Tepelné čerpadlo je moderné a komfortné vykurovacie zariadenie, ktoré možno použiť v každom dome, nielen v novostavbe, ale aj po tepelnej modernizácii. Ako ho optimálne zosúladiť s potrebou tepla budovy?

Tepelné čerpadlo je možné v každom prípade zvoliť tak, aby aj v tých najväčších mrazoch samostatne pokrylo potrebu tepla budovy. V prípade veľkých zariadení sa môže ukázať, že tepelný výkon jedného zariadenia je príliš malý, ale potom je možné zapojiť viac tepelných čerpadiel do kaskády tak, aby ich celkový výkon zodpovedal potrebe. Zostáva zodpovedať otázku, či sa oplatí voliť výkon tepelného čerpadla tak, aby samostatne zabezpečovalo predpokladanú teplotu v miestnostiach za každých podmienok?

Tepelné čerpadlá využívajú na vykurovanie teplo, ktoré sa akumuluje v našom prostredí – jeho zdrojom je predovšetkým slnečná energia. Bežne sa používajú zariadenia, ktoré zbierajú teplo zo zeme (pôdy), no najobľúbenejším riešením, pretože je najjednoduchšie na realizáciu, je čerpadlo, ktoré odoberá teplo zo vzduchu.

Prevádzka takýchto zariadení je založená na cirkulácii tekutiny v uzavretom systéme, ktorý vykonáva takzvanú ľavostrannú cirkuláciu pary. Kľúčovým procesom v tomto cykle, ktorým môže byť teplo z nízkoteplotného zdroja (tzv. spodného zdroja) dodané do vysokoteplotného zdroja (horného), je stlačenie pary tekutiny, čo má za následok zvýšenie jeho teplota.

Čím vyššiu teplotu kvapaliny tepelné čerpadlo dosiahne, tým viac práce vykoná jeho kompresor, čo znamená, že na jeho pohon je potrebné viac elektriny. Preto je účinnosť tepelného čerpadla tým väčšia, čím menší je teplotný rozdiel medzi jeho horným a dolným zdrojom tepla, teda medzi vykurovacím systémom napájaným čerpadlom a centrom, z ktorého čerpadlo získava teplo, teda vzduchom alebo zemou.Keď je tento teplotný rozdiel veľmi veľký, účinnosť tepelného čerpadla klesá natoľko, že už nie je ekonomické ho používať.

Teplota zeme je relatívne stabilná, v hĺbke pod mrazovou zónou zostáva nad 0oC, ale teplota vzduchu sa veľmi líši, niekedy klesne pod - 20oC. Preto je vo všeobecnosti nepochybné, že tepelné čerpadlo zem-voda bez problémov zabezpečí tepelný výkon potrebný na vykurovanie domu aj v tom najchladnejšom počasí, no môžete ich mať v prípade vzduchového čerpadla, pretože v takýchto podmienkach jeho účinnosť už nevyhovuje. Z tohto dôvodu môže byť výhodné zvoliť si vzduchové tepelné čerpadlo tak, aby pri skutočne nízkej vonkajšej teplote (pod -20oC) bola jeho prevádzka podporovaná iným, tzv. nazývaný špičkový zdroj tepla. Najčastejšie ide o elektrický ohrievač zabudovaný do vnútornej jednotky tepelného čerpadla. Toto riešenie je jednoduché a lacné, a preto ziskové.

NEPREHLIADNITE - dotácie na nákup tepelného čerpadla:

  • My Heat - ako sa dostať k 21 tis. Príplatok za tepelné čerpadlo PLN
  • Nová dotácia od PGNiG na plynový kotol a tepelné čerpadlo
  • " Program Čisté ovzdušie – najvyšší grant v roku 2022!"

Ak sa však vzduchové tepelné čerpadlo má použiť v starej budove, kde je už nainštalovaný zdroj tepla, napríklad plynový kotol, je možné ho použiť namiesto ohrievačov, vďaka čomu sa prevádzkové náklady vykurovacieho systému bude nižšia.

