Princip
Plynulá regulace výkonu
Unikátní ovládání
Plošný kolektor
Hlubinný vrt
Spodní voda
Antikorozní ochrana
Kvalita vody
Odpověď dá analýza vody

 

Princip

 

Princip fungování tepelného čerpadla je znám již více než 100 let. Země, voda i vzduch obsahují velké množství tepla o nízké teplotní hladině. Tepelné čerpadlo odebírá toto teplo a převádí jej na vyšší teplotní hladinu, kterou lze již využít pro vytápění, ohřev vody apod. Jde o obdobný princip, který využívá chladnička, která odebírá teplo z uskladněných potravin a předává jej na zadní straně do místnosti.

 

Schéma funkce tepelného čerpadla

 

	Kondenzátor (u monobloků mimo dům, u splitu v domě)
Expanzní ventil		Kompresor
	Výparník ve venkovním prostředí (mimo dům)

 

Popis funkce tepelného čerpadla:

Nemrznoucí směs ohřátá „přírodním teplem“ se odvádí do výparníku tepelného čerpadla, kde se nízkopotenciální teplo předá chladivu kolujícím uvnitř zařízení. Chladivo se tím ve výparníku vypaří a vzniklý plyn je nasán kompresorem. Kompresor ohřáté plynné chladivo prudce stlačí a díky fyzikálnímu principu komprese, kdy při vyšším tlaku stoupá teplota, jako teplotní výtah „vynese“ ono nízkopotenciální teplo na vyšší teplotní hladinu cca až 80°C. Kompresorem zahřáté chladivo putuje do kondenzátoru, teplo se zde předá do topné vody pro vytápění celého domu, ohřevu vody v zásobníku nebo bazénu a plynné chladivo změní svoje skupenství na kapalné. Z kondenzátoru putuje kapalné chladivo přes expanzní ventil, kde se prudce ochladí, zpět do výparníku, kde se opět ohřeje. Tento cyklus se stále opakuje, takže  tepelné čerpadlo skutečně přečerpává teplo z vnějšího prostředí do vytápěného domu.

Na stejném principu pracují i tepelná čerpadla odebírající teplo ze vzduchu. Jak je ale možné ohřívat chladivo vzduchem, která má například -25°C ? Jednoduše, chladivo musí mít teplotu třeba -30°C a "teplejším" vzduchem s -25°C, ho dokážeme ohřát o několik stupňů výše. Samozřejmě že při takto nízkých teplotách již není tepelné čerpadlo tak účinné, ale princip tepelného čerpadla stále funguje a tepelné čerpadlo stále topí.   

V praxi se také můžete setkat s označením primární a sekundární okruh. Primární okruh je v podstatě ta část tepelného čerpadla, které je zakopaná v zemi, sekundární okruh pak představuje topný systém. V případě tepelných čerpadel vzduch/voda je primární okruh nahrazen přívodem venkovního vzduchu do zařízení pomocí ventilátoru, který je jejich nutnou součástí.

 

 

Plynulá regulace výkonu

 

Tepelná čerpadla NIBE vykazují mimořádně vysoký průměrný roční topný faktor (SCOP) také díky pokročilé technologii plynule řízeného výkonu.

Kompresor řízený frekvenčním měničem zajišťuje, že se tepelné čerpadlo v kterémkoli okamžiku automaticky přizpůsobuje požadavkům na potřebu dodávaného tepla. Když je potřeba tepla nižší, sníží se příslušným způsobem výkon kompresoru a dochází tak ke značným úsporám. Naopak v případě vyšší potřeby tepla reaguje kompresor navýšením výkonu na potřebnou úroveň.

Energeticky úsporná výkonově řízená oběhová čerpadla primárního a topného okruhu zajišťují, aby průtok vody a spotřeba energie byly vždy optimální.

 

Unikátní ovládání

 

Jedinečný, snadno ovladatelný barevný displej s ikonami ulehčuje nastavení vnitřní teploty a celého systému tepelného čerpadla.

Pomocí dvou tlačítek a otočného ovladače zvládnete vše rychle a jednoduše

 

 

 

 

 

 

 

 

Plošný kolektor

 

Tepelná čerpadla systému země-voda mohou odebírat energii například z plošného zemního kolektoru. Během léta slunce prohřívá vrchní vrstvy půdy. Teplo se v půdě akumuluje buď přímou absorpcí nebo se do ní dostává prostřednictvím dešťových srážek nebo přenosem ze vzduchu.

Použití této energie pro vytápění přináší značné provozní úspory. Nejvyšší výtěžnost tepelné energie se dosahuje z půdy s vysokým obsahem vody. Teplo se z půdy získává pomocí do země uložených plastových hadic. V hadicích cirkuluje nemrznoucí směs, která neohrožuje životní prostředí. Půda nad zemními kolektory nesmí být za žádných okolností neprodyšně zakryta například budovami, asfaltem nebo betonem.

