Plánovanie vykurovacieho systému na báze tepelného čerpadla si vyžaduje presné určenie tepelných strát budovy. Tepelné čerpadlo dopravuje energiu z bezprostredného okolia budovy a využíva ju na vykurovanie a prípravu teplej úžitkovej vody. Bezplatná a obnoviteľná tepelná energia sa odoberá z atmosférického vzduchu v prípade vzduchových tepelných čerpadiel alebo zo zeme v čerpadlách soľanky. Vysvetlíme, ako vypočítať výkon tepelného čerpadla a prečo je jeho správny výber taký dôležitý.
Z tohto článku sa dozviete:
- prečo je výber výkonu dôležitý,
- ako si vybrať výkon zemného čerpadla,
- ako si vybrať výkon čerpadla vzduch-voda.
Aby bol proces transportu tepla možný pomocou moderného tepelného čerpadla Vaillant , je potrebné dodávať elektrickú energiu do kompresora, ktorý poháňa proces v uzavretom termodynamickom cykle. Množstvo elektriny použitej v tomto procese je niekoľkonásobne menšie ako množstvo obnoviteľnej energie odobratej z prostredia. V prípade tepelných čerpadiel je však veľmi dôležité zabezpečiť optimálne prevádzkové podmienky. To znamená, že tieto zariadenia by mali byť presne prispôsobené potrebám budovy a potrebám obyvateľov. Preto si musíte zodpovedať dôležitú otázku: Ako zvoliť výkon tepelného čerpadla?
Prečo je dôležitý presný výpočet výkonu tepelného čerpadla?
Prax výberu vykurovacích zariadení ukazuje, že v budovách sa často vyberajú tepelné čerpadlá s vysokým výkonom, dokonca vyšším, ako je skutočná potreba budovy. Voľba „na sklade“ však väčšinou nie je dobrá ani pre životné prostredie, ani pre peňaženky používateľov. V prípade tepelných čerpadiel môže nevhodný výber výkonu viesť k rýchlejšiemu opotrebovaniu zariadenia a zvýšeniu prevádzkových nákladov.
Vzhľadom na účinnosť tepelného čerpadla a zabezpečenie optimálnych podmienok pre kompresor je výhodné prevádzkovať ho v dlhých cykloch. Výber tepelného čerpadla s príliš vysokým výkonom bude mať za následok nielen vyššie investičné náklady. Môže to viesť aj k takzvanému taktovanie, t.j. častému zapínaniu a vypínaniu zariadenia. Tento jav je nepriaznivý, pretože chladiaci okruh nemôže fungovať v stabilných podmienkach a je potrebné často spúšťať kompresor, čo môže znížiť jeho životnosť . Tepelné čerpadlo s príliš nízkym výkonom zase vynaloží veľkú námahu a nemusí poskytnúť úplnú tepelnú pohodu v budove. Môže to tiež viesť k tomu, že špičkový zdroj tepla, napr. elektrický ohrievač, sa zapne príliš rýchlo, čo bude mať za následok vyššie účty za vykurovanie.
Pozrite si ponuku tepelných čerpadiel Vaillant vo veľkoobchode Onninen
Ako zvoliť výkon zemného tepelného čerpadla?
Pozemné čerpadlá, napr. Vaillant flexoCOMPACT , sú zvyčajne jednostupňové zariadenia. To znamená, že pre dané podmienky spodného a horného zdroja pracuje čerpadlo stále s rovnakým výkonom. Výkon tepelného čerpadla by mal byť zvolený tak, aby budovu plne zásoboval teplom pre návrhovú teplotu daného klimatického pásma. To znamená, že počas prechodných období čerpadlo pracuje s výkonom vyšším, ako je skutočná potreba budovy.
Aby mohla fungovať vo vhodne dlhých cykloch, odporúča sa zvýšiť vodné zaťaženie vykurovacieho zariadenia použitím vyrovnávacieho alebo podlahového vykurovania bez aktívnej regulácie prietoku. Podcenenie výkonu v prípade zemných tepelných čerpadiel môže viesť aj k nadmernému ochladzovaniu spodného zdroja tepla. To vedie k zníženiu efektivity práce a v extrémnych prípadoch môže viesť až k zničeniu pozemného zdroja.
Aký je optimálny výkon tepelného čerpadla vzduch-voda?
Vzduchové tepelné čerpadlá, ako napríklad Vaillant aroTHERM , sú vybavené invertorom, ktorý umožňuje moduláciu výkonu. Je to dôležité, pretože na rozdiel od zemných čerpadiel, ktoré majú stabilné podmienky v spodnom zdroji tepla, čerpadlá vzduchové čerpajú energiu z atmosférického vzduchu, ktorého teplota výrazne kolíše. V dôsledku prevádzkových charakteristík sa výkon tepelného čerpadla znižuje s klesajúcou vonkajšou teplotou . Invertor umožňuje predchádzať kolísaniu výkonu a do určitej miery plynule prispôsobovať výkon čerpadla aktuálnej potrebe.
Vzhľadom na prevádzku pri teplote vzduchu nie je výkon tepelných čerpadiel vzduch-voda prispôsobený požiadavkám budovy na návrhové teploty. To by znamenalo značné predimenzovanie zariadení, čo by viedlo k vysokým investičným nákladom. Treba si uvedomiť aj to, že možnosti modulácie rýchlosti kompresora majú určité obmedzenia. V praxi môže výber tepelného čerpadla s príliš vysokým výkonom znamenať, že v období miernych teplôt minimálna energia generovaná vykurovacím zariadením prevyšuje potrebu budovy . To by viedlo k častým štartovacím cyklom, čo je zlé pre kompresor.
V závislosti od klimatickej zóny je dobrou praxou zvoliť výkon tepelného čerpadla vzduch-voda v monoenergetickom režime tak, aby pokrýval 100 % potreby tepla pri teplotách približne -8°C až -12°C. Pod touto teplotou (bivalentný bod) sa navyše aktivuje špičkový zdroj - elektrický ohrievač. Vzhľadom na to, že počas typickej vykurovacej sezóny je málo dní s veľmi nízkymi teplotami, podiel práce prídavného zdroja pri vhodne zvolenom zariadení je malý – mal by byť pod 2 % ročne.
Preto je správny výber výkonu tepelného čerpadla mimoriadne dôležitý a závisí nielen od podmienok, v ktorých bude inštalované, ale aj od typu zvoleného zariadenia. Vhodný výpočet výkonu tepelného čerpadla zabezpečí, že zariadenie bude dlhé roky bez problémov a efektívne fungovať a budeme si užívať tepelnú pohodu a úspory na maximálnej možnej úrovni.
Pozrite si ponuku tepelných čerpadiel Vaillant vo veľkoobchode Onninen