Tepelná čerpadla. princip funkce topný faktor typy tepelných čerpadel hodnocení provozu tepelných čerpadel otopné soustavy

Transkript

1 Tepelná čerpadla princip funkce topný faktor typy tepelných čerpadel hodnocení provozu tepelných čerpadel otopné soustavy

2 Tepelná čerpadla zařízen zení k získz skávání využiteln itelné tepelné energie získanz skané z nízkopotenciálních zdrojů tepla tepelné čerpadlo odebírá ze zdroje teplo varem a odpařov ováním m teplonosné látky páry teplonosné látky jsou kompresorem přečerpávány do chladiče, kde zkapalní a odevzdají své teplo okolí odevzdané teplo mám vyšší teplotní potenciál l než teplo odebíran rané ze zdroje za ideáln lních podmínek lze TČT považovat ovat za motor, který využívá Carnotova cyklu

3 Tepelná čerpadla pracovní cykly Carnotova cyklu jsou vratné izotermické nebo izoentropické děje je v levotočiv ivém m oběhu 1 2 izotermické vypařov ování,, jímáníj přírodního tepla chladivem 2 3 izoentropická komprese, stlačov ování chladiva kompresorem 3 4 izotermická kondenzace, dochází k předp edání tepla a zkapalnění chladiva 4 1 izoentropická expanze

4 Tepelná čerpadla pracovní princip pracovním m principem tepelného čerpadla je chladící okruh s parním m oběhem, který se skládá ze čtyř částí: výparník kompresor kondenzátor škrtící ventil po technické stránce jsou tepelná čerpadla téměř shodná s chladícími zařízen zeními

5 Tepelná čerpadla pracovní princip

6 Tepelná čerpadla topný faktor poměr r získanz skaného tepla (topného výkonu) a energie potřebn ebné pro přečerpp erpání se nazývá topný faktor vyjadřuje kolikrát t více v energie získz skáme než ve formě poháněcí energie přivedemep QT ε = ( ) Q E topný faktor celého systému TČ, T, zahrnující i nezbytné příkony strojů pro cirkulaci zdroje a ohřívan vané látky systémem je ε TČ Q = Q T, TČ E, TČ ( )

7 Tepelná čerpadla topný faktor výpočet topného faktoru pro ideáln lní Carnotův oběh h vychází ze vztahu x Tk εc, id = ( ; K, K ) x x T T k o při i výpočtu skutečného topného faktoru musíme me započítat ztráty ty vznikající při provozu tepelného čerpadla velikost teplosměnných ploch parametry reáln lného chladiva pochody ve skutečném m kompresoru ztráty ty tepla do okolí příkon pomocných zařízen zení

8 Tepelná čerpadla topný faktor topný faktor skutečného oběhu můžm ůžeme vyjádřit následovnn sledovně: ε sk T0 T0 = 0,9 + 0,74 0,003 2 T0 0,765 ( ; K, K) T T T k 0 ε = 0,4 nebo ( TK + 273,15) ( T T ) K 0 ( ) k

9 Tepelná čerpadla energetický topný faktor určuje uje se na základz kladě energetických toků pro P te platí vztah P COP te= Δ = T Q P P m te p C p ( ) (W ) kde: T rozdíl l teplot na vstupu a výstupu kondenzátoru Q m hmotnostní průtok média m (kg.s - 1 ) C p měrná tepelná kapacita médiam

10 Typy tepelných čerpadel tepelná čerpadla jsou vyráběna ve čtyřech základních provedeních země voda voda voda vzduch voda vzduch vzduch (klimatizační jednotky) tepelná čerpadla mohou obecně pracovat ve dvojím m zapojení: monovalentní systém bivalentní systém

11 Typy tepelných čerpadel voda - voda

12 Typy tepelných čerpadel země - voda

13 Typy tepelných čerpadel vzduch - voda

14 Monovalentní systém tepelné čerpadlo je hlavním m a jediným zdrojem tepla

15 Bivalentní systém tepelné čerpadlo pracuje spolu s doplňkovým zdrojem tepla tepelný výkon TČT je navržen tak, aby TČT krylo přibližně 60% tepelných ztrát t objektu

16 Bivalentní systém bod bivalence bivalentní bod je určen pomocí tzv. teploty bivalence pro bivalentní bod musí platit dvě podmínky: výkon tepelného čerpadla odpovídá potřeb ebě z hlediska otopné soustavy teplota média m ohřívan vaného tepelným čerpadlem odpovídá potřeb ebě otopné soustavy

17 Instalace tepelných čerpadel

18 Význam a problematika tepelných čerpadel TČ nemohou zásadnz sadně řešit energetickou situaci za předpokladu p správn vného energetického a ekonomického návrhu n mohou významně přispět t ke snížen ení primárn rní spotřeby energie a provozních nákladn kladů

19 Význam a problematika tepelných čerpadel realizace netradičních prostředk edků energetiky je svázána s řadou specifických otázek a problémů: oblast technického ho řešení oblast projektování oblast investiční oblast výrobní oblast centráln lního řízení

20 Hospodárnost tepelných čerpadel hodnotit TČT můžeme ze dvou hledisek energetické hledisko ekonomické hledisko

21 Otopné soustavy ve spojení s TČT ve spojení s tepelnými čerpadly je nejvhodnější využívat vat nízkoteplotnn zkoteplotní otopné soustavy stropní OS podlahové OS stěnov nové OS

22 Otopné soustavy ve spojení s TČT