Tepelné čerpadlá sa stávajú čoraz populárnejšou voľbou pre vykurovanie, chladenie a ohrev vody v domácnostiach aj v priemyselných budovách. Využívajú teplo z obnoviteľných zdrojov, ako je vzduch, zem alebo voda, čím znižujú spotrebu fosílnych palív a emisie CO2. Pri výbere správneho tepelného čerpadla je však dôležité zvážiť množstvo parametrov, aby ste zabezpečili jeho efektívnu a spoľahlivú prevádzku.
Princíp fungovania tepelného čerpadla
Princíp fungovania tepelného čerpadla je v podstate opačný ako pri chladničke. Zatiaľ čo chladnička vytvára chlad vo vnútri a teplo odvádza von, tepelné čerpadlo odoberá teplo z vonkajšieho prostredia (aj keď je chladnejšie) a odovzdáva ho do vykurovacieho systému.
Srdcom tepelného čerpadla je kompresor, ktorý je najčastejšie poháňaný elektromotorom. Kompresor stláča pary pracovnej látky (chladiva), čím sa ohrejú na približne 70 °C. V kondenzátore sa tieto pary skondenzujú na kvapalinu a odovzdajú teplo vykurovacej vode. Následne chladivo prechádza cez expanzný ventil, kde sa zníži jeho tlak a teplota až na -10 °C. V odparovači sa chladivo ohreje teplom z okolitého prostredia a odparí sa, čím sa cyklus uzatvára.
Typy tepelných čerpadiel podľa zdroja tepla
Tepelné čerpadlá sa delia podľa toho, odkiaľ získavajú teplo a akému médiu ho odovzdávajú:
- Vzduch/vzduch: Odoberá teplo zo vzduchu a odovzdáva ho do vzduchu. Používa sa na vykurovanie a chladenie prostredníctvom obráteného toku tepla, preto sa často označuje aj ako klimatizácia.
- Vzduch/voda: Odoberá teplo zo vzduchu a odovzdáva ho do vody, ktorá sa používa na vykurovanie alebo ohrev teplej vody.
- Voda/voda: Odoberá teplo z podzemnej vody a odovzdáva ho do vody.
- Zem/voda: Odoberá teplo zo zeme (pomocou plošných kolektorov alebo zemných vrtov) a odovzdáva ho do vody.
Dôležité parametre pri výbere tepelného čerpadla
Pri výbere tepelného čerpadla je dôležité zvážiť nasledujúce parametre:
Prečítajte si tiež: Komplexný pohľad na elektrické vykurovanie
- Koeficient účinnosti (COP): Pomer výstupného tepelného výkonu k energetickému príkonu na vstupe. Udáva sa pri konkrétnych prevádzkových podmienkach (napr. A7/W35) a slúži na porovnanie okamžitej účinnosti rôznych zariadení.
- Sezónny koeficient účinnosti (SCOP): Pomer tepla, ktoré čerpadlo dodáva v priebehu jedného roka, a energie, ktorú spotrebuje. Zohľadňuje celoročnú prevádzku a klimatickú oblasť. Je kľúčovým parametrom pre hodnotenie reálnych výsledkov a návratnosti investície.
- Sezónna účinnosť vykurovania (Ƞs,h): Hodnota, ktorá opisuje pomer vstupnej primárnej energie k množstvu vyrobeného tepla. Používa sa na posúdenie a porovnanie značiek tepelných čerpadiel.
- Ročný výkonový faktor (APF): Pomer dodanej energie (elektriny) k vyrobenej energii (dodaného tepla) meraný v reálnych podmienkach počas celého roka. Zohľadňuje účinnosť celého vykurovacieho systému a správanie sa užívateľa.
- Výkon: Udáva, koľko tepla je tepelné čerpadlo schopné vyrobiť. Výkon by mal byť prispôsobený potrebám budovy a klimatickej oblasti.
- Hlučnosť: Zvuk ventilátora vonkajšej časti (pri čerpadlách vzduch/voda) môže byť obťažujúci, preto je dôležité umiestniť vonkajšiu jednotku mimo okien spálne a domu susedov.
- Typ vykurovacieho systému: Nízkoteplotné tepelné čerpadlá sú ideálne pre podlahové alebo stenové vykurovanie, zatiaľ čo vysokoteplotné tepelné čerpadlá sú vhodné pre radiátorové vykurovanie.
- Zdroj tepla: Najvyšší tepelný potenciál má voda, a teda aj najvyššie SCOP dosahujú tepelné čerpadlá voda/voda. Čerpadlá vzduch/voda sú najobľúbenejšie kvôli jednoduchej montáži a nízkym nákladom na prípravné práce. Zemné čerpadlá využívajú geotermálne teplo a sú vhodné pre novostavby.
