Tepelná čerpadla, druhy, výhody, úspory
S tepelným čerpadlem můžeme využívat energii okolního prostředí, která je zadarmo. Ta se přidá k energii spotřebované na pohon čerpadla a všechnu energii dohromady pak máme k dispozici pro vytápění a přípravu teplé vody.
Tepelná čerpadla nám proto mohou ušetřit až 60 % nákladů na vytápění domu a přípravu teplé vody. Tepelná čerpadla Viessmann jsou první volbou, pokud jde o to, spojit spolu úsporu nákladů na vytápění a ekologickou výrobu tepla.
Na jedné straně je investice do tepelného čerpadla a na druhé snížené provozní náklady. Pokud tyto náklady budeme u tepelného čerpadla každoročně postupně sčítat, tak během prvních pěti až deseti let se dostaneme na stejné náklady, jako u jiných zdrojů tepla a po této době už budou nižší. Přitom životnost kvalitních tepelných čerpadel je minimálně 15 let. A lze ji prodloužit pravidelným kvalitním servisem a správným zapojením do otopné soustavy. Zásadní je však výběrem vhodného tepelného čerpadla.
S otázkami, jaké tepelné čerpadlo vybrat, jaké optimální umístění pro něj zvolit, jak ho napojit na otopnou soustavu, jaký uvolit optimální režim vám rádi poradí odborníci společnosti Viessmann, která vyvijí a vyrábí tepelná čerpadla již od roku 1976.
Jak fungují tepelná čerpadla?
Princip fungování tepelného čerpadla je detailně popsán v tomto článku. Zjednodušeně lze celý proces popsat například i tak, jak je uveden na portále TZB-info:
Činnost tepelného čerpadla je založena na principu chladicího okruhu. Jeho základními částmi jsou expanzní ventil, výparník, kompresor a kondenzátor. V kompresoru stlačená a v kondenzátoru ochlazená pracovní látka (chladivo) v kapalném stavu se po průchodu expanzním ventilem do prostředí s nižším tlakem ve výparníku odpařuje při relativně nízké teplotě. Přitom přes stěnu výparníku odebírá tepelnou energii okolnímu prostředí, například cirkulující vodě ze studny nebo přes vrt v zemi, proudícímu venkovnímu vzduchu aj. Odpařené vzniklé páry chladiva jsou nasávány do kompresoru, ve kterém jsou stlačeny na vysoký tlak a při tom stoupne jejich teplota. V tomto stavu je chladivo přiváděno do kondenzátoru, kde je mu tepelná energie přes stěnu kondenzátoru odnímána například proudící otopnou vodou nebo vzduchem, které potřebujeme ohřát. Tím klesá teplota chladiva, to kondenzuje, mění se z páry na kapalinu. Zkapalněné chladivo stále pod vysokým tlakem pak putuje do expanzního ventilu a celý cyklus se opakuje.
Existuje více druhů tepelných čerpadel v závislosti na tom, s jakým zdrojem přírodního tepla pracují a k jakým účelům byla navržena.
Měli byste vědět: funkce tepelného čerpadla / princip fungování tepelného čerpadla
Tepelná čerpadla země/voda
Tato tepelná čerpadla využívají teplo buď z hlubších vrstev Země přes vrt = zemní sondu, kde slovo hlubší znamená několik desítek až cca dvě stě metrů, ze zemních košů, které zasahují do hloubek cca 10 až 20 metrů nebo přes plochý zemního kolektor přibližně v hloubce mezi 1 a 2 metry.
Zemní sondy a koše nezabírají na pozemku velkou plochu. S kvalitním projektem založeným na dobré znalosti zemního podloží lze s kvalitní výstrojí zemní sondu realizovat i skrz základnovou desku již během výstavby rodinného domu v místě budoucího umístění tepelného čerpadla.
Zemní kolektory využívají teplo, které se k nim dostává nejen zespodu ze zemního masivu, ale hlavně z vrchu od slunečního záření, zasakující se dešťové vody a jejich plocha proto musí být volná, nezakrytá, zpravidla jde o zahradu.
