Výstavba, elektroinštalácie, chemické úpravy bazénov, víriviek a poradenstvo
Odoslať objednávku
This is an example of a HTML caption with a link.

Tepelné čerpadlo výrazne predlžuje kúpaciu sezónu

26.03.2013, 23:30, Rastislav Sádecký

 Tepelné čerpadlo - princíp činnosti je známy už viac ako 100 rokov. Konštruktér prvého tepelného čerpadla na svete bol Slovák - Aurel Stodola. Jeho tepelné čerpadlo z roku 1928 dodnes pracuje vo Švajčiarsku a vykuruje radnicu v Ženeve s odoberaním tepla z vody jazera. Prvé veľké technické využitie tohto spôsobu vykurovania sa uskutočnilo v r. 1936. No rozsiahlejšie využitie tepelných čerpadiel na vykurovanie prišlo najskôr so zvýšením cien energií na začiatku sedemdesiatych rokov. Tepelné čerpadlá dokážu teplo z uvedených médií (o teplote napr. okolo 2 °C) previesť na vyššiu teplotnú hladinu (napr. okolo 80 °C), ale na to potrebujú dodať inú, obyčajne elektrickú energiu. Zisk tepla z okolitého prostredia na vykurovanie je však vyšší v porovnaní so spotrebou elektriny na          

Tu je celý článok


 pohon tepelného čerpadla: Z 1 kWh spotrebovanej elektriny je možné bežne získať 3 až 4 kWh tepla. Určite zaujímavé využitie nízkoenergetickej tepelnej energie.

 

Druhá termodynamická veta -  tepelná energia prúdi  z látky, alebo predmetu s vyššou teplotou k látke, alebo predmetu s nižšou teplotou. V našom okolitom prostredí (vzduch, voda, zem) sú obrovské prírodné zdroje energie na nízkej teplotnej úrovni. Tieto zdroje energie využívame na vykurovanie len vtedy, ak je ich tepelná energia prečerpaná pomocou zariadenia(tepelné čerpadlo) na vyššiu teplotnú úroveň. Tepelné čerpadlá sú teda zariadenia, ktoré odoberú  energiu tepelným zdrojom, ktoré sú k dispozícii, a ktorých tepelný potenciál(nízky) nie je priamo využiteľný. Využiteľné teplo sa skladá z tepla, ktoré bolo zdroju tepla odobraté jeho ochladením a tepla, ktoré sa rovná pohonnej energii. Z praktického hľadiska je tepelné čerpadlo chladiace zariadenie, ktorého účelom je ohrievať namiesto chladiť. Opačný princíp chladničky -odoberáme teplo a chlad odovzdávame okoliu (vzduch, voda, zem). 

 

 

Laické vyjadrenie princípu činnosti TČ na príklade: Ak chceme ohriať bazénovú vodu, ktorá má 25°C vzduchom o teplote 15°C, musíme časť teplotnej energie vzduchu odobrať a pomocou tepelného nosiča(uzavretá kvapalina TČ) priviesť do tepelného výmenníka TČ a následne odovzdať bazénovej vode. Je jasné, že nemôžeme priamo ohrievať 25°C bazénovú vodu vzduchom o 15°C teplote(ochladzovanie!!!). TČ časť teploty vzduchu odoberie a pripojí k teplote vzniknutej zahriatím kvapaliny. Kvapalina sa zahrieva fyzikálnym javom po zvýšení tlaku za kompresorom. Takže v konečnom dôsledku, keď spočítame teplotu odobratú zo vzduchu a zohriatej kvapaliny pri jej stláčaní, môžeme na výmenníku(kondenzátor TČ) namerať teplotu niekde okolo 85°C, čo niekoľkonásobne prekračuje teplotu bazénovej vody. Takouto teplotou už výrazne vodu v bazéne ohrievame. Z praxe vieme, že ak by sme porovnali odovzdanú teplotu kvapaliny TČ bazénovej vody vo výmenníku na jej vstupe a výstupe, tak teplotný rozdiel môže dosahovať 2 až 3°C. Prietok vody je zvyčajne riešený 1,5´ (col) potrubím pri množstve prečerpanej vody asi 4 - 8m³/h. Tu je vidno pomerne jasný zmysel TČ. 

 

Zloženie tepelného čerpadla:

  1. Výparník - Do výparníka sa privádza okolitým vzduchom nízko potenciálne teplo. Privedené teplo spôsobuje vyparovanie chladiva, pary chladiva sa stávajú nositeľom tepelnej energie a tú prenášajú do kompresora. Vzduch, ktorého prúdenie cez výparník zaisťuje axiálny ventilátor, alebo ventilátory, sa pritom ochladí. Vzduchová cesta predstavuje primárny okruh tepelného čerpadla.
  2. Kompresor - nasáva pary z výparníka(pary chladiva), stláča ich a vytláča do kondenzátora(vnútorný nerezový výmenník tepla). Práca na pohon kompresora sa premení na teplo, ktoré sa pripočíta k teplu privedenému do výparníka(teplo prijaté zo vzduchu). Toto teplo môže dosahovať až skoro 90°C. 
  3. Kondenzátor - energia privedená do kondenzátora parami chladiva z výparníka a kompresora sa prenáša do cirkulujúceho vykurovacieho média (sekundárny okruh tepelného čerpadla). Preneseným teplom sa vykurovacie médium ohrieva.
  4. Škrtiaci ventil - kvapalné chladivo, ktoré skondenzovalo v kondenzátore pri vyššom (kondenzačnom) tlaku, sa vstrekuje do výparníka, aby sa tu opäť vyparilo pri nižšom (vyparovanom) tlaku.

