Tento článok sa zameriava na priemyselné elektrické tepelné vzduchové čerpadlá, ich charakteristiku, princíp fungovania a možnosti využitia.
Úvod do problematiky tepelných čerpadiel
Tepelné čerpadlá predstavujú inovatívne systémy s komplexnou inštaláciou a inteligentným riadením. Umožňujú mimoriadne efektívne využívať energiu životného prostredia, ktorá je k dispozícii zadarmo, na vykurovanie domu a ohrev teplej vody. Pri výbere tepelného čerpadla je dôležité zvážiť rôzne faktory, ako je zdroj tepla, typ vykurovacieho systému a potreba tepla.
Čo je tepelné čerpadlo?
Podobne ako je "auto" všeobecný pojem, ktorý zahŕňa mnoho rôznych typov a modelov, aj "tepelné čerpadlo" je súhrnný pojem pre vykurovacie systémy, ktoré využívajú prostredie ako zdroj tepla. Tepelné čerpadlo pracuje na princípe reverzného chladiaceho okruhu, podobne ako chladnička, ale s opačným cieľom. Zatiaľ čo chladnička odoberá teplo z vnútorného priestoru a odvádza ho von, tepelné čerpadlo odoberá teplo z vonkajšieho prostredia a prenáša ho do vykurovacieho systému.
Základný princíp fungovania
Základom každého tepelného čerpadla je proces chladiaceho okruhu. Okolité teplo (vzduch, geotermálna energia alebo voda) vstupuje do potrubia a dostáva sa do výmenníka tepla, cez ktorý prúdi chladivo. Chladivo sa vďaka špeciálnym vlastnostiam materiálu vyparuje pri nízkych teplotách. Teplo vznikajúce pri tomto procese je príliš nízke na to, aby sa dalo použiť na vykurovanie a ohrev teplej vody, a práve tu prichádza na rad elektricky poháňaný kompresor, ktorý zvyšuje teplotu.
Typy tepelných čerpadiel
Každý, kto si kupuje tepelné čerpadlo, by sa mal oboznámiť s jedným z hlavných rozdielov medzi jednotlivými typmi: aký zdroj tepla sa používa. To v konečnom dôsledku určuje aj miesto inštalácie tepelného čerpadla. Okrem okolitého vzduchu, odsávaného vzduchu a podzemnej vody môže tepelné čerpadlo získavať teplo aj zo zeme.
Prečítajte si tiež: Kompletný sprievodca náhradnými dielmi TUV Ferro
Vzduchové tepelné čerpadlá (vzduch-voda a vzduch-vzduch)
Vzduchové tepelné čerpadlá sa v praxi používajú veľmi často, čo je čiastočne spôsobené ich pomerne rýchlou inštaláciou. Dôležitú úlohu tu, samozrejme, zohráva aj cena. Vzduchové tepelné čerpadlá patria medzi najrozšírenejšie tepelné čerpadlá na Slovensku.
Vzduch-voda
Bežné vzduchové tepelné čerpadlo získava teplo z vonkajšieho vzduchu a zvyšuje ho na požadovanú teplotu prostredníctvom procesu chladiaceho okruhu. V závislosti od modelu možno zariadenia inštalovať buď vonku, alebo v interiéri. V prípade monoblokových spotrebičov inštalovaných vonku je chladivový okruh kompletne zabudovaný do tepelného čerpadla. Vyrobená vykurovacia energia sa dopravuje do budovy s vykurovacou vodou. Pri splitových tepelných čerpadlách je chladivový okruh oddelený. Teplo sa dopravuje chladivovým potrubím do interiéru budovy, kde sa nachádza výparníkový výmenník tepla.
Vzduch-vzduch
Na trhu sú aj malé tepelné čerpadlá typu vzduch/vzduch (napr. podokenné jednotky), ktoré dokážu vykurovať aj chladiť. Pri vykurovaní sú účinnejšie ako klimatizačné zariadenia, ktoré často taktiež ponúkajú obe funkcie.
Tepelné čerpadlo s odsávaním vzduchu
Špeciálna forma vzduchového tepelného čerpadla je známa ako tepelné čerpadlo s odsávaním vzduchu. Namiesto vonkajšieho vzduchu toto tepelné čerpadlo využíva odvádzaný vzduch z miestností, ktorý býva oveľa teplejší. To znamená, že kompresor má menej práce, aby dosiahol požadované teploty. Objem vzduchu je však zvyčajne obmedzený, čo znamená, že nie je možná prevádzka v mono režime.
