Tepelné čerpadlá na výrobu teplej vody sú zariadenia, ktoré sa v princípe nelíšia od tepelných čerpadiel pre ústredné kúrenie. Jediný rozdiel je v tom, že tieto majú schopnosť vykurovať budovu aj ohrievať úžitkovú vodu (a mnohé ďalšie: chladenie, ohrev bazéna atď.), zatiaľ čo tie, o ktorých sa bude diskutovať v tomto článku, fungujú iba pre výroba teplej úžitkovej vody. Niekedy sa nazývajú aj termodynamické ohrievače vody. Hlavný rozdiel v dizajne zariadenia? Ďalší kompresor.
Malé čerpadlá na teplú úžitkovú vodu väčšinou využívajú malé rotačné kompresory, samozrejme zapnuté/vypnuté (s konštantným výkonom), pretože použitie invertora by tu nemalo zmysel a prinieslo by to zbytočné zvyšovanie cien takýchto zariadení. A ich výhodou je nepochybne cena. Ceny kvalitných tepelných čerpadiel na teplú úžitkovú vodu pre 4-člennú rodinu začínajú približne od 5 000 PLN netto. Ich inštalácia je tiež jednoduchá a teda relatívne lacná a vďaka napájaniu 230 V a nízkej spotrebe je možné takéto tepelné čerpadlo pripojiť prakticky do akejkoľvek elektrickej zásuvky. Ako rýchlovarná kanvica. Len trochu väčší. Poďme si ich teda podrobnejšie rozobrať.
Pozrite si tepelné čerpadlá na prípravu teplej úžitkovej vody vo veľkoobchode Onninen
Konštrukcia tepelného čerpadla
Keďže tepelné čerpadlo je určené na výrobu teplej vody, ide o kapacitné zariadenie, ktoré má vo väčšine prípadov integrovaný zásobník vody. Niektorí výrobcovia tohto typu zariadení ponúkajú aj verzie bez nádržky, určené na inštaláciu s existujúcou nádržkou na vodu. Je to skvelé riešenie, ak nechcete vymieňať takmer nový zásobník teplej vody alebo ste predtým investovali do drahého nerezového zásobníka, ktorý vydrží roky. Väčšina zariadení na trhu sú však kompaktné jednotky, ktoré obsahujú tepelné čerpadlo, ventilátor, nádrž na vodu a ovládač, všetko uzavreté vo viac či menej vizuálne atraktívnom spoločnom kryte.
Je potrebné dodať, že tieto zariadenia by mali byť klasifikované ako monobloky určené na vnútornú inštaláciu. Fungujú tak, že pomocou ventilátora nasávajú vzduch, prijímajú z neho teplo a vytláčajú použitý vzduch. Teplo odoberané zo vzduchu ohrieva chladivo cirkulujúce v uzavretom systéme vo výparníku, ktoré je dodatočne stláčané kompresorom. Na zásobníku vody je zase navinutý kondenzátor (kondenzátor), v ktorom ohrievané médium odovzdáva svoje teplo zásobníku, čím nám ohrieva úžitkovú vodu. Existujú aj zariadenia s kondenzátorom ponoreným do samotnej nádrže. Kondenzátor si netreba zamieňať s špirálou, pretože tieto zariadenia môžu byť dostupné aj vo verzii s prídavnou špirálou slúžiacou na pripojenie kotla ústredného kúrenia alebo solárnych kolektorov, ktoré budú podporovať výrobu teplej vody.
Prevádzkové charakteristiky tepelného čerpadla na teplú úžitkovú vodu
Tepelné čerpadlá na teplú úžitkovú vodu sú zariadenia určené na prevádzku s vetracím vzduchom, t.j. vnútorným vzduchom. prečo? Teplotný rozsah ich prevádzky je zvyčajne 7-35°C. Preto ich nemožno celoročne prevádzkovať vonku.
Samozrejme, nič nám nebráni vybudovať potrubný systém pomocou spiro alebo PVC rúr vybavených klapkami, kde môžeme na jar a na jeseň nasávať vzduch zvonku. Musíme však pamätať na to, že výrobu teplej úžitkovej vody musíme zabezpečiť na obdobia s nižšími vonkajšími teplotami. Vychádzajú nám v ústrety samotní výrobcovia tepelných čerpadiel, ktoré sú väčšinou už zabudované
elektrický ohrievač.
Dobrým riešením je tiež dokúpiť čerpadlo s prídavnou špirálou a pripojiť k nemu kotol ústredného kúrenia, ktorý sa v zime chová ako bežný zásobník vody ohrievaný kotlom. Keďže tepelné čerpadlá na teplú úžitkovú vodu pri svojej prevádzke cirkulujú pomerne veľké množstvo vzduchu (cca 500 m3/h), pričom odvádza ochladený vzduch, mali by byť inštalované v miestnostiach s dostatočne veľkým objemom a dobrou ventiláciou. Teda nie skriňa na metly, ale garáž alebo pivnica. Ak je touto miestnosťou kotolňa, nemalo by ísť o uhoľnú kotolňu z dôvodu kontaminácie tohto druhu tuhého paliva, ktorá by mohla nepriaznivo ovplyvniť prevádzku a životnosť zariadenia.
