Výhody tepelného čerpadla

Zoznámte sa s tepelným čerpadlom.

Tepelné čerpadlá získavajú nízkopotenciálne teplo zo vzduchu, zeme alebo z vody, ktoré by bez tejto technológie zostalo pravdepodobne nevyužité. Vzduch, zem, či voda pritom patria do kategórie nevyčerpateľných zdrojov, ktoré sú prakticky zadarmo a bez akýchkoľvek obmedzení. Superlatívov na adresu tepelného čerpadla odznie v našom príspevku ešte veľa. Okrem iného aj preto, že tepelné čerpadlo má minimálne nároky na spotrebu elektrickej energie, no napriek tomu dokáže na každý 1 spotrebovaný kW elektrickej energie dodať 2 až 5 násobok využiteľnej energie. Jednoduchá matematika, ktorá nepripustí žiadne špekulácie o jeho efektivite.

Ako funguje tepelné čerpadlo v praxi?

Princíp tepelného čerpadla najviac pripomína chladničku. Podstatný rozdiel medzi nimi je ten, že kým chladnička vytvára vnútri chlad a vzniknuté teplo odvádza prostredníctvom chladiča von, tak tepelné čerpadlo odoberá teplo z okolitého prostredia a pri vyššej teplote ho odovzdáva napríklad nízkoteplotnému podlahovému vykurovaciemu systému. Celý proces sa odohráva v uzatvorenom okruhu, ktorý je naplnený médiom. Médium sprostredkováva výmenu tepla a preto má nízky bod varu. Nechceme vás zaťažovať detailným popisom, no v skratke sa vám ho predsa len pokúsime stručne priblížiť.

Najdôležitejším komponentom tepelného čerpadla je kompresor (1). Kompresor je spravidla poháňaný elektromotorom, má však aj alternatívu v podobe plynového motora. Kompresor stláča pary média alebo ak chcete pracovnej látky, ktoré sa v dôsledku kompresie zohrejú až na 70 °C. Následne vo výmenníku tepla (2) skondenzujú na kvapalinu, pričom dôjde k odovzdaniu kondenzačného tepla vykurovaciemu systému.
No a ako prebieha proces ďalej? Médium sa schladí na 40 °C a po prechode cez expanzný ventil (3) do priestoru s nízkym tlakom sa ochladí až na -10 °C. Vo výparníku (4) sa médium ohreje teplom získaným z okolitého prostredia na bod varu, čo je približne -3 °C a odparí sa. Na ohriatie média pritom stačí zdroj tepla s nízkou potenciálnou teplotou (napríklad vzduch alebo zem s teplotou +2 °C). V kompresore sú potom pary opäť stláčané a prepravené do teplej vysokotlakovej časti uzavretého okruhu.

Popularita tepelných čerpadiel z roka na rok stúpa

Za rastúcou popularitou tepelných čerpadiel treba vidieť predovšetkým tri silné dôvody. Tým prvým je klesajúca cena tepelných čerpadiel, ktoré sú navyše kvôli ekologickému aspektu výroby tepla dotované štátnym príspevkom.

Ďalej za obľúbenosťou tepelných čerpadiel stojí neustále rastúca cena energií a v neposlednom rade je to ich všestrannosť, ktorá je významným argumentom vypovedajúcim v prospech zvyšujúcej sa popularity. Pozrime sa teda stručne na všetky spomenuté dôvody, ktoré ich robia zaujímavými nielen pre rodinné domy, ale aj pre verejné budovy, či firmy alebo výrobné podniky.