Tepelné čerpadlá zem/voda (geotermálne)
V porovnaní s vonkajším vzduchom je geotermálne teplo pod určitou hĺbkou relatívne vysoké. Okrem toho zostáva konštantné aj v zime, a to aj vtedy, keď je vrchná vrstva pôdy už zamrznutá. Tepelné čerpadlá zem/voda pracujú veľmi efektívne a dosahujú COP až 5,0.
Prečítajte si tiež: Význam priemyselných odvlhčovačov
Geotermálne sondy
Geotermálne sondy pre tepelné čerpadlá zem/voda získavajú teplo z hĺbky až 100 metrov. Ak je priestor obmedzený, najlepšou voľbou sú geotermálne sondy. Na inštaláciu geotermálnych sond sú potrebné vrty. To platí aj pre geotermálne sondy tepelných čerpadiel zem/voda, preto tieto systémy nie sú vhodné pre každý dom.
Geotermálne kolektory
Geotermálne kolektory pre tepelné čerpadlá zem/voda získavajú teplo z blízkosti povrchu a môžu sa inštalovať bez povolenia. Alternatívou geotermálnych sond sú geotermálne kolektory, ktoré potrebujú len malú hĺbku približne jeden až dva metre, t. j. pod hranicou mrazu. Ak chcú majitelia domov využívať výhody tepelného čerpadla zem/voda aj napriek tomu, že nemajú povolenie na vŕtanie, môžu prejsť na povrchové kolektory. Tie však vyžadujú, aby bol na ich inštaláciu k dispozícii dostatočný voľný priestor. Presná veľkosť plochy závisí od faktorov, ako je charakter pôdy a samozrejme, potreba tepla v dome. Platí pravidlo, že plocha kolektora by mala byť jeden a pol až dvojnásobne väčšia ako vykurovaná obytná plocha.
Tepelné čerpadlá voda-voda
Podzemná voda je tiež vynikajúcim zdrojom tepla, ktorý poskytuje trvalo vysoké teploty počas celého roka. Na získavanie tepla sú potrebné dva vrty. Tepelné čerpadlo voda-voda, ktorého princíp je založený na získavaní tepla z podzemnej vody, je pomerne komplikované na inštaláciu. Na inštaláciu takéhoto tepelného čerpadla je potrebná analýza hĺbky vodného horizontu, množstva, kvality a čistoty vody. Jeho výkon z hľadiska tepla alebo chladu nezávisí od atmosférických podmienok ani od zmeny ročného obdobia.
Technické parametre a vlastnosti
Pri výbere tepelného čerpadla je dôležité zamerať sa na technické parametre, ktoré ovplyvňujú jeho účinnosť a prevádzkové náklady.
Energetická účinnosť
Energetická účinnosť tepelných čerpadiel je veľmi vysoká. Koeficient premeny energie dosahuje 4 až 6 a dokonca aj vyššie hodnoty. Za vykurovanie domu alebo ohrev vody zaplatíte niekoľkonásobne menej, ako keby sa použil elektrický kotol alebo bojler.
Prečítajte si tiež: Použitie teplovzdušného potrubia
COP (Coefficient of Performance)
Pomer výstupného tepelného výkonu k energetickému príkonu na vstupe vyjadruje COP (Coefficient Of Performance). Do slovenčiny ho možno preložiť ako výkonové číslo. COP vyjadruje hlavnú výhodu tepelného čerpadla oproti iným technológiám používaným na výrobu tepla. COP udáva každý výrobca v katalógu. Nemožno ho porovnávať bez poznania podmienok jeho určenia, je to totiž len jeden bod na skutočnej prevádzkovej charakteristike zariadenia.
SPF (Seasonal Performance Factor)
Pomer tepla na výstupe z čerpadla v priebehu jedného roka k celkovej spotrebe energie vyjadruje SPF (Seasonal Performance Faktor). Niekedy sa označuje aj ako β. SPF uvádzajú len niektorí výrobcovia, pretože je potrebné poznať, resp. zohľadniť aj podmienky inštalácie. Je však kľúčovým parametrom systému, pretože pri hodnotení dosiahnutých reálnych výsledkov a návratnosti investície záleží na celkovej energetickej a nákladovej bilancii. SPF je presnejším a komplexnejším ukazovateľom efektívnosti inštalácie ako COP. Vyjadruje schopnosť tepelného čerpadla pracovať energeticky efektívne aj pri čiastočnej záťaži, to znamená prispôsobiť energetickú náročnosť meniacej sa potrebe vykurovacieho výkonu v závislosti od zmeny vonkajšej teploty.
Ďalšie dôležité vlastnosti
- Hlučnosť: Tiché tepelné čerpadlo s nízkou hlučnosťou je dôležité pre komfort bývania.