Vyššie uvedené špecifikum prevádzky tepelných čerpadiel na teplú úžitkovú vodu, pri ktorom ide o ochladzovanie odvádzaného vzduchu, umožňuje aj čiastočné ochladzovanie a vysušenie miestnosti, v ktorej pôsobí alebo do ktorej sa rozhodneme ochladzovaný vzduch smerovať. Pretože je táto funkcia aktívna len pri ohreve vody, t.j. za normálnych prevádzkových podmienok cca 5 hodín denne, je najvhodnejšia na chladenie pomocných miestností, napr. špajze, práčovne a pod vzduchu pomocou škrtiacej klapky. Treba jasne povedať, že by sa s ňou nemalo zaobchádzať ako s klimatizáciou. Napriek nevýhodám tohto riešenia môže byť táto funkcia v lete užitočná. Navyše nespôsobuje žiadne zvýšenie prevádzkových nákladov, pretože sa dá povedať, že využívame vedľajší efekt samotnej prevádzky zariadenia.
Pri každej konfigurácii systému vzduchových potrubí je potrebné z dôvodu narastajúceho odporu prúdenia vzduchu brať do úvahy maximálne prípustné dĺžky takýchto potrubí udávané výrobcom zariadenia v návode na obsluhu. Niektorí výrobcovia ponúkajú hotové ventilačné súpravy určené pre ich zariadenia. Na záver tejto technickej analýzy niekoľko suchých údajov. Účinnosť COP tohto typu zariadení sa pohybuje približne od 2,5 do 3,9 pre normu EN16147, t.j. s týmito parametrami: vonkajší vzduch 15°C, vstupná teplota vody 15°C, výstupná teplota vody 55°C. Ako vždy pri všetkých tepelných čerpadlách, ak chceme porovnať konkrétne modely zariadení, treba to urobiť podľa údajov uvedených pre rovnaké parametre vzduchu a podľa rovnakej normy.
Pozrite si tepelné čerpadlá na prípravu teplej úžitkovej vody vo veľkoobchode Onninen
Integrácia tepelného čerpadla s FV inštaláciou
Nakoniec stojí za to venovať chvíľku diskusii o nedávno populárnom riešení, a to kombinácii tepelných čerpadiel s fotovoltaickou inštaláciou. Toto riešenie nám dáva veľa výhod, najmä v prípade vzduchových čerpadiel, ktoré ohrievajú úžitkovú vodu. Je známe, že v lete máme najvyššiu produkciu z FV inštalácií vďaka najvyššiemu ročnému množstvu slnečného žiarenia dopadajúceho na zemský povrch. Preto máme aj najvyššie ročné výrobné prebytky elektriny, ktorú nespotrebované vrátime do elektrickej siete a neskôr ich budeme o niečo „znížené“ vyberať.
Čo keby sa táto elektrina dala zozbierať nejakým iným spôsobom? Vo forme teplej vody? Nič nemôže byť ťažšie. Mnohé z tepelných čerpadiel na teplú vodu pre domácnosť, ktoré sa v súčasnosti predávajú na trhu, možno prevádzkovať s inštalačným invertorom FV. Táto spolupráca je založená na stanovení určitej prahovej hodnoty výroby vo FV inštalácii, napr. na úrovni 80 %, po prekročení ktorej dá fotovoltický menič signál na zapnutie tepelného čerpadla a ohrev úžitkovej vody na mierne vyššiu úroveň ako je obvyklé. teplota. Takto premeníme elektrinu, ktorú by sme museli napájať do siete, na horúcu vodu, ktorú skladujeme a môžeme ju použiť na večerný kúpeľ. Zvyšujeme autospotrebu vyrobenej elektriny, čo je veľmi žiaduce pri vyrovnávaní nákladov na fotovoltické inštalácie.
Samozrejme, vždy si pred návrhom takéhoto riešenia klientovi overte, či obe zariadenia, teda invertor aj tepelné čerpadlo, majú možnosť takejto spolupráce. Nemusí byť dostupný v najlacnejších verziách tepelných čerpadiel na teplú úžitkovú vodu, ktoré sú na trhu k dispozícii. V takom prípade bude odporúčaný aj zmiešavací ventil na teplú úžitkovú vodu, aby sa nikto neoparil vodou, ktorá je teplejšia ako zvyčajne.
Zhrnutie
Napriek nevýhodám nízkeho vykurovacieho výkonu a malého rozsahu vonkajších prevádzkových teplôt sú tepelné čerpadlá na prípravu teplej úžitkovej vody dobrou investíciou. Pri správnej inštalácii a prevádzke budú slúžiť dlhú dobu a budú produkovať lacnú teplú vodu. Náklady na prevádzku takéhoto zariadenia pre štvorčlennú rodinu sú približne 50 PLN mesačne. Oveľa lacnejšie ako ohrev vody v elektrickom bojleri. Jednoduchá inštalácia a prakticky žiadne špeciálne prevádzkové požiadavky okrem vhodnej miestnosti ich predurčujú do každej domácnosti. Oddelenie technického poradenstva poskytuje pomoc pri výbere zariadení a vhodných riešení.
Ing. Paweł Leszczyński
Regionálny technický poradca – OZE
Oddelenie technického poradenstva Onninen
Máte otázky týkajúce sa odvetvia? Pridajte sa k skupine Świat Instalacji!