Minimální a maximální teploty tepelného čerpadla

Vzduchová tepelná čerpadla jsou elektrické spotřebiče, které lze použít k přenosu tepelné energie z jednoho místa na druhé. Absorbují teplo přirozeně uložené ve venkovním vzduchu a přenášejí ho dovnitř domu, kde se využívá k vytápění a/nebo ohřevu vody.

Čerpadla se zdrojem vzduchu však mají typický rozsah teplot venkovního vzduchu, ve kterém lze teplo efektivně odebírat, a pokud jsou teploty mimo tento rozsah, nemusí pracovat tak efektivně.

Kromě toho mají tepelná čerpadla se zdrojem vzduchu také maximální výstupní teplotu (pro vytápění) a minimální výstupní teplotu (pro chlazení).

Tyto maximální a minimální teplotní rozsahy jak pro provozní teploty, tak pro výstupní teploty se mohou u různých výrobců a modelů tepelných čerpadel lišit, ale obvykle mohou fungovat v rámci obecného teplotního rozsahu.

Vzduchová tepelná čerpadla mohou obvykle pracovat při teplotách do -20 °C a při teplotách venkovního vzduchu až do 20 °C. Výstupní teploty u tepelných čerpadel vzduch-voda mohou být až 60 °C (140 °F) pro vytápění a 5 °C (41 °F) pro chlazení.

Naše tepelné čerpadlo vzduch-voda (ASHP) má rozsah venkovních teplot, ve kterém zaručeně pracuje a odebírá teplo pro náš dům k využití pro ústřední vytápění a ohřev teplé vody.

Vzhledem k tomu, že se jedná o typ tepelného čerpadla vzduch-voda (spíše než vzduch-vzduch), má také maximální výstupní teplotu vody, které lze dosáhnout, a také minimální výstupní teplotu, pokud by se tepelné čerpadlo mělo používat pro účely chlazení.

Níže podrobněji rozebíráme, jaké jsou přesně maximální a minimální provozní teploty našeho tepelného čerpadla se zdrojem tepla vzduch, jak mohou být výstupní teploty ovlivněny teplotami venkovního vzduchu a jaké teploty můžete očekávat, že bude vaše tepelné čerpadlo pracovat a produkovat.

Teplotní rozsah tepelného čerpadla vzduchového zdroje

Vzduchová tepelná čerpadla obvykle pracují při teplotách od -20 °C do 20 °C. Při teplotách pod tímto rozsahem musí pracovat intenzivněji, aby získala teplo, čímž se snižuje účinnost a nemusí být zaručen požadovaný tepelný výkon.

Skutečný rozsah provozních teplot venkovního vzduchu u tepelného čerpadla se zdrojem vzduchu bude se u jednotlivých modelů tepelných čerpadel liší.

Jelikož však všechny ASHP pracují na stejném principu, může být typický rozsah venkovní teploty vzduchu ve kterém budou pracovat nejefektivněji.

Tento rozsah může být v průměru mezi -20 °C a 68 °C. ale může být nižší nebo vyšší v závislosti na tom, co garantuje výrobce tepelného čerpadla.

Obvykle je to přibližně v tomto rozmezí, kdy výrobce garantuje, že tepelné čerpadlo dokáže ze vzduchu získat dostatečné množství tepelné energie pro použití v domácnosti.

Například výrobce našeho vlastního tepelného čerpadla se zdrojem vzduchu poskytuje garantovaný rozsah provozních teplot pro vytápění i chlazení pro venkovní vzduch.

Jelikož žijeme v mírném podnebí, nedochází u nás k takovým teplotním extrémům, které by způsobily, že by naše tepelné čerpadlo přestalo efektivně pracovat.

Pokud se v místním klimatu vyskytují teploty nižší, než je typický provozní rozsah vzduchového tepelného čerpadla, může být nutné jej spojit s jinou formou topného zařízení, jako je kotel nebo pec, aby se zajistilo hybridní systém.

Zatímco tepelná čerpadla se zdrojem tepla ze vzduchu mají obecný rozsah teplot venkovního vzduchu, ve kterém pracují nejlépe, mohou mít také maximální výstupní teplotu pro vytápění a minimální výstupní teplota pro chlazení.

Na obrázku níže je například maximální a minimální teploty výstupní vody které může naše tepelné čerpadlo se zdrojem tepla na bázi vzduchu produkovat.

Vzhledem k tomu, že tepelná čerpadla na bázi vzduchu mohou odebírat a dodávat pouze takové množství tepla, je třeba maximální výstupní teplota může být diktována venkovními teplotami.