- Ovládanie: Moderné tepelné čerpadlá sú vybavené digitálnou riadiacou jednotkou, dotykovým ovládaním a možnosťou diaľkového ovládania cez WiFi a mobilnú aplikáciu.
- Ochrana proti baktériám Legionella: Integrovaná ochrana proti baktériám Legionella je dôležitá pre bezpečnosť a hygienu.
- Možnosť chladenia: Niektoré tepelné čerpadlá umožňujú aj chladenie priestorov v letných mesiacoch.
Inštalácia a prevádzka
Úspešná inštalácia, ktorá je podmienkou dobrej prevádzky, však nie je samozrejmosť. Vzhľadom na širokú ponuku technológií a možných technických riešení výsledky viac ako v iných prípadoch závisia od kvalitného projektu šitého na mieru. Nevyhnutnosťou sú skúsenosti, zodpovednosť a odborná zdatnosť dodávateľa. Zásadnou podmienkou je, aby bol vopred zrejmý rozsah a účel použitia.
Výber správneho zdroja tepla
Pri zvažovaní vhodného typu tepelného čerpadla by sa nikdy nemalo zabúdať na zdroj tepla. Pretože zatiaľ čo tepelné čerpadlá so vzduchovým zdrojom sa používajú takmer všade, prevádzka tepelného čerpadla zem/voda nemá zmysel, alebo dokonca nemusí byť povolená na každom mieste.
Kombinácia s inými systémami
V niektorých prípadoch môže mať zmysel aj kombinovaná prevádzka s existujúcim vykurovacím systémom. Ten sa môže zapínať počas špičkového zaťaženia a zaručí vysokú úroveň komfortu v obytných priestoroch za každých okolností.
Dôležité aspekty pre hospodárnu prevádzku
Na zabezpečenie hospodárnej prevádzky je potrebné vopred zvážiť niekoľko bodov:
- Výkon tepelného čerpadla by mal zodpovedať potrebe tepla v budove.
- Radiátory a samotná budova by mali byť pre tepelné čerpadlo čo najvhodnejšie.
- Je vhodné použiť nízkoteplotné veľkoplošné systémy odovzdávania tepla, ako napríklad podlahové vykurovanie.
- Pri tepelných čerpadlách vzduch/voda je výhodné vymeniť klasický vykurovací systém za podlahové vykurovanie.
Financovanie a dotácie
Štát aktívne podporuje kúpu tepelných čerpadiel atraktívnymi dotáciami. Majitelia domov môžu získať dotácie napríklad v rámci programu Zelená domácnostiam alebo Plán obnovy.
Príklad produktu: ELÍZ EWHP 200 EW
ELÍZ EWHP 200 EW je moderné tepelné čerpadlo vzduch-voda na ohrev teplej úžitkovej vody. Toto tepelko typu monoblok od slovenskej spoločnosti ELÍZ funguje podľa princípu reverznej cirkulácie. Tepelné čerpadlo účinne absorbuje teplo zo vzduchu, prípadne nepoužiteľné teplo nízkej kvality z iného nízkoteplotného zdroja tepla, ktoré je následne stlačené do využiteľného, vysoko kvalitného tepla, ktoré sa následne využíva na ohrev vody.
Vlastnosti a výhody ELÍZ EWHP 200 EW
- Nízke prevádzkové náklady
- Trieda energetickej účinnosti A+
- Vysoký koeficient výkonnosti - COPDWH 3,39
- Dva spôsoby ohrevu vody: tepelné čerpadlo do +55 °C a elektrická špirála do +75 °C
- Objem nádrže na vodu 200 l
- Tiché tepelné čerpadlo s hlučnosťou ≤56 dB (≤46 dB 1 m od zariadenia)
- Inteligentný proces ohrevu vody
- Moderné ovládanie: digitálna riadiaca jednotka, dotykový ovládací panel, diaľkový ovládač, ovládanie v telefóne / tablete cez WiFi a cez mobilnú aplikáciu (Android a iOS)
- Integrovaná ochrana proti baktériám Legionella
- Záručný a pozáručný servis na Slovensku a v Českej republike
Použitie ELÍZ EWHP 200 EW
- Tepelné čerpadlo vzduch-voda na ohrev teplej úžitkovej vody (TÚV)
- Pre inštaláciu v interiéri
- Možnosť nainštalovať potrubie na odvod studeného vzduchu napr. do kuchyne alebo na balkón
- Kompaktné tepelné čerpadlo s nízkym príkonom na výrobu teplej úžitkovej vody
tags: #priemyselne #elektricke #tepelne #vzduchove #cerpadlo #25