Tepelné čerpadlá sa v posledných rokoch stávajú čoraz populárnejšou voľbou pre vykurovanie, chladenie a prípravu teplej vody v domácnostiach. Využívajú energiu z okolitého prostredia - zo vzduchu, zeme alebo vody - a premieňajú ju na teplo pomocou moderných technológií. Táto technológia ponúka úspornú prevádzku a znižuje produkciu CO2, čím prispieva k ochrane životného prostredia.
Princíp fungovania tepelného čerpadla
Tepelné čerpadlo funguje na podobnom princípe ako chladnička, ale v obrátenom režime. Jeho hlavnými komponentmi sú výparník (na vonkajšej jednotke), kompresor a kondenzátor (na vnútornej jednotke). Chladivo cirkulujúce v systéme získava teplo z okolitého prostredia (vzduchu, zeme alebo vody) a následne vo výparníku začne vrieť. Kompresor nasaje plynné chladivo, stlačí ho na vysoký tlak a teplotu. Horúce chladivo prúdi do kondenzátora, kde odovzdáva kondenzačné teplo do vykurovacieho systému.
Zaujímavosťou je, že tepelné čerpadlo dokáže efektívne pracovať aj pri veľmi nízkych vonkajších teplotách. Je to preto, že aj pri nízkych teplotách je v okolitom prostredí obsiahnuté využiteľné teplo. Čerpadlo toto teplo "odoberie" a ešte viac ochladí prostredie, čím ho prenesie do vykurovacieho systému.
Typy tepelných čerpadiel
Na trhu existuje niekoľko typov tepelných čerpadiel, ktoré sa líšia zdrojom tepla a spôsobom jeho prenosu. Medzi najbežnejšie patria:
- Tepelné čerpadlo vzduch-voda: Získava teplo z vonkajšieho vzduchu a využíva ho na vykurovanie a ohrev vody. Na trhu sú dostupné dva hlavné typy: monoblok a split.
- Monoblok: Vyrába sa a montuje ako jeden celok v továrni.
- Split: Komponenty chladiaceho systému sú rozdelené medzi vonkajšiu a vnútornú jednotku.
- Tepelné čerpadlo zem-voda: Využíva nízkopotenciálnu energiu uloženú v horninách pomocou hermeticky uzavretého chladiaceho okruhu s kompresorom. Existujú dva spôsoby získavania tepla zo zeme:
- Zemný plošný kolektor: Funguje ako akumulátor tepla, získava teplo zo slnka počas teplejších mesiacov a ukladá ho v pôde. Vyžaduje si rozsiahly pozemok, približne 1,5 až 2-násobok plochy obytnej časti domu.
- Zemný vrt (sonda): Využíva hlbinné teplo, ktoré je stabilnejšie po celý rok. Hĺbka vrtu sa pohybuje medzi 80 a 130 metrami.
- Tepelné čerpadlo voda-voda: Vyžaduje studňu na odber vody a vsakovaciu studňu, kam sa voda po využití vracia.
- Čerpanie podzemnej vody:
- Čerpanie povrchovej vody: Tepelné čerpadlá, ktoré využívajú povrchovú vodu, sú závislé od sezónnych zmien teploty vody.
- Tepelné čerpadlo vzduch-vzduch: Odoberá teplo priamo z vonkajšieho vzduchu a následne ho využíva na ohrev vzduchu v interiéri. Funguje na princípe klasickej klimatizácie a je cenovo výhodné, vhodné najmä do starších domov.
Faktory ovplyvňujúce výber tepelného čerpadla
Pri výbere tepelného čerpadla je potrebné zvážiť niekoľko faktorov:
Prečítajte si tiež: Využitie tepelných čerpadiel
- Typ tepelného čerpadla: Vyberte typ, ktorý najlepšie vyhovuje vašim potrebám a podmienkam (dostupnosť pozemku, klimatické podmienky, atď.).
- Výkon tepelného čerpadla: Musí zodpovedať tepelným stratám budovy a zabezpečiť dostatočné množstvo tepla aj počas najchladnejších dní.
