Příklad z techniky prostředí – tepelné čerpadlo
Řešený příklad z techniky prostředí
Zadání
Stavebník váhá s využitím tepelného čerpadla vzduch-voda pro přípravu teplé vody odpadním teplem z větracího vzduchu odváděného z budovy. Určete, kolik teplé vody denně ohřeje, je-li k dispozici průtok větracího vzduchu 180 m3·h–1 po dobu 6 hodin a tepelné čerpadlo vzduch ochladí z 21 °C na +3 °C, tedy o 18 K. Účinnost předávání tepla uvažujte 1,0. Příkon kompresoru činí 500 W. Určete topný faktor.
Schéma tepelného čerpadla vzduch-voda
Řešení
Teplo odebrané z odpadního vzduchu ve výparníku tepelného čerpadla se pomocí chladivového okruhu využije pro ohřev studené vody vstupující do kondenzátoru. Na základě známého vztahu vypočítáme množství odebraného tepla z odpadního vzduchu a při uvažované účinnosti předávání 1,0 dopočteme množství vody tímto teplem ohřáté. K získanému teplu z odpadního vzduchu je nutné přičíst také teplo získané prací kompresoru, které je rovno jeho výkonu.
Na základě vypočítaného výkonu kondenzátoru a známého příkonu kompresoru vypočítáme topný faktor čerpadla.
Výpočet hmotnostního průtoku odpadního vzduchu
Výpočet množství tepla získaného z odpadního vzduchu a práce kompresoru (= výkon kondenzátoru)
Energie získaná za 1 den provozu (provozní doba 6 h)
Výpočet množství vody ohřáté ze získaného tepla (ohřev vody z 10 °C na 50 °C)
Účinnost tepelného čerpadla – topný faktor:
Závěr
Teplem odebraným z odpadního vzduchu ohřejeme 206 l vody/den. Topný faktor tepelného čerpadla je 3,2.
Poznámka redakce
Uvedený příklad jsme vybrali na ukázku z publikace autorů 100 + 1 příklad z techniky prostředí, která byla vydána v rámci projektu „Modernizace předmětů navazujícího magisterského studijního programu Stavební inženýrství na Fakultě stavební Vysokého učení technického v Brně“ z operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost. Tuto novinku, vydanou v letošním roce v nakladatelství Tribun EU a určenou jako studijní materiál pro cvičení z předmětu Technika prostředí, lze využít i v dalších tématicky příbuzných předmětech. Uvítají ji i pracovníci z praxe, vzhledem k tomu, že autoři příklady volili tak, aby představovaly praktické úlohy a problémy, se kterými se lze v budovách setkat. Vzorové úlohy se uvádí s kompletním řešením, aby demonstrovaly postup řešení a použité vztahy, u jiných úloh je uvedený postup a další ponechali autoři bez řešení, aby si svoje poznatky mohl čtenář ověřit.
Studijní texty formátu A4, v rozsahu 170 stran, nabízíme v rubrice Publikace, anebo si je můžete zakoupit on-line v našem Knihkupectví na www.topin.cz