Požiadali sme viacero firiem o ponuky tepelných čerpadiel na vykurovanie novostavby domu s rozlohou 140 m2. Tu sú závery, ktoré sme vyvodili z ich porovnania.

Tí, ktorí si chcú postaviť pohodlný, moderný a energeticky úsporný dom, pravdepodobne uvažujú o využití tepelného čerpadla na jeho vykurovanie. Požiadali sme preto výrobcov tepelných čerpadiel o predloženie ponuky vypracovanej na základe vzorového projektu. Závery z toho vyvodené by mali zaujímať každého, kto zvažuje kúpu tepelného čerpadla pre rodinný dom s rozlohou cca 140 m, dobre chráneného proti tepelným stratám2 Chceli sme, aby riešenie bolo typické – tepelné čerpadlo má napájať c .o a zabezpečiť teplú vodu pre 4 členov domácnosti. Zaujímali nás náklady na realizáciu kompletného vykurovacieho systému tepelnými čerpadlami za rozumnú cenu, v štandarde zaisťujúcom komfort pre členov domácnosti. Rozhodli sme sa, že by sme chceli mať v celom dome nízkoteplotné vodné podlahové kúrenie, ktoré sa odporúča pri inštalácii tepelného čerpadla z dôvodu výrazného poklesu účinnosti pri zvyšovaní teploty ohrievanej vody.

Tepelné čerpadlo vzduch alebo zem – investičné náklady

Inštalácie so zemnými tepelnými čerpadlami sú drahšie ako vzduchové čerpadlá, pretože si vyžadujú zemný výmenník tepla na mieste.

Výparník vzduchového čerpadla je v priamom kontakte so zdrojom tepla - vzduchom. Na to, aby odovzdal potrebné množstvo tepla do výparníka, stačí prinútiť prúdenie vzduchu, aby bol dostatočne intenzívny – to robí ventilátor továrensky inštalovaný v zariadení.V zemnom čerpadle je to zložitejšie. Na príjem tepla zo zeme sú potrebné dlhé slučky rúrok uložených v zemi. Cirkulujú kvapalinou, bežne nazývanou soľankou, pohybovanou obehovým čerpadlom - najčastejšie je to vodný roztok glykolu, niekedy alkoholu (s nižšou viskozitou ako glykol, čo sa prejavuje v nižšej spotrebe energie obehového čerpadla). Ohrieva sa teplom nahromadeným v zemi a následne ho odovzdáva vo výparníku tepelného čerpadla.

Zemný výmenník tepla môže byť horizontálny - vyrobený z rúrok usporiadaných horizontálne pod povrchom zeme, v hĺbke pod mrazovou zónou (čím hlbšie, tým lepšie). Plocha výkopu pre rúry zaberá niekoľko stoviek metrov štvorcových, preto sa v záujme zníženia nákladov zvyčajne umiestňujú v malej hĺbke 1-2 m, čím je teplota výmenníka tepla nestabilná, čo negatívne ovplyvňuje účinnosť tepelného čerpadla. . Preto výrobcovia čerpadiel odporúčajú vertikálne výmenníky tepla – vyrobené z rúrok uložených vo vrtoch v hĺbke niekoľkých desiatok metrov.

Ich dôležitou výhodou je, že zaberajú mnohonásobne menšiu plochu pozemku ako horizontálne. Z tohto dôvodu sa vŕtanie často ukazuje ako jediné možné riešenie. Táto technológia je však drahšia.

Pri návrhu domu, ktorý sme si vybrali, Viessmann odhadol náklady na horizontálny výmenník tepla na minimálne 6000. PLN a vertikálne za najmenej 8 tisíc. zlotý. Ide o tepelné čerpadlo s výkonom 5,6 kW - najmenšie spomedzi všetkých ponúk. Vaillant a Vikersønn navrhli zariadenia s výkonom takmer 8 kW a teda väčším vertikálnym výmenníkom tepla s celkovou dĺžkou potrubí cca 170 m. Inštaláciu, pripojenie a naplnenie takéhoto výmenníka roztokom etylalkoholu ocenili na 13,4 tis. . zlotý. Pri pohľade na tieto náklady je potrebné vziať do úvahy, že sú veľmi závislé od vlastností pôdy – čím je suchšia, tým väčší a teda aj drahší musí byť výmenník tepla.V extrémnych prípadoch môže byť rozdiel v nákladoch na jeho realizáciu aj viac ako dvojnásobný. Ceny sú preto len orientačné.