Pro instalaci zemních kolektorů není třeba povolení. Doporučuje se uložení asi o 20 cm pod úroveň nezámrzné hloubky. O vhodnosti tohoto řešení se můžete poradit s našimi odborníky. Máte-li zájem o bezplatné poradenství, neváhejte nás prosím kontaktovat.

 

Hlubinný vrt

 

Tepelná čerpadla systému země-voda mohou odebírat energii například z geotermálního hlubinného vrtu.

Ve spodní podpovrchové vrstvě půdy, tzv. „podpovrchové geotermální vrstvě“ se skrývá zdroj tepla, který je možno využívat celoročně, protože má v podstatě konstantní teplotu. je možno jej využívat pro jakýkoli typ budovy, velkou či malou, veřejnou či soukromou. V různých oblastech je též tento způsob nazýván „vrt, kolektor ve vrtu, vertikální kolektor“. Vyžaduje minimum prostoru a hlubinný vrt je možno provést i na nejmenších parcelách. Proto představuje nejlepší řešení při přechodu od vytápění fosilními palivy na vytápění geotermální energií.

Stejně jako u plošného kolektoru v uzavřeném systému cirkuluje nemrznoucí směs (směs vody s prostředkem proti zamrzání). Podle projektovaného výkonu vašeho tepelného čerpadla vám specializovaná firma určí hloubku a počet vrtů, do nichž se pak uloží plastové hadice vytvarované do tvaru písmene U. Hadice se zasypou a upěchují, aby bylo dosaženo dokonalého přenosu tepla. O vhodnosti tohoto řešení se můžete poradit s našimi odborníky. Máte-li zájem o bezplatné poradenství, neváhejte nás prosím kontaktovat.

 

Spodní voda

 

Pokud je k dispozici snadno přístupná spodní voda, je možné ji využít jako zdroje tepla, protože její teplota se udržuje během celého roku mezi 7 a 12 °C. U rodinných domů nedoporučujeme čerpat vodu pro účely vytápění z hloubky větší než 15 m. Pak se již toto řešení stává neúměrně nákladným.

Je třeba dodržet vzdálenost 10 až 15 m mezi sací studnou a vsakovací studnou a dále je třeba posoudit směr toku spodní vody, aby nedošlo k tzv. „zkratování průtoku vody“. Instalace vyžaduje povolení a musí splňovat příslušné předpisy. Získat povolení však není pro spotřebiče NIBE problém, protože firma NIBE je certifikována podle ISO 14001 (šetrnost výroby k životnímu prostředí). Optimální ochrany podle §7 MWG dosáhneme použitím vloženého výměníku mezi okruhem spodní vody a tepelným čerpadlem.

 

Antikorozní ochrana

 

NEREZOVÁ OCEL

Kvalita použité nerezové oceli má na antikorozní odolnost nádoby pro ohřev vody značnou důležitost. Společnost NIBE zvolila feritickou ocel EN 1.4521. Ta mimo jiné obsahuje 18 % chrómu a 2 % molybdenu, avšak minimální množství niklu. Protože se jedná o feritickou ocel, není náchylná k napěťové korozi, což znamená, že je odolná proti zvýšenému obsahu chloridů ve vodě.

Vysoký obsah chrómu a zvláště pak obsah molybdenu zlepšují odolnost vůči důlkové korozi. Extrémně nízký obsah niklu je výhodný i z hlediska ochrany zdraví a životního prostředí, protože se při provozu neuvolňují ionty niklu, které se u jiných materiálů mohou uvolňovat během počáteční fáze provozu.

Kromě volby materiálu jsou důležité i jednotlivé fáze zpracování. Výrobní proces u firmy NIBE probíhá způsobem, který vylučuje vznik trhlin. Je důležité, aby po svaření měl povrch nádoby, který přichází do styku s vodou, homogenní složení. Toho se u firmy NIBE dosahuje využitím unikátního procesu moření, kdy dochází k pasivaci povrchu vytvořením rovnoměrné vrstvy oxidu na celém vnitřním povrchu nádoby pro ohřev vody.

Při styku s vodou s extrémně vysokým obsahem chloridů se může projevit důlková koroze, zvláště v kombinaci s vysokým stupněm tvrdosti vody, kdy dochází k usazování vodního kamene. V těchto případech se nemůže kyslík přirozeně obsažený ve vodě dostat na povrch oceli a koroze může probíhat pod nánosem vodního kamene.

 

MĚĎ

Jakožto barevný kov je měď odolná vůči většině druhů užitkové vody, mezi jinými i vůči vodě z obecních vodovodů, u nichž je ve většině případů hodnota pH nad povolenou minimální hodnotou. Nádoby pro ohřev vody s antikorozní ochranou z mědi jsou podobně jako nerezové nádoby bezúdržbové, protože nevyžadují použití ochranné anody. U firmy NIBE se antikorozní ochrana mědí provádí tak, že vnitřní povrch ocelové nádoby se potáhne 0,4 – 0,7 mm silnou vrstvou měděného plechu, který je na povrch nádoby navařen v ochranné argonové atmosféře. Uhlíková ocel zajistí, aby nádoba odolala tlaku vody, zatímco povlak z mědi chrání nádobu proti korozi.