Pohľad na čerpadlá optikou cien a využitia

Klesajúca cena tepelných čerpadiel je faktom, no pravdou je tiež to, že si v porovnaní napríklad s plynovými kondenzačnými kotlami ešte stále vyžadujú o niečo vyššiu vstupnú investíciu. Nečakajte však nič dramatické, navyše investícia do tepelného čerpadla sa vám skôr či neskôr určite vráti. S cenou energií je to ale naopak. Cena energií napriek regulácii zo strany štátu stúpala v minulosti a s určitosťou bude stúpať aj v budúcnosti. Kým s postupným zdražovaním energií pravdepodobne nič nenarobíme, s tepelnými čerpadlami našťastie vôbec nemusíme sedieť so založenými rukami a čakať na faktúry s nedoplatkami

Rozmrazovanie výparníka: Platí to o to viac, keď vďaka všestrannosti tepelných čerpadiel môžeme tieto zariadenia využiť nielen na vykurovanie alebo na chladenie miestností, ale aj na ohrev vody. Potešiť dokáže tiež fakt, že tepelné čerpadlo môže byť pri vykurovaní zapojené do nízkoteplotných i vysokoteplotných vykurovacích systémov. Vráťme sa však späť k spomenutej príprave teplej vody. Tá predstavuje zaujímavé percento z celkových nákladov na energie a preto sa jej budeme venovať aj v nasledujúcich riadkoch.

Príprava teplej vody

Domácnosti minú na prípravu teplej vody približne 15 až 50 % z celkovej spotrebovanej tepelnej energie. Spotreba energie sa samozrejme odvíja od veľkosti domácnosti. Nič to však nemení na fakte, že náklady na prípravu teplej vody rozhodne stoja za pozornosť a ak plánujete zainvestovať do tepelného čerpadla, mali by ste ho už využiť aj na ohrev vody. Ak vám niekto tvrdí opak, buď tomu nerozumie alebo nemá k dispozícii čerpadlá, ktoré dokážu vykurovať budovu a zároveň ohrievať vodu.

Ak by sme aj pripustili možnosť inštalácie dvoch tepelných čerpadiel, rozhodne by nešlo o štandardné a ani ekonomické riešenie. Načo to však vôbec robiť, keď sa všetko dá elegantne vyriešiť jedným čerpadlom. Stačí pritom celý systém upraviť tak, aby mal dva výstupné teplotné okruhy. Vykurovací okruh môže napríklad pracovať s teplotou 55 °C a druhý okruh na ohrev teplej vody s teplotu 45 – 50 °C. Dokonalú spoluprácu medzi oboma okruhmi si pod palec zoberie automatický prepínací ventil. Ak by tento ventil náhodou tepelné čerpadlo nemalo, nebude najmenší problém doinštalovať ho.

V prípade, že potrebujete nahradiť nevyhovujúci bojler na prípravu teplej vody, môžete zobrať do úvahy tiež modely inovovaných zásobníkových ohrievačov, ktoré majú namiesto elektrických špirál integrované tepelné čerpadlo.

Centralizované vetranie s rekuperáciou tepla vs. tepelné čerpadlo

Riadené vetranie s rekuperáciou tepla nevylučuje použitie tepelného čerpadla. Práve naopak. Riadené vetranie si doslova pýta doplniť systém o vzduchové tepelné čerpadlo, ktoré ešte zvýši celkový tepelný zisk z vetrania. Vzduch odvádzaný z budovy pri centralizovanom vetraní obsahuje vodné pary, ktoré bežné rekuperačné výmenníky nedokážu nijako využiť. Iné to bude, ak sa výparník tepelného čerpadla umiestni do prúdu odvádzaného vzduchu. Vtedy sa vodné pary ochladia pod rosný bod, pričom sa využije teplo z ich kondenzácie.

Takýto systém riadeného vetrania s rekuperáciou tepla je energeticky najefektívnejší, no vyžaduje si vyššiu vstupnú investíciu. Riešením môžu byť pomerne lacné čerpadlá typu vzduch/voda, ktoré nepotrebujú veľké prípravné práce, pretože sa vyznačujú jednoduchou montážou. Vyberať si môžete zo split zariadení s oddeleným výparníkom, ktorý sa umiestňuje do exteriéru budovy, alebo sa môžete rozhodnúť pre zariadenia kompakt (kompaktné jednotky určené na montáž v interiéri) alebo zariadenia outdoor (kompaktné jednotky určené na montáž v exteriéri).

