10 tipov na správne použitie fotovoltaického tepelného čerpadla
Tepelné čerpadlá sú najefektívnejšou vykurovacou technológiou dostupnou na trhu. Mnoho projektantov a inštalatérov však netuší, aké požiadavky táto technológia kladie. Preto sa často robia chyby. Vysvetľujeme tu, ako sa tomu môžete vyhnúť.
Tepelné čerpadlá sú čistou alternatívou k plynovým kotlom, kotlom na naftu alebo ohňu na drevo. Táto technológia je známa už viac ako sto rokov, pretože využíva opačný princíp chladničky. Aj tvrdé zimy sa dajú prežiť dobre a lacno - čo dokazujú desaťtisíce zariadení vo Švajčiarsku, Rakúsku a Škandinávii.
1. Zamyslite sa nad využitím tepla!
Tepelné čerpadlo je technológia, ktorá vrhá tradičné vedomosti kúrenárov a kominárov cez palubu. Pretože funguje bez plameňa a dokáže generovať požadovanú teplotu vykurovania pri presne tej správnej teplote. Ak je na vykurovacích plochách potrebných iba 25 stupňov Celzia alebo 40 stupňov Celzia, tepelné čerpadlo poskytne v akumulačnom zásobníku iba 40 alebo 45 stupňov Celzia. Požadovaných 35 až 40 stupňov Celzia je k dispozícii na vykurovacích plochách prostredníctvom hydraulických pripojení a potrubia.
To má dôsledky: Až doteraz mnoho inštalatérov kúrenia verilo, že plamene horúcich plynov alebo požiare nafty (okolo 1 000 stupňov Celzia) vždy stačia na to, aby sa v zime v miestnostiach ohriali na 20 stupňov Celzia alebo 22 stupňov Celzia. Preto je drvivá väčšina vykurovacích systémov v Nemecku príliš veľká a beží pri nepriaznivom čiastočnom zaťažení. Tepelné čerpadlo využíva vzácnu energiu oveľa efektívnejšie a presnejšie. Prvá otázka, ktorá vyvstáva: Aké vysoké sú teploty vykurovania, ktoré chcete v dome dosiahnuť?
2. Horúci tok sa nezhoduje s tepelným čerpadlom!
Tepelné čerpadlo využíva vysoko prchavé pracovné médium, ktoré sa odparuje aj pri nízkych teplotách. Elektrický kompresor stláča tento pracovný plyn, ktorý sa pri tom zahrieva - ako vzduchové čerpadlo na bicykel. Rozhodujúca je energia, ktorú pracovné médium absorbuje pri zmene z kvapalného do plynného skupenstva. Pretože tepelné čerpadlo nemá žiadny plameň, nemôže klamať: Vždy funguje obzvlášť dobre a hospodárne, keď je vyváženie medzi teplotou v zdroji tepla a teplotou kúrenia v miestnostiach čo najmenšie. Inými slovami: klasické vykurovacie telesá s prietokom nad 55 stupňov Celzia nemožno skutočne efektívne zásobovať tepelným čerpadlom. Vykurovacie plochy s nižšími teplotami systému sú vhodnejšie pre tepelné čerpadlo.
3. Výkon závisí od zdroja tepla!
Energia musí odniekiaľ pochádzať, aby sa pracovná tekutina mohla odpariť v pracovnom okruhu tepelného čerpadla. Vzduchové tepelné čerpadlá využívajú teploty vonkajšieho vzduchu. Je zrejmé: čím je vonku teplejšie, tým lepšie sa pracovná tekutina odparuje. To tiež znamená, že pri veľmi nízkych teplotách majú niektoré tepelné čerpadlá veľké problémy s vykurovaním modernej obytnej budovy. Potom potrebujete druhý (bivalentný) generátor tepla, ktorý vstúpi do obzvlášť chladných a ostrých dní. Môže to byť plynový horák alebo - oveľa lepšie - druhé tepelné čerpadlo, ktoré získava energiu zo zeme.
4. Silné pracovné kone využívajú geotermálnu energiu!
Zem poskytuje energiu niekoľkými spôsobmi. Pod hranicou mrazu asi 1,5 metra účinkuje v zime slnečné teplo, ktoré si pôda ukladala počas teplých mesiacov. Túto energiu je možné čerpať pomocou veľkoplošných absorbérov alebo takzvaných zemných košov. Na tento účel sa v pozemku vyrežú priekopy a položia sa PE rúry, v ktorých cirkuluje soľanka chránená proti mrazu. Čím dlhšie trvá zima, tým viac tepla sa z pôdy odoberá.