Jako venkovní teploty dosahují minimálních hodnot provozní teploty pro naše tepelné čerpadlo, je maximální výstupní teplota vody se snižuje (pro náš konkrétní model tepelného čerpadla).

V příručce k našemu ASHP jsou také uvedeny informace o vztahu mezi dvěma scénáři, kdy venkovní teploty vzduchu jsou různé ale výstupní teploty vody zůstávají konstantní.

Koeficient výkonu (COP) se snižuje a elektrický příkon se zvýší při nižší teplotě venkovního vzduchu, aby se vyrobila voda o stejné teplotě.

Další informace naleznete v našem článku vysvětlujícím COP tepelného čerpadla se zdrojem tepla ze vzduchu.

Pochopení fungování tepelných čerpadel se zdrojem tepla ze vzduchu je důležité pro pochopení způsobu, jakým získávají a dodávají teplo do domu.

Vzduchová tepelná čerpadla jsou podobná chladničkám. Chladnička obvykle odebírá teplo uvnitř jednotky a uvolňuje ho ven. Tepelné čerpadlo se zdrojem vzduchu dělá pravý opak – absorbuje teplo. zvenčí a uvolňuje ho dovnitř vašeho domu.

Typické vzduchové tepelné čerpadlo využívá elektrickou energii k přesunu tepla z jednoho místa na druhé prostřednictvím stlačování a expanze chladiva.

Chladivo v kapalném stavu absorbuje teplo ze vzduchu proudícího jednotkou vzduchového tepelného čerpadla a mění se na plyn. Toto teplo lze účinně zachytit v rozsahu venkovních teplot.

Systém tepelného čerpadla obsahuje kompresor, expander a výparníkovou spirálu. Kompresor stlačuje chladivo, aby zvýšil jeho teplotu a maximalizoval teplotní zisky. Toto teplo pak prochází výparníkovou cívkou a využívá se v domě.

Plynné chladivo pak putuje do expandéru, kde rozpínáním ztrácí teplo a vrací se do kapalné formy. Chladnější, kapalné chladivo se vrací do vzduchového tepelného čerpadla, kde cyklus začíná znovu.

Zde je skvělé video o tom, jak tepelná čerpadla se zdrojem tepla vzduch pracují:

Vzhledem k tomu, že tepelná čerpadla využívající vzduch získávají tepelnou energii přirozeně uloženou ve venkovním vzduchu, mohou pouze pracovat do určitých teplot než dojde k není ve vzduchu dostatek tepla pro efektivní využití k vytápění nebo ohřevu vody..

Minimální teplota vzduchového tepelného čerpadla

Nejnižší teplota, při které může tepelné čerpadlo efektivně pracovat, je v průměru kolem -20 °C (4 °F), ale přesná teplota může záviset na modelu tepelného čerpadla. Pod těmito teplotami nemusí být zaručena požadovaná výstupní teplota vytápění.

Na nízká mezní teplota u tepelných čerpadel může záviset na typu instalovaného kompresoru..

Kompresory s proměnnými otáčkami jsou obecně účinnější než kompresory s pevnými otáčkami. První z nich především neustále upravuje provoz tepelného čerpadla podle potřeby domu, zatímco druhý reguluje provoz tepelného čerpadla na základě průměrné teploty.

V důsledku toho mají kompresory s proměnnými otáčkami tendenci produkovat vyšší chladicí výkon než kompresory s pevnými otáčkami, za předpokladu, že spotřeba energie je v obou případech stejná.

Z toho vyplývá, že aby kompresor s pevnými otáčkami odpovídal výstupní teplotě kompresoru s proměnnými otáčkami, musí kompresor s pevnými otáčkami spotřebovat více elektrické energie.

Může být příliš horko, aby tepelné čerpadlo fungovalo?

Tepelnému čerpadlu může být příliš horko, zejména ve velmi vlhkém podnebí, kde by muselo z chladného venkovního vzduchu odebírat více vlhkosti. Když je příliš horko, systém musí pracovat intenzivněji, aby odebral nebo dodal teplo, a spotřebuje tak více energie než obvykle.

Hlavním problémem při extrémních vedrech je, že dochází k tzv. zanedbatelnější tepelný rozdíl mezi vnitřní a venkovní teplotou., což znamená, že zahřátí nebo ochlazení domu bude trvat mnohem déle.

