30.5.2015
Tepelné čerpadlo je vlastne akási inverzná chladnička. Funguje totiž na rovnakom princípe, ibaže opačne. Okrem vysokej efektívnosti je jeho výhodou aj to, že využíva jedny z najohľaduplnejších metód vykurovania a prípravy teplej vody, či dokonca ochladzovania domácnosti. S pomocou tepelného čerpadla preto jednou ranou znížite energetickú spotrebu, ale aj množstvo emisií oxidu uhličitého.
Veľmi zjednodušene povedané, zatiaľ čo cieľom chladničiek je vytvoriť „zimu" vo vnútri, pričom teplo sa odvádza cez chladič von, tepelné čerpadlo funguje tak, že z vonkajšieho prostredia odoberá teplo, aby ho potom pri vyššej teplote odovzdalo do vykurovacieho systému. Za určitých podmienok dokáže tepelné čerpadlo ohriať vykurovacie médium až na 65°C. Optimálnu účinnosť celého systému však zabezpečíte iba tak, že výber a umiestnenie tepelného čerpadla dôkladne naplánujete. Aj pri voľbe toho najvýkonnejšieho zariadenia totiž môžete svoju investíciu premrhať, ak zanedbáte všetky aspekty využitia obnoviteľnej energie či samotnú inštaláciu.
Pred rekonštrukciou či po nej?
Výkon tepelného čerpadla vychádza z potreby tepla, ktorú vykazuje konkrétny objekt. Ak sa teda chystáte rekonštruovať dom a premýšľate aj o využití takéhoto obnoviteľného zdroja energie, najprv urobte potrebné úpravy, vďaka ktorým znížite celkovú spotrebu na vykurovanie, či už ide o zateplenie obvodového plášťa a strechy alebo výmenu okien. Ak by ste najskôr inštalovali čerpadlo a až následne riešili komplexnú obnovu domu, zbytočne by ste pri investícii do zariadenia preplatili, pretože návrh by vychádzal z pôvodných ukazovateľov spotreby pred rekonštrukciou. Tepelné čerpadlo môžete najefektívnejšie využiť pri dobre zateplených objektoch, ideálne v kombinácii s nízkoteplotným systémom vykurovania, napríklad s podlahovým kúrením. Pri týchto zariadeniach tiež platí, že ich cena stúpa spolu s výkonom a že pri nižšej záťaži zasa budú pracovať menej efektívne.
Dobrý návrh – rýchla návratnosť
Návrh zapojenia tepelného čerpadla musí zohľadňovať najmä lokálne teplotné pomery a prispôsobiť tepelný spád (teplota na vstupe a výstupe z vykurovacej sústavy, napr. 55 °C/45 °C) podľa architektonického riešenia domu. Nasleduje rozhodnutie, či bude potrebná takzvaná bivalentná prevádzka, čiže taká, ktorá počíta so zapojením prídavného zdroja tepla (zväčša elektrického), keď výkon samotného čerpadla nestačí na pokrytie potreby tepla. Takéto riešenie sa často využíva pri rekonštrukciách alebo vo vykurovacích sústavách s výstupnou teplotou okolo 90 ° C. V neposlednom rade by ste mali zabezpečiť efektívnu reguláciu a dimenzovanie vykurovacej sústavy objektu. Podľa údajov Stredoslovenskej energetiky možno pri správnom návrhu dosiahnuť návratnosť takejto investície už v priebehu siedmich rokov.
Dôležité kroky:
- Zistite, aké sú teplotné straty vášho domu.
- Stanovte správny vykurovací výkon tepelného čerpadla.
- Ak je to potrebné, zvoľte bivalentnú prevádzku, pričom určíte typ doplnkového zdroja.
- Vyberte typ nízkopotenciálového tepla pre tepelné čerpadlo (t. j. voda, vzduch, zem, prípadne odpadové teplo).
- Zvážte výšku investícií, ktoré sú spojené s pozemnými prácami, vzhľadom na druh vybraného tepelného čerpadla.
- Zistite, aký bude tepelný spád existujúcej alebo plánovanej vykurovacej sústavy.
- Určite, aké bude doplnkové využitie tepelného čerpadla, napr. ohrev teplej úžitkovej vody či chladenie.
