Tepelná čerpadla a úspora energie

Je zřejmé, že tepelná čerpadla jsou velmi energeticky náročná, a proto jsou ekologicky čistá. Tepelná čerpadla nabízejí nejúčinnější způsob vytápění a chlazení v mnoha aplikacích, protože v našem okolí mohou využívat obnovitelné teplo. I při teplotách, které věříme, že studený vzduch, země a voda obsahují užitečnou tepelnou energii, kterou slunce neustále aktualizuje. S trochou většího výkonu může tepelné čerpadlo zvýšit teplotu tepelné energie na požadovanou úroveň. Podobně mohou tepelná čerpadla využívat také zdroje odpadního tepla, jako jsou průmyslové procesy, zařízení pro chlazení nebo větrání extrahované z budov. Typická elektřina, tepelné čerpadlo bude muset být 100 kW-h elektrické energie, aby bylo možné 200 kWh volně využívat pro okolní nebo odpadní teplo z užitečného tepla 300 kW.

Díky této jedinečné schopnosti mohou tepelná čerpadla radikálně zlepšit energetickou účinnost a environmentální hodnotu jakéhokoli topného systému, který je řízen primárními zdroji energie, jako je palivo nebo elektřina. Je-li určen jakýkoli systém zásobování teplem (IEA-HPC, 2001), je třeba vzít v úvahu následujících šest skutečností:

• Přímé spalování pro výrobu tepla není nejúčinnějším využitím paliva.
• Tepelná čerpadla jsou účinnější, protože využívají obnovitelné zdroje energie jako nízkoteplotní teplo.
• Pokud je palivo pro konvenční kotle přesměrováno na napájení elektrických tepelných čerpadel, je zapotřebí asi o 35-50% méně paliva, což vede ke snížení emisí o 35-50%.
• Přibližně 50% úspor v elektrických tepelných čerpadlech je poháněno KVET nebo kogenerační systémy.
• Ať už fosilní paliva, jaderná energie nebo obnovitelné zdroje energie používané k výrobě elektřiny, elektrická tepelná čerpadla tyto zdroje mnohem lépe využívají než odporové ohřívače.
• Spotřeba paliva, a tím i intenzita tepelného čerpadla s emisí, absorpcí nebo plynového motoru, je o 35-50% nižší než u běžného kotle.

V minulosti byla většina tepelných čerpadel typu vzduch-vzduch a vzduch-zdroj. Tepelná čerpadla se zdrojem vzduchu spoléhají na svůj zdroj tepla na otevřený vzduch. Přestože studený venkovní vzduch obsahuje určité množství tepla a teplota klesá, tepelné čerpadlo musí tvrději pracovat a snižuje účinnost. Ve velmi chladném počasí nemůže tepelné čerpadlo zdroje vzduchu samo o sobě poskytnout dostatečné množství tepla, a proto by mělo být zajištěno dodatečné nebo nadbytečné teplo. To může výrazně zvýšit výdaje na vytápění. GSHP odebírají teplo ze země nebo vody pod povrchem. Protože teplotní konstanta teploty podzemní a podzemní vody 10 - 13 C po celý rok je takový systém mnohem efektivnější.

Závisí to na ceně elektřiny, ropy a propanu ve vaší oblasti. GSHP zpravidla může produkovat teplo, průměrné úspory 10-15% ve srovnání se zemním plynem, 40% úspory nákladů ve srovnání s topným olejem a 50% úspory nákladů ve srovnání s propanem; průměrná úspora klimatizace 40-60% ve srovnání s konvenčními systémy (EHSV, 2001).

Ohřívače vody tepelného čerpadla odebírají teplo z okolního vzduchu pro ohřev vody v akumulační nádrži a mohou být poháněny elektřinou nebo plynem. Tyto pece mají v podstatě stejný výkon jako elektrické ohřívače vody, kromě toho, že účinnost je obvykle v 2-2, 5 krát vyšší. Energetický faktor v ohřívačích vody se liší od 1.8 do 2.5, ve srovnání s 0.88-0.96 pro elektrický odporový systém. Ohřívače vody tepelného čerpadla chladí a odvlhčují vzduch kolem výparník cívka. To může být výhodou tam, kde je žádoucí chlazení, a nevýhodou, když je chlazení nežádoucí. Některé ohřívače vody tepelného čerpadla jsou navrženy tak, aby regenerovaly odpadní teplo z větracích systémů celého domu.

Ohřívače vody s tepelným čerpadlem dostupné na prodej, s dobou návratnosti je obvykle od 2 do 6 let, v závislosti na výměně teplé vody a systému ohřevu vody. Při nákupu nového tepelného čerpadla kupující zkontroluje posouzení účinnosti navrhovaného zařízení. Vysoké hodnocení účinnosti povede ke snížení provozních nákladů. Účinnost tepelného čerpadla na SEER, zejména od 10.0 do více 15.0. Pro rozdělení systémů s venkovní jednotkou a vnitřní cívkou se účinnost liší v závislosti na výsledku shody mezi vnitřní chladicí cívkou a externí kondenzační jednotkou. Pro stanovení celkové účinnosti by měl být konzultován výrobce. Americký institut pro chlazení publikuje roční seznam adresářů různých kombinací venkovní jednotky a vnitřní cívky s jejich hodnocením SEER. V tomto adresáři je zahrnuta většina produktových řad hlavních výrobců ...