Účinnosť tepelného čerpadla

Zariadenia so vzduchovými tepelnými čerpadlami sú lacnejšie ako tie s tepelnými čerpadlami zem-voda, ale za ich prevádzku zaplatíte viac. Znamená to, že použitie zemného čerpadla je výhodnejšie?

Pozrime sa na COP zariadení, ktoré sú nám ponúkané. Tie nám hovoria, koľko jednotiek energie na vykurovanie poskytuje čerpadlo pri spotrebe jednej jednotky elektriny. Na prvý pohľad sú rozdiely medzi hodnotami pre čerpadlá vzduch-voda a glykol-voda malé. Uvedené hodnoty však boli získané v iných podmienkach - výparník zemného čerpadla prijímal teplo zo soľanky pri teplote 0oC a vzduchové čerpadlo - zo vzduchu pri teplota 7oC (v oboch prípadoch kondenzátor zohrial vodu na 35oC). Ak by bola teplota výparníka rovnaká, rozdiely v hodnotách COP by boli väčšie.Nerovnomerná spotreba elektrickej energie je spôsobená aj použitím rôznych zariadení (obehové čerpadlá a ventilátory) a rozdielmi v účinnosti komponentov jednotlivých modelov – odtiaľ výrazne vyššie COP tepelného čerpadla Vaillant, ktoré využíva drahší, efektívnejší chladiaci systém. s dodatočným vstrekovaním pary EVI.

COP je však okamžitá hodnota, vypovedá len málo o spotrebe elektrickej energie na pohon tepelného čerpadla počas celej doby jeho prevádzky. Teplota zeme, najmä v hĺbke viac ako 20 m, je stabilná a blízka nule, takže spriemerované koeficienty účinnosti zemných čerpadiel s vertikálnymi výmenníkmi, zásobujúcich vodné podlahové vykurovanie, sa príliš nelíšia od hodnôt COP pre B0/W35. Teplota vzduchu sa však pohybuje v oveľa väčšom rozsahu - môžete očakávať, že klesne aj pod -20oC. Pokles teploty vzduchu sa premieta do poklesu hodnoty COP, teda zvýšenia spotreby elektrickej energie tepelného čerpadla, ku ktorému dochádza pomerne rýchlo pri poklese teploty pod 0oC.Súčasne klesá tepelný výkon zariadenia. Tepelné čerpadlá vzduch-voda sa preto predávajú komplet s ohrievačom, ktorý ohrieva vodu pri nedostatočnej účinnosti chladiaceho okruhu (pri zemných čerpadlách to nie je potrebné, ale na rýchly ohrev úžitkovej vody môže byť užitočné). Jeho prevádzka však spôsobuje zvýšenie spotreby elektrickej energie, teda zníženie faktora účinnosti tepelného čerpadla. Navyše pri mínusovej teplote je výparník vzduchového čerpadla pokrytý ľadom, ktorý je potrebné odstrániť. Robí to automatický systém odmrazovania, ktorý zároveň absorbuje energiu. Aký veľký rozdiel v prevádzkových nákladoch to všetko robí?

Z informácií, ktoré sme dostali od výrobcov tepelných čerpadiel, vyplýva, že ročné náklady na vykurovanie dobre izolovaného domu s plochou 140 m2 zemným čerpadlom sú nižšie ako vzduchové čerpadlo prinajlepšom o 700 PLN. Je to veľa, takže ak vezmete do úvahy najlacnejšie z riešení, ktoré nám odporúčame so zemným čerpadlom (za cca 31 000 PLN).PLN net) a najdrahšie so vzduchovým čerpadlom (za takmer 30 000 PLN netto), nepochybne je lepšie zvoliť prvú možnosť. No v porovnaní s najlacnejším čerpadlom vzduch-voda Hewalex zemné čerpadlá strácajú, pretože po zohľadnení ceny najlacnejšieho zemného výmenníka a 8% DPH je investícia drahšia minimálne o 10 000 PLN. zlotý. Otázkou je, či úspory čo i len 700 PLN/rok stoja za taký veľký náklad. Pamätajte však, že ide o teoretické výpočty. Ak by elektrina v budúcnosti výrazne zdražela, investícia do zemného čerpadla by bola výhodnejšia.