- Účinnosť tepelného čerpadla: Meria sa pomocou koeficientu výkonu (COP) a sezónneho koeficientu výkonu (SCOP). Čím vyššie hodnoty, tým je prevádzka úspornejšia.
- Možnosť chladenia: Ak plánujete využívať tepelné čerpadlo aj na chladenie, zamerajte sa na modely, ktoré túto funkciu podporujú.
- Dostupnosť inštalačného priestoru: Pre systémy zem-voda je potrebné zvážiť veľkosť a typ pozemku.
- Náklady na inštaláciu a prevádzku: Počiatočné náklady sa líšia v závislosti od typu čerpadla, no dôležité sú aj prevádzkové náklady.
- Kompatibilita s existujúcim systémom: Ak už máte vykurovací systém, overte si jeho kompatibilitu s tepelným čerpadlom.
Efektivita a prevádzkové náklady
Efektivita tepelného čerpadla sa udáva pomocou koeficientu výkonu (COP). COP udáva, koľkokrát viac tepelnej energie dokáže tepelné čerpadlo vyrobiť, než koľko energie spotrebuje na svoju prevádzku. Dôležitý je aj sezónny koeficient výkonu (SCOP), ktorý zohľadňuje výkyvy v prevádzkových podmienkach počas celého roka. Čím vyššie sú hodnoty COP a SCOP, tým je tepelné čerpadlo účinnejšie a prevádzka úspornejšia.
Z princípu fungovania tepelného čerpadla vyplýva, že čím je menší rozdiel medzi teplotou prostredia, z ktorého čerpá energiu, a teplotou vykurovacej vody, tým je prevádzka lacnejšia. To znamená, že tepelné čerpadlo zem/voda pripojené k podlahovému kúreniu bude mať najnižšie prevádzkové náklady, zatiaľ čo tepelné čerpadlo vzduch/voda pripojené k radiátorom bude mať náklady vyššie.
Vykurovací faktor COP ukazuje, ako je tepelné čerpadlo efektívne (úsporné). Je to pomer medzi vyrobeným teplom a spotrebovanou elektrickou energiou. Čím vyšší vykurovací faktor, tým je prevádzka tepelného čerpadla lacnejšia. Rôzne typy tepelných čerpadiel majú rôzne vykurovacie faktory. Vykurovací faktor tepelného čerpadla zem/voda je behom celého roku vysoký. Vykurovací faktor tepelného čerpadla vzduch/voda behom roku značne kolíše podľa vonkajšej teploty.
Chladenie pomocou tepelného čerpadla
Niektoré tepelné čerpadlá môžu v lete slúžiť aj ako chladiaci systém. Existujú dva spôsoby chladenia:
- Pasívne chladenie: Využíva nízke teploty zeme alebo podzemnej vody (použiteľné len pri tepelných čerpadlách voda-voda a zem-voda).
- Aktívne chladenie: Kompresor tepelného čerpadla sa zapne a funguje podobne ako klimatizácia (možné u všetkých typov tepelných čerpadiel).
Vplyv klimatických podmienok
Efektivita tepelných čerpadiel v zime môže klesať v prípade extrémnych mrazov, keď systém potrebuje viac elektriny na udržanie tepla. S klesajúcimi vonkajšími teplotami sa efektivita tepelného čerpadla znižuje, čím sa znižuje aj koeficient výkonnosti (COP). V lete sa COP (koeficient výkonnosti) zvyšuje, pretože vonkajšie teploty sú vyššie a tepelné čerpadlo nemusí toľko „bojovať“ proti nízkym teplotám. V zimnom období môžu tepelné čerpadlá vzduch-voda potrebovať odmrazovanie výparníka, keďže kondenzácia vlhkosti na studenom povrchu vytvára námrazu.
