Příspěvek
VYPLATÍ SE TEPELNÉ ČERPADLO PRO VYTÁPĚNÍ NEJENOM PASIVNÍHO DOMU? I. ČÁST - PRINCIP, ÚČINNOST, VARIANTY.
Vše, co potřebujete teoreticky i prakticky vědět o tepelných čerpadlech.
Tepelné čerpadlo. Všichni ho velmi rádi používáme v našem každodenním komfortním životě. Máme ho v autě, ledničce, mrazničce nebo i v klimatizaci. Jakmile však jde o vytápění našeho domu, hned začínáme přemýšlet a přepočítávat, zda se to vyplatí nebo ne. Občas to pro někoho může být skoro až vesmírná věda.
PRINCIP TEPELNÉHO ČERPADLA
Na úvod trochu jednoduché fyziky - tepelné čerpadlo přečerpává energii z exteriéru do vašeho domu. Venku je větev s nižším tlakem a teplotou, lehce tak pojme teplo venkovního prostředí. Kompresor následně zvýší tlak na interiérové straně domu. Vyšším tlakem zvýšíme teplotu kapaliny a voilà, už máme čím topit!
Systém následně předá "přečerpané" teplo do domu, za ním následuje expanzní ventil. Za ventilem (úzká tryska) se sníží tlak a teplota. Kapalina je připravena opět přijímat teplo.
TOPNÝ FAKTOR COP a EFEKTIVITA TEPELNÉHO ČERPADLA
Tepelné čerpadlo v praxi připravuje teplotu vody podle potřeby až na 45°C, je to zejména kvůli požadavkům na teplou vodu. Venku se v zimě pohybují teploty většinou od +5°C až do -10°C. Čím je rozdíl těchto teplot vyšší, tím musí více tepelné čerpadlo více pracovat (kompresor, ventilátor). Toto popisuje veličina topný faktor COP. Je to podíl vyrobené energie a vložené energie. Podle typu čerpadla a podle rozdílů teplot se pohybuje od čísla 3 až po zhruba 6, vložíte 1kWh elektřiny, dostanete 3 až 6 kWh energie.
Čím vyšší teplotu musím tepelným čerpadlem připravit, tím více klesá jeho efektivita a COP faktor.
TYPY TEPELNÝCH ČERPADEL
Veškerá energie venkovního okolí je tvořena sluncem, také proto je vnímána jako obnovitelná. Tepelná čerpadla se značí podle toho, z jakého konkrétního prostředí teplo berou, a do kterého média teplo dávají. V praxi se tedy můžeme setkat s čerpadly:
VZDUCH - VODA
Nejčastější typ tepelného čerpadla. Venkovní jednotka s ventilátorem bere teplo z venkovního vzduchu. Uvnitř domu se nachází akumulační nádrž a vnitřní jednotka tepelného čerpadla. Všechny tyto části můžou být také sdruženy do jedné kompaktní jednotky.
Tyto čerpadla jsou nejrozšířenější, nejlevnější a nabízí je nejvíce výrobců. Jsou poměrně jednoduchá na montáž, mají však nižší topný faktor. U typu vzduch - voda je potřeba být pečlivý na umístění venkovní jednotky a to vzhledem ke hluku a také estetice, ne vždy je pohled na tyto "krabice" hezký.
Výhody: dostupnost, široký výběr, výrobků, cena, snadná instalace
Nevýhody: nižší topný faktor = vyšší spotřeba, hluk do okolí, estetika
ZEMĚ - VODA
Méně častými jsou tepelná čerpadla země - voda. Jsou to velmi kultivované a trvanlivé systémy s dlouhou životností. Mají však více předpokladů pro instalaci. Teplo je odebíráno ze země ve formě plošných zemních kolektorů anebo zemních hlubinných vrtů. Zemní kolektory se kladou do výkopů zhruba 1,4m hluboko. Vrty se dělají do hloubky 50 - 150m.
Vrty jsou více energeticky ziskové než plošné kolektory, dosahují COP faktoru okolo 6. Naproti tomu plošné kolektory mají 4,5 - 5, což je stále výtečné. Proto se hodí na instalace s vysokými nároky nejenom na topení ale také na chlazení. Cena samotného tepelného čerpadla sice může být stejná jako u systémů vzduch - voda, ale navyšuje se o venkovní zemní práce. Proto je tepelné čerpadlo s plošným kolektorem dražší, varianta s hlubinným vrtem je obecně nejdražší volba investora.
Tepelná čerpadla s kolektorem však potřebují velkou plochu pozemku nebo zahrady, pro pasivní dům v extrémech nejméně 150 m2 až maximálně 300m2. Plocha by neměla být nijak zastavěná a po dobu výstavby přístupná. V praxi je toto těžké splnit a je to hlavní překážkou pro volbu tohoto zdroje. Vrty je zase legislativně těžší povolit, nezabírají ale žádné místo.
Tyto čerpadla vyrábí většinou renomovaní a ověření výrobci tepelných čerpadel. Na jednu stranu se hůře hledá montážní firma či řemeslník, na druhou stranu jsou to téměř vždy kvalitní výrobky.
Výhody: vyšší topný faktor = nižší spotřeba, bez hluku, vyšší životnost, estetika
Nevýhody: předpoklady: pozemek a legislativa, horší dostupnost, méně výrobků, vyšší cena
VZDUCH - VZDUCH
Jedná se o variaci tepelného čerpadla vzduch - voda. Venkovní jednotka připravuje teplo a předává ji výměníkem ne do vody, ale přímo do vzduchu uvnitř domu. Můžou mít mnoho různých podob, ať už se jedná o klimatizaci, která topí nebo chladí, anebo integraci do systému vzduchotechniky, která teplovzdušně vytápí nebo opět chladí. Tyto systémy patří většinou k nejlevnější řešením a slouží často jako podpůrná řešení, jejich účinnost a COP faktor je spíše průměrná. Více o těchto zajímavých systémech v dalším pokračování článku.
VODA - VODA
Patří k nejvíce atypickým systémům, které mají sice nejvyšší faktor COP a efektivitu, ale problémem je téměř vždy zdroj energie v podobě vody. Jedná se buď o 2 studny (čerpací a regenerační) anebo o velký zdroj vody, jako řeky a rybníky. Přestože mají uplatnění u specifických staveb, u rodinných a bytových domů se příliš nepoužívají.
12
2