Parametre COP a SPF
Hoci tepelné čerpadlo ponúka využitie obnoviteľných zdrojov energie, neznamená to, že je úplne nezávislé od ďalšej energie, potrebnej na pohon kompresora. Jeho tepelný vykurovací výkon teda zahŕňa nielen prirodzenú energiu z prostredia (výkon), ale aj dodávanú elektrickú energiu (energetický príkon). Ich vzájomný pomer potom udáva vykurovací faktor, nazývaný aj výkonové číslo alebo v skratke COP (z angličtiny Coefficient of Performance). Tento údaj musí byť vždy väčší ako 1. U tepelných čerpadiel sa jeho hodnota pohybuje medzi 2,5 až 4 jednotkami k jednej dodanej, čo znamená, že z 1 kWh elektrickej energie možno získať asi 2,5 až 4 kWh tepelnej energie. Platí, že čím je COP väčšie, tým je prevádzka tepelného čerpadla efektívnejšia a vy viac ušetríte. Jeho hodnota sa však, logicky, vzhľadom na meniace sa podmienky v priebehu roka mení. Počas teplého leta býva tento faktor vyšší, vďaka čomu získavame teplo veľmi lacno. Naopak, v chladných dňoch sa vykurovací faktor znižuje, pri vysokých mrazoch (napríklad okolo – 20 °C) musí vykurovanie zabezpečovať náhradný zdroj, napríklad elektrický kotol, ktorý býva súčasťou čerpadla. Preto je dobré okrem samotného údaju COP poznať podmienky, za akých sa tento faktor stanovil, predovšetkým teplotu vonkajšieho vzduchu, teplotu vykurovacej vody, príkon ventilátora, spotrebu energie pri rozmrazovaní atď. Oveľa presnejším a komplexnejším ukazovateľom je takzvané sezónne výkonové číslo, ktoré sa označuje písmenom β alebo skratkou SPF (z angličtiny Seasonal Performance Factor). Hovorí o tom, ako dokáže tepelné čerpadlo prispôsobiť svoju energetickú náročnosť premenlivému vykurovaciemu výkonu v závislosti od teplotných zmien vonkajšieho prostredia.
Kľúčové ukazovatele
Pri výbere tepelného čerpadla si treba vypýtať porovnateľné ukazovatele, pretože aj údaje o maximálnom výkone sa často uvádzajú pri rôznych prevádzkových a skúšobných podmienkach. Hodnotu COP a skutočnú prevádzkovú charakteristiku zariadenia ovplyvňujú najmä údaje A (teplota primárneho média) a W (teplota výstupnej vykurovacej vody). Znamená to, že to isté čerpadlo môže mať v režime teplôt A7/W35 (kde teplota vonkajšieho vzduchu je 7 °C a teplota vykurovacej vody 35 °C) výkonové číslo COP = 3,90, zatiaľ čo v režime teplôt A2/W35 (teda pri teplote vonkajšieho vzduchu 2 ° C sa bude uvádzať COP = 2,95.
Čo je zahrnuté v cene?
Pri porovnávaní cien tepelných čerpadiel si overte aj to, čo všetko je obsiahnuté v základnej cene ponúkaného systému. Na inštaláciu sú napríklad nevyhnutné regulácia, bivalentný zdroj, elektrorozvádzač, zásobník pre teplú úžitkové vodu, akumulačná nádrž a pod. Súčasťou dodávky však nemusí byť napríklad expanzná nádoba, trojcestný ventil, riadiaci člen obehového čerpadla, zásobník teplej vody, dohrievacia špirála, elektromer či dátové rozhranie. Na druhej strane, ubezpečte sa, že systém využíva kvalitné komponenty, predovšetkým značkový kompresor, antikorový doskový výmenník, kvalitné obehové čerpadlo atď.
pripravila: Anna Salvová s využitím materiálov Stredoslovenskej energetiky, SIEA, portálu Topimecerpadlem.cz a Bundesverband Wärmepumpe e.V. foto Nibe, Rotex, Vaillant, Viessmann
foto: Nibe, Rotex, Vaillant, Viessmann
Celý článok si môžete prečítať v magazíne SaB november 2014.