Ako je to s návratnosťou tepelného čerpadla

Kúpa a inštalácia tepelného čerpadla patrí k najlepším investíciám, ktoré môžete urobiť. Ak napríklad prestanete používať na vykurovanie elektrickú energiu a začnete využívať tepelné čerpadlo, môže sa vám za istých okolností investícia vrátiť už do 5 rokov. Veľa totiž závisí nielen od precíznosti inštalácie čerpadla, ale aj od kvality projektu, ktorý by mal počítať so všetkými špecifikami a požiadavkami stavby. Dôležité sú tiež skúsenosti a odborné znalosti dodávateľa tepelného čerpadla.

Aby však neostalo iba pri slovách, ponúkneme vám graf, ktorý vám prehľadným spôsobom ponúkne pohľad na orientačnú návratnosť investície pri vykurovaní rôznymi tepelnými čerpadlami v priebehu jednotlivých rokov. Návratnosť sa odvíja od mernej ceny systému v € na inštalovanú jednotku výkonu v kW na výstupe z tepelného čerpadla.

Pre vysvetlenie uvádzame, že v grafe uvedené výsledky zodpovedajú čerpadlám, ktoré dokážu ročne dodať 2 300 kWh tepla na 1 inštalovaný kW výkonu. Pri výpočte návratnosti boli použité hodnoty SPF (seasonal performance factor) a cena elektrickej energie 0,135 €/kWh. Úspora nákladov bola prepočítaná pri cene tepla 0,10 €/kWh (28 €/GJ). Na záver dodáme, že pri čerpadle typu vzduch/voda bola zohľadnená a započítaná 16 % doplnková spotreba elektrickej energie v dňoch, kedy priemerná vonkajšia teplota klesá pod -7 °C.

Najprv eliminujte tepelné straty

Pri výbere tepelného čerpadla prispôsobte jeho výkon reálnym energetickým nárokom stavby. Nie je žiadnym tajomstvom, že bežne dosahované úspory po výmene okien a po zateplení obvodového plášťa budovy i strechy sa pohybujú v rozmedzí 15 až 60 %. Ak teda nemáte na rodinnom dome vymenené okná a dom nie je zateplený, urobte to ešte pred inštaláciou tepelného čerpadla.
Pri použití tepelného čerpadla v nezateplenom dome musí byť nainštalované čerpadlo s vyšším výkonom, ktoré bude tepelné straty korigovať. Vyšší výkon tepelného čerpadla však ide ruka v ruke s vyššou cenou. To je však iba jedna strana pohľadu. Po prípadnom zateplení domu a výmene okien vás bude zbytočne predimenzovaný výkon tepelného čerpadla mrzieť a treba myslieť aj na to, že pri nižšej záťaži bude čerpadlo menej efektívne, čím sa návratnosť investície posunie do neznáma.

Neporovnávajte Škodu 120 s novým Superbom

Takéto prirovnanie by ste určite nerobili ani vtedy, keď by ste sa chystali kupovať nové auto. No a nie je najmenší dôvod, prečo by ste mali porovnávať čerpadlá s neporovnateľnými parametrami. Pri výbere tepelného čerpadla, resp. pri vzájomnom porovnávaní si preto overte, či máte k dispozícii porovnateľné údaje. Nie vždy totiž môžu súhlasiť. Napríklad údaje o maximálnom výkone a výkonovom čísle (COP) sú pomerne často udávané pri rôznych prevádzkových alebo skúšobných podmienkach.

Niečo podobné platí pri porovnávaní cien tepelných čerpadiel. Aj v tomto prípade sa nezabudnite presvedčiť, čo všetko je obsiahnuté v základnej cenovej ponuke. Existuje pre to rozumné odôvodnenie. Rozdiely môžu byť markantné a tam kde bude súčasťou dodávky expanzná nádoba, trojcestný ventil, zásobník teplej vody, riadiaci člen obehového čerpadla vykurovacia špirála, elektromer, alebo dátové rozhranie, nemusí byť v prípade inej objednávky, niektorý spomenutý komponent súčasťou dodávky. Cena tak môže byť logicky rozdielna.

Tip: Prezrite si ponuku tepelných čerpadiel. Zaujalo vás niektoré tepelné čerpadlo? Neváhajte a kontaktujte nás. Využiť môžete odborné poradenstvo a požiadať môžete aj o vypracovanie cenovej ponuky.