Výpočet tepelného čerpadla vzduch-voda je třeba provést s rozumem, abyste si později neukousli lokty. Vzduch je na rozdíl od půdy a vody náchylnější na teplotní výkyvy během jednoho dne a celého roku.
Z této publikace se dozvíte, jak to udělat správně a s jakými problémy se můžete setkat. Výkon tepelného čerpadla si můžete správně spočítat sami, pokud využijete naše doporučení.
Vlastnosti provozu tepelných čerpadel vzduch-voda pro vytápění
Vzduch je velmi nestabilní médium. Přes den může její teplota klesnout o 10-15 stupňů a při náhlých změnách počasí i více. Mnoho lidí dělá stejnou chybu – na základě průměrné teploty počítají výkon tepelného čerpadla pro vytápění domu. A pak se diví, že spotřeba energie je vyšší, než udával výrobce. Pojďme si to vysvětlit na jasném příkladu.
Řekněme, že potřebujete udržovat teplotu v domě +20 a venku přes den -5 a v noci -15 stupňů. Jak vidíme, během dne budete muset pracovat s teplotním rozdílem 25 stupňů a v noci – 35 stupňů.
Zdálo by se, že rozdíl je jen 10 stupňů nebo asi 40 % a přesně o tolik by se měla zvýšit spotřeba elektřiny. Ale to není pravda.
Princip činnosti vzduchového tepelného čerpadla je navržen tak, aby se jeho COP (účinnost) v přímém vztahu neměnila. A ukazuje se, že v noci spotřebuje ne o 40%, ale o 45-50% více elektřiny.
Při výpočtu výkonu vzduchového tepelného čerpadla se proto vyplatí vzít v úvahu nejen teploty, ale také kolísání COP (účinnost tepelného čerpadla). Navíc je to z dlouhodobého hlediska důležité, protože v topné sezóně trvá tma až 15 hodin.
Jaký je rozdíl mezi výpočty vytápění a ohřevu teplé vody?
Náklady na dodávku teplé vody a vytápění domu jsou poněkud odlišné. Pokud vám nejde o vytápění, ale o teplou užitkovou vodu, pak by se tepelné čerpadlo vzduch-voda mělo kalkulovat podle toho, kdy se spotřebuje více vody. Koneckonců, při vytápění domu musíte neustále ohřívat chladicí kapalinu a ne vždy spotřebováváte horkou vodu.
K vrcholům proudění dochází obvykle ráno a večer a v tuto denní dobu je venkovní teplota odlišná. Pokud se večer vzduch přes den ohřeje, tak ráno je maximálně chladný a přes noc se stihl ochladit. Spočítejte, kolik teplé vody spotřebujete ráno a večer, porovnejte tato čísla.
Dalším důležitým bodem je teplota přiváděné vody. Může také kolísat v závislosti na počasí, zvláště pokud je vodovodní potrubí položeno mělce. Pokud je jejich hloubka větší než metr, lze tento bod vynechat, kolísání bude malé.
Pokud k vytápění domu použijete tepelné čerpadlo, bude jeho příkon na vytápění objektu větší než na ohřev vody. Ačkoli v obecných výpočtech stojí za to vzít v úvahu pro přesnost výpočtů.
Výpočet tepelného čerpadla vzduch-voda pro zásobování teplou vodou
Nyní přistoupíme k přímým výpočtům. K tomu potřebujete vědět následující:
- teplota vstupní vody;
- spotřeba teplé vody ráno a večer;
- Průměrná venkovní teplota ráno a večer;
- Koeficient COP (účinnost) tepelného čerpadla.
Průměrné teploty není těžké zjistit – na mnoha stránkách nabízejících předpověď počasí můžete s velkou přesností zjistit průměrné výkyvy ve vašem regionu a dokonce i v jednotlivém městě. COP tepelného čerpadla při různých teplotách musí výrobce uvést v průvodní dokumentaci.
Pro přesnost provedeme výpočty zvlášť, pro ranní a večerní čas. V ideálním případě by se výpočet tepelného čerpadla vzduch-voda měl provádět zvlášť pro každý měsíc, ale nebudeme mít žádné zásadní rozdíly. Stačí proces opakovat třikrát a nahradit různé hodnoty.
Pro výpočet spotřeby elektřiny jsou zapotřebí tři hodnoty, a to:
.T – rozdíl mezi teplotou přiváděné vody a požadovanou teplotou. Obvykle je normální úroveň ohřevu teplé vody +45 – +55 stupňů.
V – objem spotřeby vody v litrech.
K – COP (účinnost) tepelného čerpadla při průměrné venkovní teplotě.
Výpočtový vzorec je následující:
.T х V / K х 1,16.
Potřebujeme například ohřát 200 litrů vody z +5 na +45 stupňů, když COP tepelného čerpadla je 4. Nyní dosadíme čísla do vzorce a získáme výsledek:
40 x 200 / 4 x 1,16 = 2320.
