KONSTRUOVÁNÍ S PODPOROU POČÍTAČŮ
vypracoval: Tomáš Hodný SMAD Jičín Olešnice u RK čp. 59 517 36 e-mail:
[email protected] mobilní tel.: 603 701 199
1. Tepelné čerpadlo Ke své seminární práci jsem si vybral téma vytápění rodinného domu tepelným čerpadlem, které odebírá teplo z vrtu. Moderní tepelné čerpadlo dokáže bez problému vytopit celý dům samo. Z důvodů ekonomických a technických se tepelná čerpadla obvykle nenavrhují na plný výkon, ale někde v rozmezí od 60 do 80 % potřebného výkonu. Zbytek energie pro vytápění dodá jiný zdroj tepla, nejčastěji elektrokotel. Pořízení menšího tepelného čerpadla je totiž levnější a zvýšení spotřeby elektřiny je velice malé. Navíc moderní tepelná čerpadla dokáží ohřát vodu až na 65 °C, takže není problém vytápět prakticky jakýkoliv dům. Díky vestavěné regulaci přizpůsobuje tepelné čerpadlo samo svůj chod venkovní teplotě a provoz je díky tomu plně automatický.
2. IVT Nordic Inverter Tepelné čerpadlo IVT Nordic Inverter přináší nízké náklady na topení a příjemnější prostředí v rodinném domě. Je vybaveno nejmodernější technikou a vyvinuto pro drsné severské klimatické podmínky. Nový zabudovaný plasmaclusterový čistič vzduchu představuje zcela jedinečnou techniku, která poskytuje čistější vzduch v rodinném domě. IVT Nordic Inverter je ideálním doplňkem pro domy a byty vytápěné elektřinou. Zařízení lze jednoduše instalovat i do stávajícího objektu bez velkých stavebních úprav. Velmi vhodné je, když vytápěný byt nebo dům má otevřenou dispozici, která umožní, aby teplý vzduch z IVT Inverteru mohl proudit celým prostorem. Tak se může stát toto tepelné čerpadlo hlavním zdrojem tepla v objektu. Následující graf ukazuje náklady na vytápění domu pro různé typy energetických zdrojů.
Pokud je dům nebo byt vytápěn elektřinou, při ceně 69 000,-Kč investovaných do pořízení tohoto tepelného čerpadla přinese čistou roční úsporu přibližně 7 000,-Kč, to znamená zhodnocení investovaných peněz o 10 % ročně. Návratnost je tedy přibližně 10 let. Ovládání Inverteru je velice jednoduché. Pomocí dálkového ovladače se nastaví vnitřní teplota a jednotka se zapne. Tepelné čerpadlo pak samo udržuje v místnosti po celý rok požadovanou teplotu. I když je venku -20°C nebo +35°C, IVT inverter vždy zajistí velmi levně a rychle příjemnou teplotu. V zimě topí, v létě chladí. Stejně jednoduše jako teplotu lze nastavit pomocí dálkového ovladače i režim odvlhčování, nebo čištění vnitřního vzduchu. Všechny důležité informace je možné sledovat na dálkovém ovladači nebo displeji na vnitřní jednotce. Ta mimo jiné ukazuje i venkovní a vnitřní teplotu.
3. Šíření tepla Teplo se zvolna šíří do celého domu. V místnostech, které se nacházejí od vnitřní jednotky daleko, nebo v těch, jejichž dveře budou zavřené, se musí teplota udržovat v rovnováze topnými tělesy.
Jestliže např. někdo vlastní chatu, kam jezdí pouze občas, pak zvýšení teploty na příjemnou úroveň trvá dlouho a stojí to jak čas, tak peníze. Z tohoto důvodu se IVT Nordic Inverter často využívá pro temperování rekreačních objektů, tzn. udržování stálé teploty za minimální náklady. Na IVT Inverteru se nastaví funkce temperace +10°C. Tepelné čerpadlo bude po dobu nepřítomnosti majitele hlídat, aby teplota v místnosti neklesla pod + 10°C. Při příjezdu do chaty se zmáčkne tlačítko Turbo Full Power a tepelné čerpadlo začne dodávat maximální výkon pro rychlé vytopení objektu. Tepelné čerpadlo se automaticky vrátí do normálního pracovního režimu po uplynutí určitého časového intervalu. Na chatách lze využít i funkci klimatizace v letním období a celoročně i odvlhčování prostoru, což je mimořádně zajímavé u starších chalup se špatnou izolací proti vlhkosti. Pokud dojde k výpadku elektrického proudu, tepelné čerpadlo po obnovení dodávky elektřiny nastartuje znovu se stejným nastavením, jako před výpadkem. Provoz tepelného čerpadla je velmi levný i při běžné elektrické sazbě D01. Při teplotách vyšších než -5°C je dokonce provoz levnější než při použití dřevěných briket.