Druhým variantom je zemné vŕtanie, pomocou ktorého tepelné čerpadlo čerpá energiu z hlbších vrstiev zeme. V hĺbke 30, 40 alebo dokonca sto metrov je teplota do značnej miery nezávislá od slnka, kde má vplyv tok geotermálneho tepla z vnútra Zeme. Ak tepelné čerpadlo potrebuje veľa energie, bude k takýmto vrtom pripojený okruh soľanky. Alebo môžete preniknúť do žily podzemnej vody, napríklad cez špeciálne studne (otvorený systém) alebo soľankové potrubie (uzavretý systém). Podzemná voda je po celý rok od 8 do 10 stupňov Celzia. To je ideálne riešenie na vysoký výkon tepelného čerpadla.
Nevýhody: U geotermálnych absorbérov tepla s krátkym povrchom musíte orať nehnuteľnosť, krásna záhrada je potom minulosťou. Hlboké vrty sú drahé a vyžadujú tiež súhlas geológov a vodohospodárskych úradov. To isté platí pre tepelné čerpadlá na podzemnú vodu. Je preto dôležité starostlivo zvážiť, ktorý variant je ekonomický. Koniec koncov, tepelné čerpadlá zvyčajne vytvárajú iba nízke náklady, keď sú v prevádzke.
Neprekonateľná výhoda: geotermálne tepelné čerpadlá môžu generovať až šesť alebo dokonca sedem kilowatthodín tepla na kilowatthodinu hnacieho výkonu. Vzduchom vedené tepelné čerpadlá zvládnu iba tri až 3,5 kilowatthodiny.
5. Extra metre pre tepelné čerpadlo sa zvyčajne neoplatia!
Mnoho poskytovateľov energie ponúklo špeciálne nočné tarify alebo nízke tarify za pohonný výkon tepelných čerpadiel. Na tento účel bol nastavený merač tepelného čerpadla, ktorý meria spotrebu elektriny zo siete dodávateľa energie. Ak je tepelné čerpadlo primárne prevádzkované s vlastnou solárnou energiou, náklady na merač (nájomné) a jeho inštaláciu sa už zvyčajne nevyplácajú. Najmä preto, že nízke clá sa v posledných mesiacoch topili ako ľad na alpských ľadovcoch. Vo väčšine prípadov môže a bude nákladovo efektívnejšie prevádzkovať tepelné čerpadlo so solárnym napájaním a v zime prepnúť na bežné sieťové napájanie. Avšak: To by mala byť zelená elektrina, aby tepelné čerpadlo dokázalo splniť svoju povesť mimoriadne čistej technológie.
6. Pomoc so solárnou tepelnou energiou? D radšej nie!
Pred niekoľkými rokmi boli propagované tepelné čerpadlá v kombinácii so solárnymi tepelnými kolektormi. V zásade existujú dva varianty: Solárny systém odosiela svoje teplo do rovnakého vyrovnávacieho zásobníka ako tepelné čerpadlo. Tepelné čerpadlo sa spustí, až keď solárne teplo z kolektorov na streche prestane stačiť. Môžete to urobiť, keď máte príliš veľa strešného priestoru a príliš veľa peňazí. Pretože slnečné teplo je k dispozícii, keď to nie je potrebné - v teplých mesiacoch. Počas tejto doby ho možno v skutočnosti použiť iba na teplú vodu.
Druhý variant: soľankový okruh geotermálneho tepelného čerpadla je vedený cez strechu, aby absorboval dodatočné teplo v slnečných zimných dňoch. Jeden hovorí o slnečnom prúdení tepelného čerpadla. Výťažok je dosť nízky a solárne kolektory sú drahé - kvôli medi a zložitej inštalácii na streche. Musia byť hydraulicky pripojené k tepelnému čerpadlu, ktoré je zvyčajne na úrovni terénu alebo v suteréne. Je teda potrebných viac medi. Toto je skutočne užitočné iba v niekoľkých výnimočných prípadoch.