Prečítajte si tiež: Výhody Tepelných Čerpadiel Austria Email
Tepelné čerpadlá vzduch-vzduch: Špecifický pohľad
Tepelné čerpadlá vzduch-vzduch sú stále populárnejším riešením pre ekologické vykurovanie domácností a komerčných priestorov. Sú známe tým, že dokážu využívať energiu zo vzduchu na vytváranie tepla, čím výrazne znižujú energetickú náročnosť.
Tepelné čerpadlo vzduch-vzduch pracuje na princípe odoberania tepla z vonkajšieho vzduchu a jeho prenášania do vnútra objektu. Táto technológia využíva energiu z okolia, ktorá je potom prostredníctvom kompresora a tepelného výmenníka premieňaná na teplo.
Montáž tepelného čerpadla vzduch-vzduch je v porovnaní s inými typmi tepelných čerpadiel menej náročná a časovo úsporná. Zahŕňa inštaláciu vonkajšej jednotky, ktorá odoberá teplo z okolia, a vnútorných jednotiek, ktoré sú umiestnené v priestore, kde chceme udržiavať optimálnu teplotu. Údržba tepelných čerpadiel vzduch-vzduch zahŕňa pravidelné čistenie filtrov a kontrolu systému, aby bola zaistená efektívna prevádzka.
Cena tepelných čerpadiel vzduch-vzduch závisí od veľkosti a výkonu systému, no vo všeobecnosti sa pohybuje v rozmedzí 2 000 až 5 000 eur, vrátane inštalácie.
Hlavným rozdielom medzi tepelnými čerpadlami vzduch-vzduch a vzduch-voda je, že tepelné čerpadlá vzduch-voda sú určené na ohrev vody a môžu zásobovať celý dom vrátane podlahového kúrenia, zatiaľ čo vzduch-vzduch je ideálny pre vykurovanie vzduchu v jednej alebo viacerých miestnostiach.
Prečítajte si tiež: Samsung 12kW - parametre vnútornej jednotky
Tepelné čerpadlo vzduch-vzduch je ideálnou voľbou pre domácnosti a menšie komerčné priestory, ktoré hľadajú efektívne a ekologické vykurovacie riešenie. Vďaka nižšej cene, jednoduchej montáži a dvojitej funkcii vykurovania a chladenia sa toto zariadenie stáva stále populárnejšou alternatívou na trhu.
Situácia na Slovensku a v Európe
Dopyt po tepelných čerpadlách na Slovensku v posledných rokoch rastie. V Európe sa každoročne predá čoraz viac tepelných čerpadiel. Očakáva sa, že ich počet do roku 2030 narastie zhruba na 1,2 milióna.
V roku 2021 sa u nás predalo 65 000 kusov tepelných čerpadiel, čím podiel Slovenska vychádza 2,9%. Vďaka štátnym dotáciám by si malo tepelné čerpadlo nainštalovať ďalších takmer 5000 domácností. Mnohé si ich volia ako vhodnú alternatívu najmä do nových rodinných domov.
Cieľom únie je do roku 2030 zvýšiť podiel obnoviteľnej energie zo 40% na 45%, pričom na energetickú efektívnosť a tepelné čerpadlá je určených až 56 biliónov eur.
V Európe dominuje najmä predaj tepelných čerpadiel typu Vzduch - Vzduch a Vzduch - Voda. Na Slovensku rastie záujem najmä o tepelné čerpadlá Vzduch - Voda. Kopírujeme tak trend podobný v Rakúsku, Českej republike, Maďarsku alebo Nemecku, kde počet tepelných čerpadiel v domácnostiach naďalej rastie. V severských a južných krajinách zasa vedú tepelne čerpadlá Vzduch - Vzduch, ktoré vykurujú celoročne do vonkajšej teploty -15°C.
Ako výborné riešenie sa dnes ukazujú tepelné čerpadlá na prípravu teplej sanitárnej vody. Počet inštalácií týchto čerpadiel narástol v roku 2021 až na 33%, pretože prinášajú okamžité úspory najmä pri rekonštrukciách s tepelnými čerpadlami Vzduch - Vzduch. Takáto kombinácia vynikajúco rieši vykurovanie i prípravu teplej vody.