Tepelné čerpadlo nevyužíva elektrinu na výrobu tepla, ale na pohon a cirkuláciu kvapalín. Energiu na vykurovanie odoberá z okolitého prostredia – zadarmo. To umožňuje úsporné vykurovanie.
Tepelným čerpadlom môžeme ušetriť až 75% nákladov pri vykurovaní. Správne nadimenzované a dobre namontované tepelné čerpadlo predstavuje spôsob ekologického a úsporného vykurovania, chladenia a prípravy TÚV.
Ako tepelné čerpadlá fungujú?
Tepelné čerpadlo odoberá energiu z exteriéru a využíva ju pre potreby domácnosti. Moderné TČ môže v lete pracovať reverzne /opačne/ a interiér ochladzovať.
Tepelné čerpadlo vzduch-voda použije teplo získané z vonkajšej teploty vzduchu (napr. 4˚C) zvýši ho na užitočné teplo s vyššou teplotou (napr. 35˚C). To stačí pre podlahové vykurovanie. Umožňuje to chladivo, ktoré má bod varu pri veľmi nízkej teplote. Keď chladivo získa teplo z vonkajšieho prostredia tak sa odparuje. Kompresor tieto pary stláča, vďaka čomu sa ich teplota zvyšuje. Získané teplo je odovzdané vykurovacej vode.
Princíp práce tepelného čerpadla vzduch-voda
Ventilátor vháňa vonkajší vzduch do tepelného čerpadla, kde sa dostáva do kontaktu s výparníkom. Ten je zapojený do uzavretej sústavy obsahujúcej chladivo, ktoré sa odparuje pri veľmi nízkych teplotách. Keď sa vonkajší vzduch dostane do styku s výparníkom, z chladiva sa stáva plyn. Potom sa tento plyn stlačí v kompresore a získa natoľko vysokú teplotu, aby mohla byť v kondenzátore odovzdaná vykurovaciemu systému domu. Zároveň sa chladivo vráti do kvapalného stavu a je pripravené k ďalšiemu prechodu do plynného skupenstva a na získanie nového tepla.
Tepelné čerpadlo zastáva viacero funkcií:
- v zime vykuruje objekt
- celoročne pripravuje teplú vodu
- v lete chladí interiér
- prípadne zohrieva vodu v bazéne
Tepelné čerpadlo slúžia nielen na vykurovanie
Správne navrhnuté tepelné čerpadlo zabezpečuje vykurovanie stavieb, chladenie objektov, ohrev teplej úžitkovej vody ale aj vyhrievanie bazénov. Niektoré tepelné čerpadlá vzduch-voda zabezpečujú účinné riadené prevetrávanie obytných priestorov. Čím nižšie sú požiadavky na vykurovaciu teplotu, tým hospodárnejšie tepelné čerpadlo pracuje. Preto je najvýhodnejšie použiť ho v kombinácii s nízkoteplotnými systémami (podlahové alebo stenové vykurovanie) alebo na ohrievanie vody v bazénoch.
Rozdelenie podľa zdroja energie
Základné rozdelenie tepelných čerpadiel pdf
- TČ vzduch-voda /vzducháč/, ochladzuje vonkajší vzduch/zohrieva vykurovaciu kvapalinu
- TČ voda-voda, ochladzuje vodu zo studne/zohrieva vykurovaciu kvapalinu
- TČ zem-voda, ochladzuje zemný kolektor/zohrieva vykurovaciu kvapalinu
Výkonové číslo tepelného čerpadla COP (Coefficient Of Performance)
Tepelné čerpadlo pri svojej činnosti spotrebováva elektrickú energiu, ale získa cca 3 až 5 krát viac tepelnej energie. Tento pomer vyjadruje hlavný ukazovateľ efektívnosti prevádzky tepelného čerpadla, jeho výkonové číslo. Ak dodáme 1 kW vo forme elektrickej energie, na strane kúrenia získame 5 kW tepla – výkonové číslo tepelného čerpadla je 5. Pri zvyšovaní príkonu, čiže v prípade potreby intenzívnejšieho chodu tepelného čerpadla alebo vyššej výstupnej teploty sa toto číslo znižuje. COP nám ukazuje pomer medzi vloženou energiou a získanou energiou na vykurovanie. Na COP má vplyv aktuálny príkon TČ, výstupná teplota aj teplota okolia z ktorého odoberáme energiu. Pri COP musia byť definované podmienky práce tepelného čerpadla. Pri porovnávaní COP tepelných čerpadiel je veľmi dôležité poznať podmienky pri stanovení tohto parametra, predovšetkým teplota vonkajšieho vzduchu, teplotu vykurovacej vody, príkon ventilátora, spotrebu energie pre rozmrazovanie atď.).
