú

50 až 90 % ročnej potreby tepelnej energie v európskych

klimatických podmienkach); okrem vonkajšieho vzduchu sa ako

zdroj nízkoteplotnej energie výhodne využíva výstupný vzduch z

vetrania a iných zdrojov. Vo veľkých budovách sú výhodné zapojenia

tepelných čerpadiel do kogeneračných systémov výroby

tepla, chladu a elektrickej energie.

• Systémy navrhované len na ohrev vody, ak sa nevyžaduje ohrev

alebo ochladzovanie priestorov, používajú sa tepelné čerpadlá

vzduch – voda alebo voda – voda.

Vzduch ako médium na rozvod získanej tepelnej energie z kondenzátora

(v teplotnom rozmedzí od 30 do 50 °C) sa najčastejšie využíva

na teplovzdušné vykurovanie a klimatizáciu v USA a Japonsku.

V európskych klimatických podmienkach sa najčastejšie využíva

vodný veľkoplošný (podlahový alebo stropný) sálavý vykurovací

systém.

Konvenčný radiátorový vykurovací systém inštalovaný v prevažnej

väčšine súčasných ľudských obydlí vyžaduje vysoké distribučné

teploty tepelného toku v rozmedzí od 60 do 90 °C. Súčasné nízkoteplotné

radiátory a konvektory sú navrhované pre prevádzkovú

teplotu 45 až 55 °C, veľkoplošné podlahové systémy pre teplotu

30 až 45 °C. Pretože klasické konvenčné kompresorové tepelné

čerpadlá s halogénovanými uhľovodíkmi ako pracovnými látkami

nemôžu pracovať s vyššou kondenzačnou teplotou ako cca 45 až

50 °C (teda s teplotou získavaného tepelného toku 40 až 45 °C); je

zrejmé, že ich energeticky efektívne použitie (závislé predovšetkým

od teplotného rozdielu medzi kondenzačnou a výparnou teplotou)

bude v oblasti veľkoplošných vykurovacích systémov a pri určitých

2/2013

47

More magazines by this user
Similar magazines