Pozri fotogalériu: vykurovanie domu tepelným čerpadlom

Ako nainštalovať tepelné čerpadlo

Nami ponúkané čerpadlá vzduch-voda sú delené zariadenia, t.j. pozostávajúce z dvoch jednotiek. Jeden má výparník tepelného čerpadla - je inštalovaný mimo domu tak, aby mal priamy kontakt so zdrojom tepla, teda vzduchom.Jeho prúdenie cez výparník je nútené vysokovýkonným ventilátorom (rádovo 3000 m3/h), takže je dosť hlučné - v prezentovaných modeloch vytvára akustický výkon 62-65 dB(A). Pri výbere miesta na inštaláciu čerpadla stojí za to mať na pamäti. Je lepšie neumiestňovať ho v blízkosti okien spálne. V druhom bloku je kondenzátor vo forme výmenníka tepla, cez ktorý prúdi voda zásobujúca vykurovací systém. Voda nesmie byť vystavená zamrznutiu, preto musí byť táto jednotka inštalovaná vo vykurovanej miestnosti. Okrem kondenzátora obsahuje obehové čerpadlo ÚK, expanznú nádobu a regulátor tepelného čerpadla.

Tepelné čerpadlá Daikin a De Dietrich majú tiež integrovaný veľký kapacitný ohrievač vody, ktorý zabezpečuje (pravdepodobne s prebytkom) dodávku vody pre štyroch obyvateľov. Preto sú vnútorné jednotky týchto tepelných čerpadiel veľkosti veľkých chladničiek. Hewalex PCCO Split sa v tomto výrazne líši - vnútorná jednotka je menšia a určená na zavesenie na stenu (pripomína závesný plynový kotol).Neznamená to však, že vďaka tomu máme v dome viac voľného miesta, pretože na prípravu teplej vody je potrebný samostatný ohrievač. Ponúkaný v zostave má objem 250 l a zaberá podobnú plochu (priemer 584 mm) ako vnútorné jednotky konkurentov (Daikin - 600 x 728 mm, De Dietrich - 600 x 720 mm). Ohrievače vody De Dietrich a Hewalex sú sm altované a chránené proti korózii horčíkovou anódou, ktorú je potrebné z času na čas vymeniť. Daikin takúto ochranu nepotrebuje, pretože je vyrobený z nehrdzavejúcej ocele.

Pozemné čerpadlá sú monoblokové zariadenia, určené na inštaláciu vo vykurovanej miestnosti, pričom Vaillant má vo svojom telese aj ohrievač vody so 185-litrovým zásobníkom. Ďalšie dve čerpadlá majú samostatný ohrievač, ale sú dodávané s nimi kompletný s príslušenstvom potrebným na jeho pripojenie. Veľká kapacita nádrží na vodu (300 l) znamená, že zaberajú veľa miesta – musia byť umiestnené vedľa tepelného čerpadla.V tomto smere má pred nimi výhodu kompaktné zariadenie Vaillant. Výhodou je aj to, že jeho nádrž je vyrobená z nerezovej ocele.

Avšak ohrievače teplej vody Viessmann a Vikersønn sú bivalentné, t. j. pripravené na napájanie dvoma vykurovacími zariadeniami (sú v nich dve výmenníky). To má umožniť jednoduché pripojenie solárnych kolektorov nahrádzajúcich prevádzku tepelného čerpadla za slnečného dňa. Na ich prevádzku sú pripravené aj regulátory inštalované v tepelných čerpadlách. Preto, aby ste mali solárny systém, v tomto prípade stačí kúpiť a nainštalovať iba kolektory, čo stojí o niekoľko tisíc zlotých menej ako kompletná inštalácia.