Stejným způsobem spočítejte spotřebu energie pro jinou denní dobu se špičkovou spotřebou, sečtěte čísla a vynásobte počtem dní v měsíci. Proveďte kalkulaci na každý měsíc a získejte množství elektřiny potřebné pro ohřev užitkové vody pomocí tepelného čerpadla.
Výpočet tepelného čerpadla vzduch-voda pro vytápění
Při vytápění domu je třeba provést výpočty jinak. Spotřebu vody zde nemá smysl počítat, ale velkou roli hraje tepelná ztráta objektu. K jejich výpočtu můžete použít online kalkulačku, například: //dokadoma.com/calc/teplo nebo //teplo-info.com/otoplenie/raschet_teplopoter_online.
Stejně jako v případě výpočtů teplé vody je lepší data segmentovat. Proveďte výpočty pro tmavé a světlé doby dne, pro každý měsíc topné sezóny zvlášť. Získané údaje představují množství tepla, které by mělo tepelné čerpadlo vyrobit.
Dále výsledná data vydělte koeficientem COP pro každou denní dobu zvlášť. Získáte tak množství elektřiny potřebné pro normální provoz tepelného čerpadla.
Obecný výpočet a nuance
Sečtením spotřeby elektřiny na vytápění a dodávku teplé vody získáme celkové náklady na provoz tepelného čerpadla. Ale zůstávají dvě nuance, a to:
- Výrobci tepelných čerpadel často data nadhodnocují. Nezohledňují například náklady na provoz čerpadla, které čerpá vodu v topném systému. Někdy zápletka COP neodpovídá skutečnosti.
- Když se teplá voda nepoužívá, zůstává v zásobníku a postupně se ochlazuje. Tepelné čerpadlo bude udržovat svou teplotu, což také využívá elektřinu.
Proto k vypočtenému výkonu připočtěte dalších 5-10 %.
Jak vybrat tepelné čerpadlo vzduch-voda?
Jak vidíme, konstrukce tepelného čerpadla vzduch-voda je velmi závislá na COP. Čím vyšší je tedy tento koeficient, tím nižší jsou náklady na vytápění a dodávku teplé vody. Zařízení s dobrým výkonem však stojí hodně, takže je lepší hledat střední cestu.
Princip činnosti tepelného čerpadla vzduch-voda je takový, že jeho účinnost silně závisí na teplotě vzduchu. V některých regionech a v různých obdobích roku se výrazně liší mezi dnem a nocí. To je potřeba vzít v úvahu.
Až získáte údaje o tepelných ztrátách na vytápění a ohřev vody, spočítejte si náklady na spotřebu pro různé modely a výrobce tepelných čerpadel. Porovnáním těchto výpočtů a nákladů na vybavení si můžete vybrat nejlepší možnost.
Velkou roli hraje výkon čerpadla – čím větší je rozdíl mezi jeho maximálním výkonem a spotřebou, tím déle vydrží. Výkonnější modely stejné řady mají často vyšší COP než méně výkonné.
Při výběru dodavatele si spočítejte návratnost zařízení – jak dlouho bude trvat pokrytí pořizovacích nákladů prostřednictvím úspor. To je důležitý faktor.
Chraňte se před vyšší mocí
Tepelné čerpadlo je výhodné a snadno se používá, ale není všelékem. Nepomůže, když:
- Samotné tepelné čerpadlo selhalo;
- Vypadl proud;
- Přišly mrazy, které nejsou typické pro klima vašeho regionu.
V takových případech je tepelné čerpadlo k ničemu. Můžete zůstat bez topení po dlouhou dobu. Zpočátku bude dům držet teplo, ale časem se ochladí. V takovém případě je potřeba mít záložní zdroj pro vytápění a ohřev vody.
Pokud máte zaveden plyn, nezapomeňte nainstalovat plynový kotel. Pokud ne, zachrání vás tuhé palivo. Kotle lze použít jako rezervní nebo pro ohřev vody. Vše závisí na typu připojení. V prvním případě je paralelní, ve druhém sériový.
Vypočítat tepelné čerpadlo vzduch-voda není tak složité, jak se zdá. A čím přesněji to uděláte, tím lépe si vyberete ten správný model. V tomto případě je dobré věnovat pár hodin svého času, ale ujistěte se, že vše bylo provedeno správně, protože tepelné čerpadlo je zařízení, které vydrží mnoho let.
Kolik stojí vytápění tepelným čerpadlem To je otázka, kterou si klade mnoho lidí. A z dobrého důvodu. To je ostatně hlavní faktor při výběru způsobu vytápění domu. Tepelné čerpadlo by mělo být ekonomické a mělo by zajistit bezpečnost vaší karmy.
Každého, kdo přemýšlí o koupi tepelného čerpadla, zajímá jeho cena, výkon a COP (faktor účinnosti). Neméně důležitou otázkou ale je, kolik budete muset zaplatit za topnou sezónu ve srovnání s jinými možnostmi, jako je plyn, uhlí nebo palivové dřevo. Pojďme se na tento bod podívat blíže.