IVT Nordic Inverter je dále vybaven ION čističem vzduchu. Dokáže zajistit v interiéru čistější a příjemnější vzduch. Jedinečnou a patentovanou Plasmacluster Ion-techniku je možno s úspěchem použít pro aktivní čistění vzduchu i v případě, že se tepelné čerpadlo nepoužívá právě k vytápění nebo chlazení. Po zmáčknutí tlačítka ION se začne vzduch v místnosti aktivně čistit od bakterií, virů, plísní, alergenů, roztočů, zplodin výfukových plynů, tabákového kouře a podobných škodlivin. Provedené testy ukázaly, že plasmaclusterový filtr dokáže zlikvidovat 99,5 % vzduchem přenášených virů. Díky této jedinečné funkci je zajištěno zdravější a příjemnější klima. IVT Nordic Inverter je oceňován jako nejúspornější pro menší domy a dosáhl při měření nejlepších topných faktorů. Například při teplotě + 7°C byl naměřen topný faktor 4,9 a při teplotě - 18°C byl topný faktor 2,1, což je o 75 % lepší výsledek než nejnižší naměřená hodnota u jiných srovnatelných tepelných čerpadel, které byly porovnávány v testu.
4. Parametry Topný výkon (+7°C venku, 20°C uvnitř)
kW
4,1
Topný výkon (+2°C venku, 20°C uvnitř)
kW
3,0
Topný výkon (-7°C venku, 20°C uvnitř)
kW
2,8
Topný výkon (-15°C venku, 20°C uvnitř)
kW
2,3
Příkon (min - max)
kW
0,13 - 1,4
Chladicí výkon (min - max)
kW
0,9 - 3
Průtok vzduchu - vnitřní jednotka
m /min
7,2 - 11,7
3
Elektrické připojení
240 V, jedna fáze
Rozměry vnitřní jednotka
mm
810 x 285 x 240
Rozměry venkovní jednotka
mm
730 x 540 x 250
Nejnižší provozní teplota
Bez omezení
5. Realizace vrtu V současnosti se používají dva způsoby získávání energie ze země. Používají se plošné kolektory, které jsou umístěny na ploš 250 – 400 m2. Jedná se plastové trubky uložené v hloubce 1 – 1,2 m s roztečí 1 m od sebe. Toto je ale náročné na prostor. Častěji se používají hloubkové vrty, které jsou hluboké 70 – 130 m. Čerpadla IVT dokáží čerpat teplo i ze spodní nebo geotermální vody nebo z vodních ploch. Tam, kde nelze z prostorových důvodů umístit plošný kolektor ani vrt, lze čerpat teplo z venkovního vzduchu. Pak může být čerpadlo umístěno v zahradě, na terase nebo na střeše vytápěného domu. Vzhledem k tomu, že náš rodinný domek nemá prostor pro umístění kolektoru, ale je možné realizovat vrt, rozhodl jsem se umístit tepelné čerpadlo právě do tohoto vrtu. Schéma vrtu a zapojení čerpadla je zpracováno v programu AutoCAD 2006 a je přílohou seminární práce.
Popis:
Tepelné čerpadlo odebírající teplo z vrtu. Ve vrtu jsou zasunuty plastové sondy naplněné nemrznoucí směsí, která přenáší teplo mezi zemí a tepelným čerpadlem.
Tepelné čerpadlo IVT: IVT Nordic Inverter Dodávané výkony:
Topný výkon 4 - 130 kW
Příklad použití:
Vytápění a ohřev TUV v objektech všech velikostí.
Výhody:
Stabilní teplota zdroje tepla z vrtu, vysoký topný faktor, lze instalovat ve většině lokalit v ČR.
Nevýhody:
Vyšší pořizovací náklady, mírný nepořádek v průběhu vrtání
Zajímavé údaje:
Pro běžný rodinný dům se provádí vrty v hloubkách 50 - 120 m.
Poznámka:
Vrty jsou nejpoužívanějším zdrojem tepla pro tepelná čerpadla IVT
Odkazy:
Největší tepelné čerpadlo s odběrem tepla z vrtů v ČR Sondy pro vrty Gerotop
6. Závěr V současné době se neustále řeší otázka globálního oteplování, znečišťování ovzduší atd. Rozšiřuje se získávání energie z obnovitelných zdrojů jako např. sluneční kolektory, větrné elektrárny. Tepelná čerpadla jsou v tomto směru velkým přínosem pro vytápění domů, kdy investice do tepelných čerpadel se vyplácí a při současném zdražování energií je návratnost investic do tohoto zdroje energie velice krátká.