Pozri fotogalériu: inštalácia tepelného čerpadla vzduchový zdroj

Počas rekonštrukcie bola zrekonštruovaná miestnosť po uhoľnej kotolni a pripravená na inštaláciu nového vykurovacieho zariadenia.

Kompresor v tepelnom čerpadle

Kompresor je jedným z najdrahších a najdôležitejších prvkov tepelného čerpadla, ktorý v najväčšej miere určuje jeho účinnosť.V porovnávaných zariadeniach boli použité kompresory líšiace sa princípom činnosti kompresného prvku – skrutkový (scroll) a twin rotačný (twin rotary). Vzduchové čerpadlá sú navyše vybavené technológiou DC Inverter, ktorá umožňuje plynulé zmeny výkonu kompresora - štandardný striedavý prúd zo siete 230 V, 50 Hz sa mení na jednosmerný prúd 300 V a rýchlosť otáčania rotora sa mení v dôsledku zmeny frekvencie prúdu v rozsahu 20-120 Hz . Tradičné kompresory s pevnou rýchlosťou (zap/vyp) sú inštalované v pozemných čerpadlách.

Scroll DC Inverter kompresory sa vyznačujú najvyššou účinnosťou, stabilitou, odolnosťou a tichou prevádzkou. Ide o najdrahšie zariadenia, ktoré sa zvyčajne používajú v prípade tepelných čerpadiel s výkonom nad 10 kW, ale ako vidíte - aj v tepelnom čerpadle De Dietrich Alezio s menovitým výkonom 8 kW. Kompresory Twin Rotary DC Inverter sa kvôli nižšej cene častejšie umiestňujú do zariadení s nízkym výkonom - s trochu horšími vlastnosťami.Ich výhodou je o niečo väčší rozsah zmien otáčok ako u skrutkových kompresorov. Sú tiež o niečo účinnejšie pri frekvenciách pod 65 Hz.

Vzhľadom na to, že prevádzková teplota výparníka zemného čerpadla sa líši oveľa menej ako teplota vzduchového čerpadla, invertorové kompresory sa zriedka používajú v jednotkách soľanky do vody. Aj keď by to pomohlo znížiť spotrebu energie a predĺžiť životnosť jednotky odstránením jej náhleho spustenia (otáčky invertorového kompresora sa zvyšujú postupne a štandardný kompresor sa okamžite spustí na plné otáčky), nemalo by to taký veľký vplyv na cenu prevádzka. Preto sú všetky prezentované pozemné čerpadlá vybavené oveľa lacnejšími skrutkovými kompresormi s pevnou kapacitou, ktoré sú považované za lepšie ako tradičné rotačné.

To, čo odlišuje tepelné čerpadlo Vaillant od ostatných dvoch zemných tepelných čerpadiel, je technológia EVI.Vďaka upravenému okruhu chladiva a použitiu prídavného expanzného ventilu umožňuje vyšší tlak, výsledkom čoho je vyššia tepelná účinnosť a teplota kondenzátora až 65oC (štandardné čerpadlá okolo 55oC). Reguláciu výkonu možno vykonať riadením vstrekovania pary, čo je alternatíva k použitiu invertorového kompresora.

Výhody tejto technológie pocítite najmä pri použití tepelného čerpadla na zásobovanie vykurovacieho systému, kde je potrebné získať prívodnú teplotu presahujúcu 60oC - potom môžete rezignovať na podporu čerpadla iným zariadením.

Zaujímavosťou je, že zariadenia Vaillant zo série flexoCOMPACT možno použiť nielen ako pozemné čerpadlá. Po nainštalovaní dodatočného modulu fluoCOLLECT (za približne 5 000 PLN) sa z nich stanú čerpadlá voda-voda a vonkajšia jednotka aroCOLLECT (približne 18 500 PLN) ich zmení na veľmi účinné (a bohužiaľ aj cenovo) čerpadlá vzduch-voda. z použitia technológie EVI.

Kategórie:

Rekonštrukcia