Tepelná účinnost tepelného čerpadla
Tepelná čerpadla se vyznačují koeficientem COP, obdobou našeho faktoru účinnosti. Ukazuje poměr spotřebované elektřiny k vyrobenému teplu. Přirozeně, čím vyšší COP, tím lépe. Ale je zde mnoho nuancí.
Tepelné čerpadlo vzduch-voda nebo vzduch-vzduch je velmi závislé na venkovní teplotě. Čím je nižší, tím je jeho účinnost nižší. Proto může COP vzduchových čerpadel během topné sezóny značně kolísat.
Geotermální vytápění a vodní tepelná čerpadla mají konzistentní účinnost po celé chladné období. Náklady na vytápění se pro ně snáze spočítají – stačí vydělit cenu jednoho kilowattu elektřiny COP – dostanete cenu jednoho kW tepla.
Úskalí
Zdá se, že vše je jednoduché – operace jedna divize a my víme, kolik bude stát vytápění domu tepelným čerpadlem. Ve skutečnosti však účinnost tepelného čerpadla závisí na třech faktorech:
- Tepelné čerpadlo COP;
- Teplota zdroje tepla (země, voda, vzduch);
- Rozdíl teplot vody.
Čím více potřebujeme vodu ohřát, tím je účinnost tepelného čerpadla nižší. Obvykle se voda pro vytápění ohřívá buď na 50-55 stupňů (u radiátorů), nebo na 30-35 stupňů (u vytápěných podlah). Rozdíl v ukazatelích je 1,5krát.
Pokud výrobce určil COP 6 pro ohřev vody na 35 stupňů, pro ohřev na 55 stupňů COP bude 4. A naopak. Někdy je COP indikován pro teploty 40-45 stupňů. V tomto případě se musí vynásobit nebo vydělit 1,25.
Kalkulujeme náklady na vytápění
Existují dva způsoby, jak spočítat, kolik stojí vytápění tepelným čerpadlem. Možnost č. 2 je pohodlnější a přesnější, ale lze ji využít pouze v případě, že již máte zkušenosti s vytápěním plynem, uhlím nebo dřevem.
Možnost №1
Pokud teprve plánujete stavbu nebo připojení topného systému, musíte si spočítat energetické náklady vašeho domova. Existují na to dobré online kalkulačky: http://dokadoma.com/calc/teplo a http://teplo-info.com/otoplenie/raschet_teplopoter_online. S jejich pomocí si můžete spočítat, kolik tepla váš domov ztratí během chladného období.
Po získání množství tepelných ztrát v kilowattech použijte následující vzorec:
Kde R je tepelná ztráta domu za hodinu, COP je účinnost tepelného čerpadla a S je spotřeba elektřiny za den.
Poté výsledné číslo vynásobte počtem dní, kdy potřebujete objekt vytápět a zjistěte, kolik stojí jedna sezóna vytápění tepelným čerpadlem.
Je důležité, aby se:
Tato metoda je špatná, protože čím vyšší je teplota mimo dům, tím menší jsou tepelné ztráty. Proto budete muset provést samostatný výpočet pro každý měsíc topné sezóny. Průměrné teploty pro region lze snadno najít na internetu.
Průměrné teploty v Rusku můžete vidět v článku o klimatu Ruské federace.
Možnost №2
Nejprve zjistíme, kolik tepla je potřeba k vytápění vašeho domova. V závislosti na typu paliva provádíme následující vzorec:
- Plyn: N x 9.3 (N – množství plynu v metrech krychlových)
- Uhlí: N x 7,6 (N – množství uhlí v kilogramech)
- Palivové dřevo: N x 3,9 (N je množství palivového dřeva v kilogramech)
- Bříza – 640;
- Topol – 460;
- Borovice – 510;
- Smrk – 450;
- Lípa – 500;
- Aspen – 500.
Nyní víte, kolik kilowatt/hodin tepla potřebujete během topné sezóny. Následně výslednou hodnotu vydělte COP tepelného čerpadla a zjistěte, kolik kWh elektrické energie bude tepelné čerpadlo vyžadovat.
Kolik stojí vytápění vzduchovým tepelným čerpadlem?
Účinnost tepelných čerpadel vzduch-vzduch a vzduch-voda závisí na venkovní teplotě. Při výpočtu budete muset tuto skutečnost zohlednit.
Pokud počítáte náklady na vytápění podle možnosti č. 1, budete muset vzít v úvahu COP za každý měsíc (nebo jiné časové období, které si zvolíte).
Při výpočtu podle možnosti #2 budete muset provést několik samostatných výpočtů pro každý měsíc. Pokud takové údaje nemáte, budete muset použít průměr založený na průměrné teplotě za topnou sezónu. Tato možnost však může způsobit chybu až 30 %. Více se dočtete v článku o výpočtu výkonu tepelného čerpadla vzduch-voda.
Jak vidíte, zjistit, kolik stojí vytápění tepelným čerpadlem, není zas tak těžké – stačí čísla zastrčit do vzorců. Budete muset strávit trochu času, ale budete mít po ruce skutečná data.