Kvůli tomuto sníženému zdroji energie nemusí některé systémy dostatečně zvýšit teplotu vzduchu během extrémně horkých období.

Místo toho může jednotka spotřebovávat více energie, což nemusí být ekonomicky výhodné.

V tomto okamžiku může být nákladově efektivnější použít alternativní systém vytápění, jako je elektrické deskové topení nebo plynová pec, než nutit kompresor pracovat více, než je nutné, při vyšších než ideálních teplotách.

Jaká by měla být výstupní teplota tepelného čerpadla?

Průměrná výstupní teplota vzduchových tepelných čerpadel je 85-92°F (29-33°C). Skutečnou teplotu však určuje model, stáří, stav a typ jednotky. Novější tepelné čerpadlo s účinným kompresorem a výparníkovou cívkou může mít vyšší výkon než starší, méně účinné čerpadlo.

Vzduchová tepelná čerpadla jsou obvykle navržena tak, aby splňovala požadavky na vytápění většiny domů. Jako taková vytvářejí právě tolik tepla, aby vyrovnala rozdíl mezi vnitřní a venkovní teplotou, aniž by to přeháněla.

Naše tepelné čerpadlo je typu vzduch-voda a jak již bylo zmíněno, má maximální výstupní teplotu 60°C (140°F), ale s klesající venkovní teplotou se snižuje.

Snaha o dosažení nižších výstupních teplot tepelného čerpadla namísto maximalizace výstupní teploty je efektivnější a spotřebuje se při ní méně elektrické energie, proto Tepelná čerpadla se zdrojem vzduchu jsou obvykle spojena s účinnými prostředky pro přenos tepla uvnitř domu. jako je podlahové vytápění a radiátory.

Jak zabránit zamrznutí tepelného čerpadla v zimě?

Zde je několik způsobů, jak zabránit zamrznutí tepelného čerpadla v zimě:

• Udržujte venkovní jednotku čistou a zbavenou nečistot.
• Vytvořte kolem tepelného čerpadla větrnou bariéru.
• Izolujte odtok tepelného čerpadla.
• Vypusťte vodu, která se hromadí ve vypouštěcí vaně.

Níže si jednotlivé tipy projdeme podrobněji.

Udržujte jednotku v čistotě a bez nečistot

Znečištěná jednotka může ztěžovat odvádění tepla z venkovního prostředí. V důsledku toho může váš dům déle zahřívat a nakonec můžete utratit více peněz za elektřinu, než je nutné.

Zkontrolujte, zda v blízkosti venkovní jednotky nebo na její horní části neleží listí nebo sníh. V případě potřeby tepelné čerpadlo vypněte a pomocí koštěte nebo fukaru oblast vyčistěte.

Vytvoření větrné bariéry kolem tepelného čerpadla

Silný vítr může odnášet teplý vzduch, což ztěžuje a prodražuje udržování dostatečného vytápění kompresorem. Při mrazivých teplotách může dokonce dojít k zamrznutí tepelného čerpadla.

Abyste zabránili zamrznutí jednotky, můžete kolem venkovní jednotky postavit kryt, který ji bude chránit před větrem, a přitom ji bude zajistit, aby nebyl ohrožen průtok vzduchu tepelným čerpadlem..

Izolace odtoku tepelného čerpadla

Různá tepelná čerpadla používají různé typy vypouštěcích misek. Některé jsou izolované, jiné ne. Pokud vaše není, zakryjte ji polystyrenem nebo bublinkovou fólií, abyste zabránili zamrznutí v zimě.

Pokud použijete bublinkovou izolaci, nezapomeňte pod ni umístit vrstvu vody, abyste v případě, že by náhodou zamrzla, neměli výrazný nános ledu.

Vypusťte vodu, která se hromadí v odtokové vaně

Tento krok je zásadní, pokud není odtoková vana tepelného čerpadla izolovaná, protože voda, která se v ní nahromadí, může zamrznout a poškodit systém. Pravidelně kontrolujte vanu a odstraňujte nahromaděnou vodu, aby měla dostatek času odtéct ven.

Minimální a maximální teploty tepelného čerpadla se zdrojem tepla vzduch

Skutečné minimální a maximální provozní teploty venkovního vzduchu se mohou u jednotlivých modelů tepelných čerpadel lišit, ale lze očekávat, že se budou pohybovat v rozmezí od -20 °C do 20 °C.

Při nižších minimálních provozních teplotách venkovního vzduchu se mohou snížit maximální výstupní teploty, ať už vnitřního vzduchu nebo vody.