       Tento proces kolobehu chladiva sa opakuje dookola. 

 

 

Koeficient COP:

Účinnosť tepelných čerpadiel sa obvykle vyjadruje vykurovacím faktorom systému (označeného COP), ktorý väčšinou býva v rozmedzí 3 až 5. Inými slovami, tepelné čerpadlo vyžaduje len 1kW elektriny na to, aby z obnoviteľného zdroja (vzduchu) získalo a do vykurovaného objektu dodalo 3kW až 5kW tepla. To znamená, že pri udávanom COP = 4,8  a spotrebe elektrickej energie napr. 1kW pre pohon kompresora môžeme povedať, že výkon čerpadla je asi 4,8kW.  

 

Princíp činnosti podľa obrázku

 

 

Príklad umiestnenia TČ k bazénovej technológii:

 

Ďalšie možnosti a funkcie TČ:

  • Ochladzovacia funkcia - využiteľné na ochladzovanie bazéna. Takúto vlastnosť môžeme využiť napríklad pri extrémne teplom, slnečnom období, kedy bazénová voda dosahuje neznesiteľne veľkú teplotu. Nie každé čerpadlo má túto funkciu. 

 

  • Rozmrazovacia funkcia - Občas sa stáva, že pri odovzdávaní chladu na výparníku vznikne námraza. Stáva sa to hlavne v chladnejšom období. Keby TČ nemalo túto funkciu znižoval by sa výrazne koeficient COP, a tým pádom aj zmysel TČ. Preto väčšina TČ má ochranu pred námrazou a vie si s touto skutočnosťou hravo poradiť. V princípe sa TČ na krátku dobu prepne do ochladzovacej funkcie(chladnička).

 

Napájanie a ochrany TČ: Bazénové TČ sa pripájajú  k sieti TN-C-S, alebo TN-S pomocou trojžilového kábla. Ako doplnková ochrana pri poruche TČ by mal byť napájací okruch doplnený prúdovým chráničom. TČ môže byť napájané niekoľkými spôsobmi:

  • pripojenie na vetvu od filtračného motora - TČ sa dostáva pod napätie pri spustení filtrácie bazéna. Samotné ohrievanie vody začne až pri:  - zistení poklesu teploty bazénovej vody, potvrdenie prietoku vody prietokovým snímačom a uplynutí časového oneskorenia cca 3min. po zistení poklesu teploty. 
  • samostatné pripojenie na istič - TČ je pod napätím neustále, ale ohrev nastane až pri: - zistení poklesu teploty bazénovej vody, potvrdenie prietoku vody prietokovým snímačom a uplynutí časového oneskorenia cca 3min. po zistení poklesu teploty.  
  • samostatné pripojenie na istič a nútené spúšťanie filtrácie - TČ navyše oproti vyššie uvedenému pripojeniu ovláda filtračný motor bazénovej technológie. To znamená, že po zistení poklesu teploty bazénovej vody oproti nastavenej, spustí TČ filtračný motor a po cca 3min. sa zaháji ohrev bazénovej vody. Filtračný motor sa vypne až po dosiahnutí požadovanej teploty vody.

                      

Závery a skúsenosti z praxe:

Za spomenutie stojí uviesť skutočnosť, že spoločnosť MICROWELL(úzka spolupráca) vyrába set TČ, kde výmenníková časť nie je súčasťou TČ, ale sa umiestňuje na mieste, kde nie je možnosť zamrznutia vody pri zimnom období. Tým pádom nie je nutnosť zazimovania a obavy so zamrznutia vody v systéme(roztrhnutie obalu výmenníka pri zamrznutí vody). V tomto prípade je možné TČ použiť na vykurovanie celoročne. 

Z praxe môžeme uviesť dva príklady:

  1. Bazén vonkajší, 40m³ s prestrešením, bez izolácie stien, kde sa v novembri pri teplote vzduchu +5°C až +7°C, napustila +15°C voda, ktorá sa ohriala v priebehu 5 dní na teplotu +31°C. COP uvedený výrobcom TČ bol 4,5 pri teplote vzduchu +15°C.
  2. Bazén vnútorný 55m³ s teplotou vody +22°C a lamelovým prekrytím, pri vonkajšej teplote vzduchu -4°C až +2°C, sa ohriala bazénová voda v priebehu 5 dní na teplotu +32°C. COP uvedený výrobcom TČ bol viac ako 4,5 pri teplote vzduchu +15°C.

V oboch prípadoch boli TČ určené pre vykurovanie daného objemu vody a uvádzame ich ako extrémne podmienky. Tiež môžeme z praxe potvrdiť, že jedno z najvýkonnejších TČ na trhu vyrába spoločnosť MICROWELL, kde COP je niekde na hranici 6,8 pri teplote vzduchu +20°C. Cena takéhoto TČ je necelých 2000€. Je určené na objem bazéna do 60m³.

Inštalácia THP120 vo výške 4m nad úrovňou zeme - Bratislava marec 2013

 

 

 

 

Testy na TČ HP 900 COMPACT vo výrobe spoločnosti MICROWELL

 


Diskusia: "Tepelné čerpadlo výrazne predlžuje kúpaciu sezónu"
Dátum: Meno: Komentár:
- Žiadne komentáre -
Pridať komentár | Zobraziť všetky komentáre

AKTUÁLNE ČLÁNKY:

Okrem bazénov sa venujeme aj:


Obsah:

Partneri: