Co je systém HVAC tepelného čerpadla?

Pokud jste obeznámeni s okenní klimatizací nebo dokonce s centrální klimatizací, jste na půli cesty k pochopení toho, co tepelné čerpadlo dělá. Když je venku horko a potřebujete chladný vzduch uvnitř, tepelné čerpadlo funguje jako standardní klimatizace, odvádí teplo z domu a fouká studený vzduch. Když je venku zima a potřebujete teplo, tepelné čerpadlo obrátí svůj chladicí účinek a fouká horký vzduch do domu a odvádí studený vzduch venku.

Pokud jde o energetickou účinnost, žádný topný systém nemůže topit systém tepelného čerpadla. Na rozdíl od spalovacích pecí tepelné čerpadlo nespaluje fosilní paliva (ale využívá elektřinu, která může být vyrobena spalováním fosilních paliv) a spotřebuje o 50 procent méně elektřiny než elektrický odpor ohřívač. Tepelná čerpadla fungují nejlépe v mírném podnebí, kde jsou často jediným zdrojem tepla v domácnosti, ale lidé je také používají v chladném podnebí k zajištění doplňkového tepla a ke snížení účtů za energii.

Spropitné

Jak funguje tepelné čerpadlo

Dodavatelé vzduchotechniky rádi mystifikují své zákazníky vysvětlením, že tepelné čerpadlo získává teplo z venkovního vzduchu, což je nápad, který se zdá nemožný, pokud je venkovní vzduch studený. Myšlenka není tak absurdní, jak to zní, a můžete pochopit, proč přemýšlet o vaší ledničce nebo standardní klimatizaci, protože tepelné čerpadlo pracuje na stejném principu.

Standardní chladicí systém se skládá z: kompresorové čerpadlo a síť utěsněných hadiček naplněných inertním chladivem, které lze opakovaně stlačit do kapaliny a poté odpařit a znovu stlačit. Trubky jsou formovány do dvou sad cívek známých jako kondenzátorové cívky a výparníkové cívky. Úkolem kompresoru je natlakovat chladivo ve spirách kondenzátoru, přeměnit ho na kapalinu a vytlačit ho přes malý otvor do cívek výparníku, kde se odpaří a vrátí se do kompresoru, aby zahájil cyklus znovu.

Odpařování je endotermický proces, což znamená, že k jeho vzniku je zapotřebí tepla, a toto teplo pochází z okolního vzduchu, a proto jsou cívky výparníku vždy studené. Kondenzace je na druhé straně proces, při kterém se uvolňuje teplo, takže kondenzátorové cívky jsou vždy horké. Místo odsávání horkého vzduchu obklopujícího spirály kondenzátoru, jako to dělá chladnička nebo klimatizace, ho tepelné čerpadlo fouká do domu. Ten proces nakonec není tak záhadný.

Typy systémů tepelných čerpadel

Tento systém tepelného čerpadla se vzduchem je nejběžnějším druhem, ale není jediný. Systém vodních zdrojů používá jako médium místo vzduchu vodu a může být energeticky úspornou volbou pro majitele domů, kteří žijí v blízkosti velké vodní plochy nebo mají studnu. Cívky výparníku jsou ponořeny do vody, extrahují z ní teplo a odvádějí teplo buď uzavřeným vnitřním vodním systémem, nebo v systému voda-vzduch ho cirkulují vzduchotechnickým potrubím. V systému voda-voda může být ohřátá voda skladována v nádrži pro použití v koupelně a kuchyni nebo cirkulována pomocí hydronického topného systému k vytápění domu.

Místo získávání tepla z venkovního vzduchu nebo z vodní plochy, a geotermální tepelné čerpadlo, známé také jako tepelné čerpadlo země, jej odebírá ze země. Tento typ tepelného čerpadla využívá skutečnosti, že teplota země několik stop pod povrchem je konstantní a mírnější než teplota okolního vzduchu. Jedná se v praxi o způsob získávání tepelné energie ze Země a její využití pro vytápění domů. Jedná se o životaschopnou alternativu k tepelnému čerpadlu se zdrojem vzduchu pro majitele domů v chladném podnebí a je jedním z nejúčinnějších systémů vytápění domů na trhu.