Tepelná čerpadla země/voda s dobře dimenzovanou zemní sondou, kolektorem mají stabilní výkon, protože teplota země kolísá jen v relativně malém rozsahu. Tento fakt se podílí na tom, že tato tepelná čerpadla dosahují nejvyšší topný faktor, tedy poměr mezi vyrobenou tepelnou energií a vloženou energií, který určuje provozní náklady.
Jejich výhodou je naprosto tichý chod ve venkovním prostředí a prakticky neslyšitelných chod i uvnitř domu.
Nevýhodou je nutnost mít k dispozici dostatečnou plochu zahrady a zvýšený rozsah zemních prací, kterým se při instalaci tepelného čerpadla typu země/voda nelze vyhnout.
Tepelná čerpadla vzduch/voda
I v severských chladných oblastech Evropy jsou efektivně využívána tepelná čerpadla vzduch/voda. Teplejší klimatické podmínky v České republice proto pro ně vytváří mnohem příznivější podmínky. V nížinách jsou i v zimním období průměrné teploty kolem 4 °C. Krátkodobý výskyt nižších teplot dokáží tepelná čerpadla vzduch/voda překonat buď svou specifickou konstrukcí chladicího okruhu nebo s využitím doplňkového zdroje tepla. Nejjednodušším řešením integrovaným v konstrukci tepelného čerpadla je přímotopný elektrický prvek, který využívá příznivou tarifní cenu elektrické energie spojenou s využitím tepelného čerpadla.
Kompaktní tepelná čerpadla vzduch/voda
Tepelná čerpadla vzduch/voda, typ monoblok, jsou celá umístěna venku, mimo objekt. V jedné skříni jsou umístěny všechny prvky, ze kterých se skládá chladicí okruh tepelného čerpadla, motor s ventilátorem zajišťující proudění venkovního vzduchu přes výparník, řídicí elektronika. K uvedení do provozu postačuje kvalifikace vyškoleného topenáře, servisního technika a elektrotechnika. Neboť chladicí okruh je uzavřený, zhotovený výrobcem, takže není nutný specialista na chladicí okruhy. Nevýhodou může být vystavení venkovním klimatickým podmínkám, ale kvalitní tepelná čerpadla tohoto druhu připouští provoz i při velmi nízkých venkovních teplotách -25 °C a jsou na změny klimatických podmínek mezi létem a zimou přizpůsobena.
K transportu tepla z venku stojících kompaktních tepelných čerpadel do domu se využívá buď směs vody a nízkotuhnoucí tekutiny nebo jen voda, v závislosti na řešení tohoto okruhu tepelného čerpadla a možnosti zajistit případné krátkodobé přihřívání cirkulující teplonosné látky nad teplotu, při které zamrzá. V domě se instaluje vnitřní jednotka, která bývá součástí dodávky tepelného čerpadla a která je již součástí otopné soustavy. Zajišťuje oběh otopné vody mezi otopnými tělesy, podlahovým nebo stropním vytápění, přípravu teplé vody, regulaci a řízení.
Splitová tepelná čerpadla vzduch/voda
Tato varianta tepelného čerpadla vzduch/voda má chladicí okruh rozdělen na dvě části. Část venkovní, která obsahuje kompresor, expanzní ventil a výparník a vnitřní část umístěnou v domě, která obsahuje zbylé části jako např. kondenzátor. Propojuje je pouze tenké potrubí vedoucí chladivo. Výhodou je jednodušší konstrukce nevyžadující mezi venkovní a vnitřní částí vést potrubí s otopnou vodou nebo směsí vody a nízkotuhnoucí tekutiny. Je u nich proto zcela vyloučeno zamrznutí při mrazivých teplotách, trubičky vedoucí chladivo mají velmi malý průměr. Nevýhodou je nutnost pospojování chladicího okruhu a jeho naplnění chladivem specialistou na chladicí okruhy, vyšší hmotnostní obsah chladiva a rovněž se musí zohlednit požadavky na spádovost potrubí s chladivem. Tato konstrukce tepelných čerpadel je historicky nejstarší, odzkoušená, takže se i dnes velmi dobře uplatňuje. Navíc jsou nové požadavky na pravidelné kontroly těsnosti.
- Tato tepelná čerpadla jsou velice oblíbená při modernizaci starších domů.
