Schémata a analýza klasického evropského systému vytápění vzduch-voda s tepelným čerpadlem

Původ Tepelná čerpadla lze vysledovat až do 19. století. Po dlouhém období praktického vývoje se jak typy technologií tepelných čerpadel (jako jsou tepelná čerpadla voda-voda, tepelná čerpadla země-voda, tepelná čerpadla vzduch-voda atd.), tak i oblasti použití tepelných čerpadel (velké komerční zařízení, malé domácnosti, ohřev vody, vytápění a chlazení atd.) v zahraničí velmi rozvinuly. Zejména v Evropě, rodišti tepelných čerpadel, je vývoj tepelných čerpadel relativně pokročilý. Představme si klasické schémata technických systémů vytápění tepelnými čerpadly v Německu a Švédsku a podívejme se, jak jejich systémy vytápění tepelnými čerpadly fungují.

Projekt vytápění tepelným čerpadlem v Německu

Koordinace více zdrojů solární energie, tepelných čerpadel atd. s oddělenou vodou ke koupání a vodou pro tepelná čerpadla

Hlavní body:

1. Konfigurace s více zdroji: K dispozici je solární energie i tepelná čerpadla a dokonce i záložní elektrická asistence.

2. Voda pro solární energii a voda pro vytápění se obě vyměňují prostřednictvím výměny tepla voda-voda a voda se přísně nemíchá.

3. Voda ke koupání a teplonosná voda se také vyměňují prostřednictvím výměny tepla voda-voda a voda se přísně nemíchá.

4. Topné médium voda v každém místě cirkuluje denně malým čerpadlem, místo aby byla nahrazována velkým čerpadlem.

5. Recirkulace teplé vody ke koupání je nezbytná, aby se zabránilo plýtvání vodou.

Na technickém schématu je vidět mnoho ventilů, senzorů, expanzních nádob atd. Je třeba poznamenat, že se jedná pouze o běžný systém vytápění domácností. Mnoho domácích spotřebitelů, prodejců a dokonce i výrobců tepelných čerpadel si myslí, že je to prostě zbytečné. Požadavky na vytápění tepelnými čerpadly v naší zemi kladou důraz na dobrou kvalitu a nízkou cenu a všude, kde je to možné, se šetří. To skutečně odráží přísnost Němců.

Z výše uvedeného schématu vytápění tepelným čerpadlem můžeme pochopit, že ve skutečnosti je každá německá rodina postavena podle standardu tepelné elektrárny. To by mohla být i vize budoucího rozvoje domácích systémů - domácí energetická stanice v kombinaci s velkými daty o domácnostech, která by analyzovala, kde je potřeba chlazení, jako jsou ledničky, dávkovače vody, klimatizace a úprava čerstvého vzduchu, a posílala ho tam; a kde je potřeba vytápění, jako je vytápění, sušení, praní a koupání, a posílala ho tam, zatímco chladicí teplo se rekuperuje pro pohotovostní použití! To je však velmi ambiciózní vize s dlouhou cestou před sebou.

Výkres projektu vytápění tepelným čerpadlem ve Švédsku

Systém přepínání čerpadla a třícestného ventilu, oddělená voda pro koupání a topná voda

Hlavní body:

1. Tepelné čerpadlo je hlavním zdrojem tepla a je vybaveno elektrickým pohonem.

2. Vyrovnávací nádrž na vodu je standardní a existuje velmi jasný vzorec pro výpočet velikosti a kapacity.

3. Trojcestný ventil se používá k přepínání požadavku na teplo pro koupání a vytápění.

4. Voda ke koupání a teplonosná voda se vyměňují prostřednictvím výměny tepla voda-voda a voda se přísně nemíchá, jako v německém systému.

5. Toto řešení sdílí jedno vodní čerpadlo.

Systém se dvěma čerpadly, oddělená voda ke koupání a topná voda

Hlavní body:

1. Konfigurace s více zdroji: K dispozici je solární energie i tepelná čerpadla a dokonce i záložní elektrická asistence.

2. Voda pro solární energii a voda pro vytápění se obě vyměňují prostřednictvím výměny tepla voda-voda a voda se přísně nemíchá.

3. Voda ke koupání a teplonosná voda se také vyměňují prostřednictvím výměny tepla voda-voda a voda se přísně nemíchá.

4. Topné médium voda v každém místě cirkuluje denně malým čerpadlem, místo aby byla nahrazována velkým čerpadlem.

5. Toto řešení využívá dvě čerpadla k pokrytí požadavků na ohřev vody a vytápění.

Tepelné čerpadlo v kombinaci s nástěnným plynovým kotlem pro radiátorové vytápění

Hlavní body:

1. Tepelné čerpadlo je hlavním zdrojem tepla a je také vybaveno nástěnným plynovým kotlem nebo elektrickým pomocným ohřevem.

2. Trojcestný ventil se používá k přepínání požadavku na teplo pro koupání a vytápění.

3. Voda ke koupání a teplonosná voda se vyměňují prostřednictvím tepelné výměny voda-voda a voda se přísně nemíchá, jako v německém systému.

4. Toto řešení sdílí jedno vodní čerpadlo.

5. Všechny radiátory jsou instalovány paralelně, aby se snížil odpor vody.

Z výše uvedených diagramů vytápění tepelným čerpadlem lze shrnout dva body:

1. Vytápění tepelnými čerpadly vzduch-voda je v Evropě velmi rozvinuté. Zejména vytápění tepelnými čerpadly a radiátory je také rozvinuté v zahraničí.

2. Bez ohledu na to, zda se jedná o řešení vytápění tepelným čerpadlem v Německu nebo Švédsku, existují dodávky z více zdrojů a užitková voda a topná voda se zpracovávají odděleně bez míchání vody.

Mnoho Číňanů si myslí, že teplá voda ke koupání by měla být teplejší, nejlépe 50–60 °C. Jak lze dosáhnout tak vysoké teploty výměnou tepla mezi vodou? Evropané ve skutečnosti při výměně tepla mezi vodou dbají na to, aby systém byl spolehlivý, aby voda, která je v kontaktu s tělem, byla velmi přísně vyžadována a aby teplota vody ke koupání byla vyšší než 45 °C, byla dostačující, pokud má potrubí dobrou izolaci a dokonalou recirkulaci teplé vody.

Kromě toho je hodnota zatížení konfigurace tepelného čerpadla v zahraničí v zásadě 40–60 wattů/metr čtvereční (W/㎡), což v Číně jednoduše není proveditelné. Hlavním důvodem je, že izolace budov je na mnoha místech v Číně špatná. Přestože země v posledních letech zvýšila standardy úspory energie v budovách, izolační stav domů ve venkovských oblastech, na okraji měst a venkova a ve starých městských oblastech se nezměnil. Zejména pro zákazníky vytápění na jihu je to v očích Němců ekvivalentem žádné izolace!