Další typ tepelného čerpadla je známý jako bezkanálový nebo mini-split systém. Využívá stejnou technologii vytápění a chlazení jako tepelné čerpadlo vzduch-zdroj, ale místo cirkulace tepla nebo chladu přes vzduchové kanály, používá vnitřní jednotky pro úpravu vzduchu (obvykle namontované vysoko na vnitřní straně) stěny). Mini-splity se nejčastěji používají v bytech nebo malých domech nebo pro doplňkové vytápění a chlazení v přístavbách místností nebo v odlehlých oblastech většího domu, kde je potrubí relativně nepraktické.

Vytápění a chlazení v jednom balení

Protože tepelné čerpadlo je v zásadě klimatizační systém pracující v opačném směru, může také poskytovat chlazení, pokud spusťte jej v poloze "dopředu", čehož je dosaženo ventilovým systémem ovládaným termostatem pro Systém. Když na termostatu vyberete režim chlazení, otevře se ventil, který zajistí cestu pro chladný vzduch z cívky výparníku pro vstup do domácnosti, zatímco další ventil uzavírá cestu pro teplý vzduch z kondenzátoru cívky. Opak se stane, když vyberete režim topení. A termostat, které řídí tepelné čerpadlo, musí mít vyhrazený terminál (označený buď O nebo B) pro zpětný ventil.

Při použití v nuceném vzduchu HVAC systém, cívky tepelného čerpadla jsou umístěny uvnitř potrubí přívodního vzduchu a teplý nebo chladný vzduch podle potřeby cirkuluje dmychadlem, zatímco vzduch z druhé sady cívek je venku odváděn. Mini-split systém bez potrubí, který vypadá a funguje jako nástěnná klimatizační jednotka, je připojeno k venkovní jednotce (kde je umístěn kompresor) a funguje stejně jako celý dům Systém. Může být použit k vytápění a chlazení jednotlivých místností.

Výhody a nevýhody tepelného čerpadla

Tepelné čerpadlo používá elektřinu, takže nejde o uhlíkově neutrální zařízení, ale spotřebuje mnohem méně elektřiny než odporový ohřívač. Účinnost můžete dokonce zvýšit instalací jednotky se dvěma zdroji, která čerpá teplo jak z vnějšího vzduchu, tak ze země. Mezi další výhody patří:

• Vyžaduje méně údržby než jiné typy domácích topných systémů. Údržba je téměř stejně snadná jako u chladničky, i když cívky výparníku mohou občas zamrznout a narušit výkon jednotky a vzduchové filtry vyžadují pravidelnou údržbu.

• Na rozdíl od spalovací pece nemůže tepelné čerpadlo uvolňovat toxické spaliny do domácnosti. Nemá žádný znatelný vliv na kvalitu vnitřního ovzduší a může být dokonce prospěšný, protože tomu tak nebude vyschnout vzduch jako pec.

• Tepelné čerpadlo může uspokojit potřeby vytápění i chlazení. V chladnějších klimatech jej lze spojit s jiným typem topného systému, který poskytuje v zimě doplňkové teplo a v létě funguje jako samostatný chladicí systém.

Nákup tepelných čerpadel stojí mezi 800 a 4500 USD v závislosti na velikosti a instalace systému HVAC tepelného čerpadla může stát kdekoli od 1 200 do 3 500 USD v závislosti na potřebném množství potrubí. Instalace tepelných čerpadel z vody a ze země je nákladnější, i když část nákladů na instalaci lze získat zpět při nižších nákladech na energii, protože tato tepelná čerpadla jsou tak energeticky účinná.

Relativně vysoké náklady na nové tepelné čerpadlo nejsou jedinou nevýhodou:

• Nepracují všude. Jsou nejvhodnější pro mírné podnebí.

• V průměru vydrží asi 15 let. To není tak dlouho jako plynové pece, které obvykle vydrží 20 a více let.

• Používají a chladivoa dosud nebylo vyvinuto žádné chladivo, které by bylo stoprocentně bezpečné pro životní prostředí. Pokud se s chladicím systémem něco pokazí, musí to podle zákona opravit autorizovaný technik.

• Vzduch ze systému HVAC tepelného čerpadla fouká o něco chladněji než z pece a některým lidem je to nepříjemné.