Tepelné čerpadlá a úspora energie

Je zrejmé, že tepelné čerpadlá sú veľmi energeticky náročné, a preto sú ekologicky čisté. Tepelné čerpadlá ponúkajú najúčinnejší spôsob vykurovania a chladenia v mnohých aplikáciách, pretože môžu využívať obnoviteľné teplo v našom okolí. Dokonca aj pri teplotách, ktoré sú podľa nás studený vzduch, pôda a voda obsahujú užitočnú tepelnú energiu, ktorú Slnko neustále aktualizuje. S trochou väčšieho výkonu môže tepelné čerpadlo zvýšiť teplotu tepelnej energie na požadovanú úroveň. Podobne môžu tepelné čerpadlá využívať aj zdroje odpadového tepla, ako sú priemyselné procesy, zariadenia na chladenie alebo vetranie extrahované z budov. Typická elektrina, tepelné čerpadlo bude musieť byť 100 kW-h elektrickej energie, aby sa 200 kWh stal voľne dostupným pre životné prostredie alebo odpadové teplo z užitočného tepla 300 kW.

Vďaka tejto jedinečnej schopnosti môžu tepelné čerpadlá radikálne zlepšovať energetickú účinnosť a environmentálnu hodnotu každého vykurovacieho systému, ktorý je riadený primárnymi zdrojmi energie, ako je palivo alebo elektrina. Ak je určený akýkoľvek systém zásobovania teplom (IEA-HPC, 2001), je potrebné zohľadniť týchto šesť faktov:

• Priame spaľovanie na výrobu tepla nie je najúčinnejším využitím paliva.
• Tepelné čerpadlá sú efektívnejšie, pretože využívajú energiu z obnoviteľných zdrojov ako nízkoteplotné teplo.
• Ak je palivo pre konvenčné kotly presmerované na elektrické tepelné čerpadlá, je potrebné približne o 35-50% menej paliva, čo vedie k zníženiu emisií o 35-50%.
• Približne 50% úspory v elektrických tepelných čerpadlách sú poháňané KVET alebo kogeneračnými systémami.
• Či už fosílne palivá, jadrová energia alebo obnoviteľné zdroje energie používané na výrobu elektriny, elektrické tepelné čerpadlá tieto zdroje využívajú oveľa lepšie ako odporové ohrievače.
• Spotreba paliva, a tým aj intenzita tepelného čerpadla s absorpciou, absorpciou alebo plynovým motorom, je približne o 35-50% nižšia ako v prípade klasického kotla.

V minulosti bola väčšina tepelných čerpadiel typu vzduch-vzduch a vzduch-zdroj. Tepelné čerpadlá zdroja vzduchu sa pri zdroji tepla spoliehajú na otvorený vzduch. Aj keď studený vonkajší vzduch obsahuje určité množstvo tepla a teplota klesá, tepelné čerpadlo musí pracovať tvrdšie a znižuje účinnosť. Vo veľmi chladnom počasí nemôže tepelné čerpadlo so zdrojom vzduchu samo zabezpečiť dostatok tepla, a preto by sa malo dodávať ďalšie alebo nadbytočné teplo. To môže výrazne zvýšiť výdavky na vykurovanie. GSHP odvádzajú teplo zo zeme alebo vody pod povrchom. Pretože teplota podzemnej a podzemnej vody 10 - 13 C je celoročná, je taký systém oveľa efektívnejší.

Závisí to od nákladov na elektrinu, ropu a propán vo vašej oblasti. GSHP spravidla môže produkovať teplo, priemerné úspory 10-15% v porovnaní so zemným plynom, 40% úspory nákladov v porovnaní s vykurovacím olejom a 50% úspory nákladov v porovnaní s propánom; priemerná úspora klimatizácie 40-60% v porovnaní s konvenčnými systémami (EHSV, 2001).

Ohrievače vody tepelného čerpadla odvádzajú teplo z okolitého vzduchu na ohrev vody v zásobnej nádrži a môžu byť poháňané elektrinou alebo plynom. Tieto pece majú v podstate rovnaký výkon ako elektrické ohrievače vody, s výnimkou toho, že účinnosť je zvyčajne v 2-2, 5-krát vyššia. Energetický faktor v ohrievačoch vody sa mení od 1.8 po 2.5, v porovnaní s 0.88-0.96 pre elektrický odporový systém. Ohrievače vody tepelného čerpadla ochladzujú a odvlhčujú vzduch okolo výparník coil. To môže byť výhodou tam, kde je žiaduce chladenie, a nevýhodou, keď je chladenie nežiaduce. Niektoré ohrievače vody tepelného čerpadla sú navrhnuté tak, aby získavali odpadové teplo z vetracích systémov celého domu.

Ohrievače vody na tepelné čerpadlo dostupné v predaji, s dobou návratnosti je zvyčajne od 2 do 6 rokov, v závislosti od výmeny teplej vody a účinného systému ohrevu vody. Pri kúpe nového tepelného čerpadla kupujúci skontroluje posúdenie účinnosti navrhovaného zariadenia. Vysoké hodnotenie účinnosti bude mať za následok nižšie prevádzkové náklady. Účinnosť tepelného čerpadla na SEER, najmä od 10.0 po viac 15.0. Pri rozdelení systémov s vonkajšou jednotkou a vnútornou cievkou sa účinnosť líši v závislosti od výsledku zhody medzi vnútornou chladiacou cievkou a vonkajšou kondenzačnou jednotkou. S cieľom určiť celkovú účinnosť by sa malo konzultovať s výrobcom. Americký inštitút chladenia publikuje ročný zoznam adresárov rôznych kombinácií vonkajšej jednotky a vnútornej cievky s ich ratingom SEER. V tomto adresári je zahrnutá väčšina produktových radov hlavných výrobcov ...