Měď jako přírodní materiál má také další výhody:

Měď je ideálním materiálem z hlediska recyklace a je možné ji mnohonásobně použít. Měď používaná u firmy NIBE je plně recyklována se stupněm využití 98 %.
Měď je nejlepším materiálem s hlediska minimalizace rizika výskytu bakterie legionella.
Antibakteriální vlastnosti mědi udržují vodu čistou.
Příjem stopového množství mědi je nepostradatelný v principu pro všechny živé organismy.
Doporučení pro použití mědi jsou popsána v normě DIN50 930–6 takto:

Měď je možné použít bez omezení pro styk s pitnou vodou, pokud:

hodnota pH je vyšší nebo rovna 7.4 nebo
hodnota pH je mezi 7.0 a 7.4 a  hodnota TOC nepřesáhne 1.5 mg/l. (TOC = celkové množství organického uhlíku)
Při nízkých hodnotách pH (kyselé vody) nebo vysokém obsahu chloridů (například poloslaná voda) má měď tendenci se rozpouštět.
Při nízkých hodnotách pH se mohou projevit estetické problémy, například může dojít k odbarvování porcelánu a blonďaté vlasy se mohou po sprchování zbarvit mírně do zelena.
Při vysokém obsahu chloridů můře dojít k důlkové korozi, avšak její riziko se snižuje s rostoucím obsahem vápníku ve vodě (tvrdost vody).

 

SMALT

Smalt je sklovitý materiál, který se aplikuje na vnitřní stranu nádoby pro ohřev vody a následně je vypálen. Po dlouholetém vývoji přešla firma NIBE na tzv. přímo nanášený smalt. Využitím této nejlepší na trhu dostupné koncepce a použitím látek, které zesilují sklovitou strukturu smaltu, jsme dosáhli vysoce kvalitní vrstvy, která s rezervou splňuje i požadavky na dvouvrstvý smalt.

Sklovitý smaltovaný povrch je považován za tzv. „hygienický povrch“ a výzkumy ukazují, že na smaltu nedochází k růstu bakterií.

Smalt se po nanesení na povrch oceli vypaluje při teplotě 860 °C. Při tomto procesu mohou vznikat mikroskopické póry a v těchto místech se na povrch oceli může dostávat voda. Kvůli zabránění korozi se proto vždy u smaltovaných nádob používá ochranná anoda. Většinou je tato anoda vyrobena ze slitiny hořčíku. Protože hořčík je méně ušlechtilý kov než ocel, rozpouští se místo oceli materiál anody. Tento elektrochemický jev zabraňuje korozi oceli a póry ve vrstvě smaltu se zanášejí sloučeninami vápníku a hořčíku.

K největšímu úbytku materiálu anody dochází uvnitř anody a rychlost úbytku závisí převážně na kvalitě vody. Je tedy důležité anodu pravidelně kontrolovat, případně vyměnit.

 

Kvalita vody

 

Kvalita vody je důležitá
Volba typu antikorozní ochrany nádoby pro ohřev vody velmi často odpovídá tomu, co se v dané oblasti tradičně používalo dříve, avšak důležitým faktorem je i kvalita vody.

U většiny obecních vodovodů existují určité požadavky na parametry dodávané vody, například hodnota pH musí ležet v určitých hranicích, a proto je v tomto případě možné použít nádobu pro ohřev vody s jednou ze tří běžně používaných antikorozních ochran, a to měděnou, smaltovanou či nerezovou.

Co se týče studní a lokálních zdrojů vody, může se jejich složení místo od místa značně lišit.

 

Odpověď dá analýza vody

 

Korozní vlastnosti vody jsou závislé na množství v ní obsažených látek a na tom, jak spolu tyto látky reagují. Odpovídající vyhodnocení kvality vody získáme pouze její analýzou. V určitých případech může být pro dosažení přijatelné kvality vody nutné použít filtr.

 

 

 

Faktory ovlivňující kvalitu vody:

HODNOTA PH

Hodnota pH, též nazývaná kyselost, je mírou koncentrace vodíkových iontů ve vodě. Vody s nízkou hodnotou pH jsou agresivní a rozpouštějí mimo jiné i kovy.

CELKOVÁ TVRDOST

Vyhodnocení obsahu vápníku a hořčíku ve vodě. Často se udává v německých stupních tvrdosti (dH°) nebo v mg/l vápníku.

AGRESIVNÍ OXID UHLIČITÝ

Vyskytuje se ve formě volného oxidu uhličitého, který může naleptávat povrchy. Přítomnost agresivního oxidu uhličitého v kombinaci s nízkým pH a určitou tvrdostí vody způsobuje agresivitu vody.

OBSAH CHLORIDŮ

Vysoký obsah chloridů může způsobovat agresivitu vody, zvláště v případech, kdy dochází k vytváření vodního kamene.

VODIVOST

Je měřítkem obsahu rozpustných solí, jako jsou chloridy a sírany, ve vodě.