Vykurovací systém s tepelným čerpadlom - bivalentná prevádzka

Systém, v ktorom tepelné čerpadlo spolupracuje s iným zdrojom tepla, sa nazýva bivalentný. Funguje tak, že čerpadlo samostatne zásobuje vykurovací systém v rozsahu teplôt, v ktorom je jeho účinnosť vysoká. Po prekročení určitej minimálnej teploty, takzvaného bivalentného bodu, však jeho prevádzku začne podporovať druhé, klasické vykurovacie zariadenie (napríklad elektrický ohrievač).Výrobcovia odporúčajú navrhnúť vykurovací systém s tepelným čerpadlom tak, aby bivalentný bod bol -5oC alebo menej, v závislosti od charakteristiky účinnosti konkrétneho zariadenia. V systémoch s takto definovaným bivalentným bodom dosahuje podiel tepelného čerpadla na výrobe tepla 98% a je to zvyčajne cenovo výhodnejšie riešenie ako použitie tepelného čerpadla, ktoré zabezpečuje 100% pokrytie potreby energie na vykurovanie.

Určenie bivalentného bodu a optimálne prispôsobenie vykurovacieho výkonu čerpadla potrebe tepla pri projektovaní vykurovacieho systému podporujú počítačové výberové programy dostupné výrobcom tepelných čerpadiel.

Predimenzovanie tepelného čerpadla nemá pozitívny vplyv na jeho prevádzku, pretože predimenzovaná jednotka väčšinu roka nevyužije svoj maximálny výkon. Nie je to ani ekonomicky opodstatnené, pretože náklady na elektrickú energiu použitú ohrievačom na podporu prevádzky optimálne zvoleného vzduchového čerpadla nepresahujú 200 PLN ročne.

Čoraz viac príležitostí

Tepelné čerpadlá sa neustále zdokonaľujú. Najlepšie je to vidieť v segmente tepelných čerpadiel vzduch-voda. Za posledných asi tucet rokov sa zmenil tak koeficient účinnosti, ako aj hraničná nižšia prevádzková teplota týchto tepelných čerpadiel, ktorá z -10oC bola znížená na -25pre niektoré modely oC.

Príkladom zariadenia, ktoré môže pracovať v širokom rozsahu teplôt, je jednoducho inštalovateľné monoblokové čerpadlo. Je schopný ohriať vodu až na 60oC pri vonkajšej teplote vzduchu -10oC. Keď klesne na -20oC, poskytuje teplotu vody 45oC, čo stačí na napájanie nízkoteplotného vykurovacieho systému a pripraviť teplú úžitkovú vodu.

Použitie špirálových kompresorov s možnosťou „medzistupňového vstrekovania“ umožnilo vybaviť tepelné čerpadlá prídavným výmenníkom tepla nazývaným ekonomizér.Vďaka tomu pri nízkych teplotách, aj pod -20°C, dosahuje zariadenie vysokú energetickú účinnosť (sezónny koeficient energetickej účinnosti SCOP presahuje 5). Hodnota hraničnej teploty, pri ktorej takéto tepelné čerpadlo hospodárne pracuje, sa posunula na hodnotu okolo -10°C. Bolo tiež možné získať teplotu vody zásobujúcej systém ústredného kúrenia. pri 65oC.

S čím kombinovať tepelné čerpadlo

Donedávna sa mnohí investori pýtali, či sa oplatí kombinovať tepelné čerpadlo so slnečnými kolektormi. V zariadeniach s priemernou potrebou energie a teplej vody nie je takáto kombinácia ekonomicky opodstatnená. Toto riešenie možno odporučiť, ak sa má inštalácia použiť na ohrev vody v bazéne.

Dnes je oveľa výhodnejšie kombinovať tepelné čerpadlo s fotovoltaickým systémom. Vďaka možnosti spätného zasielania prebytočnej energie vyrobenej v domácom FV zariadení s výkonom nepresahujúcim 10 kW a možnosti bezplatného využitia 80 % tejto energie v dlhej dobe zúčtovania je budova vybavená tzv. Inštalácia FV sa môže stať takmer nulovou energiou vďaka možnosti ustanovenej v zákone o OZE.

Moderné tepelné čerpadlá sú skvelé pre spoluprácu s fotovoltaickými inštaláciami, vďaka ktorým môžeme získavať ekologické teplo a osamostatniť sa od rastúcich cien elektriny. Nižšie uvedená schéma je príkladom inštalácie, kde je tepelné čerpadlo jediným zdrojom tepla v dome. Zariadenie spĺňa aj ostatné potreby obyvateľov, zabezpečuje chladenie a výrobu teplej úžitkovej vody.

Kategórie:

Rekonštrukcia