Schémy a analýza európskeho klasického vykurovacieho systému vzduch-voda s tepelným čerpadlom

Pôvod Tepelné čerpadlá možno vysledovať až do 19. storočia. Po dlhom období praktického vývoja sa v zahraničí veľmi rozvinuli tak typy technológií tepelných čerpadiel (ako sú tepelné čerpadlá voda-voda, tepelné čerpadlá zem-voda, tepelné čerpadlá vzduch-voda atď.), ako aj oblasti použitia tepelných čerpadiel (veľké komerčné zariadenia, malé domácnosti, ohrev vody, vykurovanie a chladenie atď.). Najmä v Európe, rodisku tepelných čerpadiel, je vývoj tepelných čerpadiel relatívne pokročilý. Predstavme si klasické schémy technických systémov vykurovania tepelnými čerpadlami v Nemecku a Švédsku a pozrime sa, ako fungujú ich vykurovacie systémy tepelnými čerpadlami.

Projekt vykurovania tepelným čerpadlom v Nemecku

Koordinácia viacerých zdrojov solárnej energie, tepelných čerpadiel atď. s oddelenou vodou na kúpanie a vodou pre tepelné čerpadlo

Hlavné body:

1. Konfigurácia s viacerými zdrojmi: K dispozícii je solárna energia aj tepelné čerpadlá a dokonca aj záložná elektrická asistencia.

2. Voda na solárnu energiu a voda na vykurovanie sa vymieňajú prostredníctvom výmeny tepla voda-voda a voda sa prísne nemieša.

3. Voda určená na kúpanie a tepelné médium voda sa tiež vymieňajú prostredníctvom výmeny tepla voda-voda a voda sa prísne nemieša.

4. Tepelne vodivá voda v každom mieste cirkuluje denne malým čerpadlom namiesto toho, aby bola nahradená veľkým čerpadlom.

5. Recirkulácia teplej vody na kúpanie je nevyhnutná, aby sa predišlo plytvaniu vodou.

Na technickej schéme je vidieť veľa ventilov, senzorov, expanzných nádrží atď. Treba poznamenať, že ide len o bežný systém vykurovania domácností. Mnohí domáci spotrebitelia, predajcovia a dokonca aj výrobcovia tepelných čerpadiel si myslia, že je jednoducho zbytočný. Požiadavky na vykurovanie tepelnými čerpadlami v našej krajine kladú dôraz na dobrú kvalitu a nízku cenu a všade, kde je to možné, sa dosahujú úspory. To skutočne odráža prísnosť Nemcov.

Z vyššie uvedeného diagramu vykurovania tepelným čerpadlom môžeme pochopiť, že v skutočnosti je každá nemecká rodina postavená podľa štandardu tepelnej elektrárne. Toto môže byť aj vízia budúceho vývoja domácich systémov - domáca energetická stanica v kombinácii s veľkými dátami o domácnostiach by mala analyzovať, kde je potrebné chladenie, ako sú chladničky, dávkovače vody, klimatizácie a úprava čerstvého vzduchu, a posielať ho tam; a kde je potrebné vykurovanie, ako je vykurovanie, sušenie, pranie a kúpanie, a posielať ho tam, pričom by sa chladiace teplo rekuperovalo na pohotovostné použitie! Je to však veľmi ambiciózna vízia s dlhou cestou pred sebou.

Výkres projektu vykurovania tepelným čerpadlom vo Švédsku

Systém prepínania čerpadla a trojcestného ventilu, oddelená voda na kúpanie a vykurovacia voda

Hlavné body:

1. Tepelné čerpadlo je hlavným zdrojom tepla a je vybavené elektrickou asistenciou.

2. Zásobníková nádrž na vodu je štandardná a existuje veľmi jasný vzorec pre výpočet veľkosti a kapacity.

3. Trojcestný ventil sa používa na prepínanie požiadavky na teplo pre kúpanie a vykurovanie.

4. Voda určená na kúpanie a tepelné médium voda sa vymieňajú prostredníctvom výmeny tepla voda-voda a voda sa prísne nemieša, ako v nemeckom systéme.

5. Toto riešenie zdieľa jedno vodné čerpadlo.

Systém s dvoma čerpadlami, oddelená voda na kúpanie a vykurovacia voda

Hlavné body:

1. Konfigurácia s viacerými zdrojmi: K dispozícii je solárna energia aj tepelné čerpadlá a dokonca aj záložná elektrická asistencia.

2. Voda na solárnu energiu a voda na vykurovanie sa vymieňajú prostredníctvom výmeny tepla voda-voda a voda sa prísne nemieša.

3. Voda určená na kúpanie a tepelné médium voda sa tiež vymieňajú prostredníctvom výmeny tepla voda-voda a voda sa prísne nemieša.

4. Tepelne vodivá voda v každom mieste cirkuluje denne malým čerpadlom namiesto toho, aby bola nahradená veľkým čerpadlom.

5. Toto riešenie využíva dve čerpadlá na pokrytie požiadaviek na teplú vodu a vykurovanie.

Tepelné čerpadlo kombinované s nástenným plynovým kotlom pre radiátorové vykurovanie

Hlavné body:

1. Tepelné čerpadlo je hlavným zdrojom tepla a je tiež vybavené nástenným plynovým kotlom alebo elektrickým pomocným ohrevom.

2. Trojcestný ventil sa používa na prepínanie požiadavky na teplo pre kúpanie a vykurovanie.

3. Voda určená na kúpanie a tepelné médium voda sa vymieňajú prostredníctvom výmeny tepla voda-voda a voda sa prísne nemieša, ako v nemeckom systéme.

4. Toto riešenie zdieľa jedno vodné čerpadlo.

5. Radiátory sú všetky nainštalované paralelne, aby sa znížil odpor vody.

Z vyššie uvedených diagramov vykurovania tepelným čerpadlom možno zhrnúť dva body:

1. Vykurovanie tepelným čerpadlom vzduch-voda je v Európe veľmi rozvinuté. Najmä vykurovanie tepelnými čerpadlami a radiátormi je rozvinuté aj v zahraničí.

2. Bez ohľadu na to, či ide o riešenie vykurovania tepelným čerpadlom v Nemecku alebo Švédsku, existujú dodávky z viacerých zdrojov a úžitková voda a vykurovacia voda sa spracovávajú oddelene bez miešania vody.

Mnoho Číňanov si myslí, že teplá voda na kúpanie by mala byť teplejšia, najlepšie 50 – 60 °C. Ako môže výmena tepla medzi vodou dosiahnuť takú vysokú teplotu? V skutočnosti, keď Európania vykonávajú výmenu tepla medzi vodou, jedným z nich je zabezpečenie spoľahlivosti systému; druhým je, že voda, ktorá je v kontakte s telom, je veľmi prísne vyžadovaná; a tretím je, že pokiaľ má potrubie dobrú izoláciu a dokonalú recirkuláciu teplej vody, postačuje teplá voda na kúpanie s teplotou nad 45 °C.

Okrem toho, hodnota zaťaženia konfigurácie tepelného čerpadla v zahraničí je v podstate 40 – 60 wattov/meter štvorcový (w/m²), čo v Číne jednoducho nie je možné. Hlavným dôvodom je, že izolácia budov je na mnohých miestach v Číne slabá. Hoci krajina v posledných rokoch zvýšila štandardy úspory energie v budovách, stav izolácie domov vo vidieckych oblastiach, na okrajoch miest a v starých mestských oblastiach sa nezmenil. Najmä pre vykurovanie zákazníkov na juhu je to v očiach Nemcov ekvivalentom žiadnej izolácie!