- Možnosť chladenia: Tepelné čerpadlá s prívlastkom „COOL” umožňujú aj chladenie. Účinnosť chladenia sa vyjadruje koeficientom EER (energy efficiency ratio) alebo SEER (seasonal energy efficiency ratio).
- Prítomnosť vstavaného elektrického dokurovania: V extrémnych zimách môžu čerpadlá vzduch/voda potrebovať pomocné zdroje tepla, ako sú vstavané elektrické dokurovanie, kotol na zemný plyn alebo výstup z krbovej vložky.
- Typ kompresora: Špirálové alebo piestové kompresory pracujú efektívne a sú sotva počuteľné.
- Použité chladivo: Moderné tepelné čerpadlá používajú chladivá s nízkym GWP (global warming potential), ako napríklad propán (R290).
- Možnosť pripojenia na nadradený riadiaci systém: Ovládanie tepelného čerpadla je ideálne pripojiť na systém inteligentného riadenia technických zariadení domu, ktorý dokáže optimálne manažovať využitie viacerých zdrojov energie.
- Dostupnosť dotácií: Slovenská inovačná a energetická agentúra (SIEA) poskytuje finančné poukážky na tepelné čerpadlá v rámci projektu Zelená domácnostiam.
- Náklady na inštaláciu a údržbu: Je dôležité zvážiť všetky náklady spojené s inštaláciou a prevádzkou tepelného čerpadla, vrátane nákladov na prípravné práce, montáž, pravidelnú údržbu a prípadné opravy.
- Záruka: Kupujte tepelné čerpadlo ako kompletnú dodávku aj s montážou a zárukou nielen na čerpadlo, ale aj na zapojenie do systému odberu tepla.
- Odbornosť dodávateľa: Inštaláciu tepelného čerpadla zverte špecialistom s odborne spôsobilou osobou na inštaláciu tepelných čerpadiel a daný typ pozná.
- Veľkosť pozemku (pre zemné kolektory): Zemný kolektor by mal byť minimálne dvakrát a optimálne trikrát väčší ako vykurovaná plocha domu.
- Výdatnosť studne (pre čerpadlá voda/voda): Na dosiahnutie 10 kW výstupného tepelného výkonu čerpadla je potrebná výdatnosť čerpacieho vrtu cca 50 až 100 l vody za minútu.
- Kvalita vody (pre čerpadlá voda/voda): Voda by mala mať vhodné chemické zloženie a minimum nečistôt.
- Hĺbka studní (pre čerpadlá voda/voda): Maximálna odporúčaná hĺbka hladiny podzemnej vody je do 20 m.
- Statika strechy (pre priemyselné aplikácie): Pri inštalácii tepelných čerpadiel na strechy priemyselných hál je potrebné zohľadniť statiku strechy.
- Špecifické detaily aplikácie (pre priemyselné aplikácie): Plánovanie riešení tepelných čerpadiel pre priemysel a logistiku musí zohľadňovať detaily špecifické pre danú aplikáciu (skladové, výrobné, kancelárske inštalácie).
- Možnosť integrácie s existujúcimi systémami (pre priemyselné aplikácie): Je potrebné zvážiť možnosť integrácie tepelného čerpadla s existujúcimi koncepciami vykurovania haly, napríklad tmavými žiaričmi.
- TCO (celkové náklady na vlastníctvo): Pri výbere tepelného čerpadla je dôležité zvážiť TCO, ktoré zahŕňajú nákupné náklady, náklady na inštaláciu, prevádzku, údržbu a prípadné opravy.
Tepelné čerpadlá v priemysle a logistike
Elektrické tepelné čerpadlá (EHP) sú jednou z možností dekarbonizácie vykurovacích systémov hál v priemysle a logistike. Môžu sa používať ako samostatný vykurovací systém alebo v hybridnom systéme.
Tepelné čerpadlá vzduch-vzduch sa najčastejšie používajú v priemysle. Vďaka svojej flexibilite sa dajú použiť na relatívne lacné a efektívne vykurovanie priemyselných hál a logistických budov. Invertorom riadené systémy tepelných čerpadiel sa môžu inštalovať decentrálne pred plášť budovy alebo na strechu.
Tepelné čerpadlá vzduch-voda sa používajú najmä v novostavbách vďaka dobrému pomeru cena/výkon. V moderných, dobre izolovaných budovách postačujú na pokrytie potreby tepla na vykurovanie nízke prietokové teploty od 35 do 40 °C.
Prečítajte si tiež: Typy podláh pre podlahové kúrenie
Prečítajte si tiež: Elektrické vykurovanie - návrh a výpočet
tags: #elektricke #tepelne #vzduchove #cerpadlo #25