- Splitová tepelná čerpadla zvládají s vysokou efektivností vytápět a připravovat teplou vodu, ale i chladit.
Hluk z tepelných čerpadel
Emise hluku z provozu tepelných čerpadel země/voda jsou zanedbatelné, případně velmi dobře potlačitelné výrobcem použitím akusticky účinné konstrukce, antivibračních prvků atd.
Emise hluku z provozu tepelných čerpadel vzduch/voda vznikající uvnitř domu jsou stejně dobře potlačitelné, jako u typů země/voda.
Velkou pozornost je u tepelných čerpadel vzduch/voda třeba věnovat emisím hluku vznikajícím venku. Na hluk ve venkovním prostředí se vztahují poměrně přísné hygienické limity a ty musí být splněny. Základním předpokladem je, pokud má venkovní kompaktní tepelné čerpadlo, nebo venkovní část tepelného čerpadla vzduch/voda velmi nízký akustický výkon. Zvuk je energie přenášená vzduchem, a tak čím menší tato energie je, tím je menší hluk. V komunálním venkovním prostředí se velikost hluk posuzuje podle velikosti tzv. ekvivalentní hladiny akustického tlaku ve zvolené vzdálenosti od tepelného čerpadla. Pokud je tento údaj stanovený výrobcem na úrovni pod 40 dB(A) při umístění ve volném prostoru a ve vzdálenosti 3 metry od tepelného čerpadla, pak je to dobrý předpoklad pro splnění hygienického limitu a přípustnost instalace venkovního tepelného čerpadla i v poměrně hustě zastavěných oblastech rodinných domů. Strach z hlučného provozu není u kvalitních tepelných čerpadel opodstatněný. Hodnota akustického tlaku nejmodernějších tepelných čerpadel typu vzduch/voda je pod 40 dB(A), což se rovná tikotu budíků, který slyšíte z dálky 3 metrů. K orientačnímu určení lze využít kalkulátor hluku.
Tepelná čerpadla pro ohřev teplé vody
Speciální variantou tepelných čerpadel vzduch/voda jsou ta, která jsou propojena se zásobníkem na teplou vodu. Odnímají teplo z vnitřního vzduchu a předávají ho do ohřívané vody. Jejich použití je smysluplné, například pokud je vnitřní prostor vytápěn velmi levně, vlastním dřevem a není pak třeba instalovat teplovodní vložku v kamnech a nepřímoohřívaný zásobník. Nebo pokud je ve vnitřním prostoru nadbytek tepla například vlivem činnosti různých zařízení, nebo je žádoucí prostor ochlazovat jako např. sklep pro uskladnění potravin atp.
Společné výhody tepelných čerpadel
Tepelná čerpadla se nepoužívají pouze pro rodinné domy, domy bytové, ale i různé veřejné budovy, průmyslové haly atp. Umožňuje to schopnost pracovat v kaskádě.
Výhody tepelných čerpadel:
- šetření cenných přírodních zdrojů,
- možnost fungování jako klimatizace,
- investice se vrátí do 10 let,
- dlouhá životnost,
- vhodné do nových i starších domů,
- možnost připojit k fotovoltaice,
možnost získat dotaci v rámci kotlíkových dotací a rovněž v rámci programu Nová Zelená Úsporám.
Jak vysoká může být úspora?
Hodnota úspory se může vyšplhat až na 55 % oproti roku, kdy se vytápělo přímotopným elektrickým kotlem. V některých domácnostech rodinných domů tato úspora dosahuje až 35 tisíc ročně.
Proto před investováním do tepelného čerpadla doporučujeme poradit se s odborníky, kteří posoudí konkrétní případ nejen na základě geografické polohy domu, okolních a geografických podmínek, ale i konkrétní potřeby domu. Posoudí výchozí stav a na základě toho vám představí očekávané úspory i nutnost stavebních úprav. Pokud se rozhodnete pro odborníky společnosti Viessmann, můžete se spolehnout i na odbornou instalaci a pravidelný špičkový servis.
Kompletní program Viessmann nabízí individuální řešení s efektivními systémy v nejvyšší kvalitě pro všechny oblasti použití a energetické zdroje - vytápění, průmyslové energetické systémy, chladicí systémy.