7. Pomoc s fotovoltaikou? Nevyhnutne!
Je lepšie pokryť strechu fotovoltaickými solárnymi modulmi a použiť elektrinu na kompresor tepelného čerpadla. Teraz mudrci povedia, že solárna energia je k dispozícii iba v teplých mesiacoch. To však nie je tak celkom pravda, pretože fotovoltaika závisí od množstva svetla, ktoré poskytuje slnko, nie od jeho citeľného tepla. Napríklad v určitých regiónoch, ako sú Alpy, má zimné slnko veľa energie; moduly dodávajú veľa slnečnej energie v dňoch bez oblakov. Okrem toho sa tu vyskytujú odrazy od snehu, ktoré zvyšujú výnos. Ak zbalíte solárne moduly na pohyblivý sledovač, môžete ich sledovať na slnku, takže sa môže opäť výrazne zvýšiť výťažok elektriny. Trackery môžu umiestniť stôl modulu takmer zvisle, čo znamená, že sa zosúva sneh. Solárne tepelné kolektory sa dajú ťažko sledovať a potom sa potrubie k budove zvlášť drví.
A: aj keď dom nepotrebuje žiadne teplo, solárnu energiu je možné využiť rôznymi spôsobmi - na teplú vodu (pripravenú elektricky alebo pomocou malého tepelného čerpadla), na elektrickú energiu pre domácnosť, elektrické kosačky na trávu, elektrokola alebo elektromobily. Chladenie domu alebo niektorých miestností elektrickou energiou je oveľa jednoduchšie ako pomocou tepelných systémov. Ekonomické výhody solárnej energie sú zarážajúce, pretože elektrina sa môže - ak je to potrebné - premeniť na teplo, ale teplo sa na elektrinu zmeniť nedá. Aspoň nie s teplotami v solárnych paneloch.
8. Navrhnite tepelné čerpadlá ako viacstupňový systém (kaskáda)!
Tepelné čerpadlá sa dajú úžasne kombinovať, čo je tiež jasná výhoda oproti horákom na plyn alebo olej. Keď sa vonku v prechodnom období trochu ochladí, naštartuje sa prvé tepelné čerpadlo (robí to aj kozub). Keď teplota klesne, pridá sa druhé tepelné čerpadlo, neskôr tretie - na niekoľko veľmi zľadovatených dní v zime. Takéto kaskádové systémy sa používajú hlavne v komerčných budovách a v priemysle, aby sa vykurovacie systémy navrhli čo najefektívnejšie z hľadiska nákladov. Aj v prípade poruchy tepelného čerpadla zostáva kúrenie nedotknuté. Tepelné čerpadlá však majú z tohto hľadiska aj jasné výhody: Nezohrievajú sa tak ako horáky, v skutočnosti majú iba pohyblivé časti kompresor a čerpadlá v pracovnom okruhu a vo vykurovacom okruhu. To výrazne znižuje opotrebenie.
9. Najnižší možný tepelný výkon pre väčšie zásobníky!
Tepelné čerpadlo má jednu nevýhodu, ktorá je však pri správnom naplánovaní a inštalácii ťažko viditeľná. Touto technológiou sa len veľmi ťažko dajú splniť veľmi vysoké krátkodobé požiadavky na teplo - na rozdiel od horákov s teplotou 1 000 stupňov Celzia. Tepelné čerpadlo preto vždy potrebuje dostatočne veľký akumulačný zásobník, ktorý dokáže tepelne nabíjať po dlhšiu dobu. Ak sú ale zdroj tepla, tepelné čerpadlo, akumulačný zásobník a využitie tepla dobre koordinované, neexistuje účinnejšia tepelná technológia, ktorá by sa zaobišla bez spalín, komínov a hluku. Čistá záležitosť!
10. Inštaláciu prenechajte dodávateľovi!
Tepelné čerpadlá si vyžadujú veľa skúseností s plánovaním a vysoko kvalitnú inštaláciu. Preto by ste mali pracovať iba s inštalatérmi a projektantmi, ktorí vám poskytnú dostatočné referencie. Tieto odkazy možno posúdiť veľmi ľahko: Rozhodujúcim faktorom nie je krása zariadenia alebo jeho technické zvládnutie, ale účet za elektrinu na prevádzku tepelného čerpadla (elektrická sieť). Správne naplánovaný a vybudovaný systém tepelných čerpadiel vyžaduje veľmi málo prevádzkovej elektriny. Investícia môže byť vyššia ako v prípade plynovej technológie, ale dá sa rýchlo vypočítať na desať alebo 20 rokov. (Heiko Schwarzburger)
Tieto a ďalšie tipy od nášho autora o efektívnom zásobovaní obytných budov obnoviteľnými energiami nájdete tu.