Moderné TČ môže v lete pracovať reverzne /opačne/ a interiér ochladzovať. V zime, keď je potreba vykurovať, sa systém automaticky otočí a tepelné čerpadlo odoberá teplo z exteriéru a odovzdáva do domu.
Správne nadimenzované a dobre namontované tč predstavuje spôsob, ako zhodnotiť aj teplo s nízkym potenciálom /exteriér/ a úsporne ním vykurovať, chladiť či zohrievať TÚV.
Tepelné čerpadlo je zariadenie, ktoré čerpá teplo z jedného miesta na druhé, vynaložením vonkajšej práce. https://sk.wikipedia.org/wiki/Tepelné_čerpadlo
Tepelné čerpadlá vzduch/voda
Tepelné čerpadlá vzduch/voda patria medzi najčastejšie používané tepelné čerpadlá. Nie je to len z dôvodu ich relatívne nízkych investičných nákladov, ale aj ich širokých možností inštalácie.
Ako pracuje tepelné čerpadlo vzduch/voda
Pomocou vzduchového tepelného výmenníka (výparníka) je vonkajšiemu vzduchu odoberané teplo. Chladiace médium sa odparuje a je stláčané v kompresore. K tomu je potrebná elektrická energia. Chladiace médium je teraz teplejšie a odovzdáva teplo zo vzduchu ďalším tepelným výmenníkom (kondenzátorom) do vykurovacieho systému. Chladiace médium pritom expanduje a proces začína od začiatku. Ak je teplota vzduchu nižšia ako cca. + 7 ° C, zráža sa vlhkosť vzduchu na lamelách výparníka formou námrazy. Táto inovať je automaticky rozmrazovania. Voda, ktorá pritom vzniká, je zachytávaná a odvádzaná. Pri rozmrazovaní dôjde k vypnutiu ventilátora a okruh tepelného čerpadla pracuje opačným smerom. Teplo, ktoré je potrebné k rozmrazeniu, je odoberané z akumulačného zásobníka alebo vykurovacieho okruhu. Na konci fázy rozmrazovania sa tepelné čerpadlo automaticky prepne späť do režimu vykurovania.
Tepelné čerpadlá vzduch/voda Split
V prevedení Split je tepelné čerpadlo rozdelené na vnútornú a vonkajšiu jednotku.
Spravidla býva lacnejšie a úspornejšie ako monoblok. Vnútorná a vonkajšia jednotka sa musia pri inštalácii prepojiť potrubím s chladivom.
Ich zriaďovacia cena je obvykle nižšia, ale ich inštalácia je náročnejšia a je potrebná povinná ročná kontrola tlaku chladiva.
Vnútornú a vonkajšiu jednotku je možné inštalovať až 15 m od seba bez potreby ďalšieho vybavenia.
Tepelné čerpadlá vzduch/voda v monoblokovom prevedení
V prevedení monoblok sú všetky časti, ktoré sú dôležité pre získavanie tepla, umiestnené vo vnútri tepelného čerpadla.
Pretože sa tepelné čerpadlo pripája priamo do vykurovacieho okruhu, tieto zariadenia sa dajú rýchlo a jednoducho nainštalovať.
Keďže väčšina zariadení funguje veľmi ticho, je možná ich montovať aj pri obytných domoch. Odporúčame vykurovací okruh plniť nemrznúcou kvapalinou.
Tepelné čerpadlá typu monoblok sa vyrábajú ako pripravený a natlakovaný celok. Všetky časti zariadenia, ako ventilátor, výparník, kompresor, expanzný ventil a kondenzátor, sú súčasťou jedného kompaktného zariadenia.
Tepelné čerpadlo a podlahové vykurovanie
Podlahové vykurovanie je vhodné k tepelnému čerpadlu, pretože funguje pri nízkoteplotnom režime vykurovania, čo zodpovedá optimálnym podmienkam pre tepelné čerpadlá.
Podlahové vykurovanie je úsporné – môže ušetriť až 15 % energie oproti vykurovaniu radiátormi. Na zabezpečenie komfortnej teploty pri podlahovom vykurovaní /teplo od nôh/ postačuje nižšia teplota interiéru o 1-2°C a nižšia teplota vykurovacej vody.
Podlahové vykurovanie (oproti vykurovaniu radiátormi) dosiahne rovnakú teplotu v miestnosti pri nastavení nižšej teploty vykurovacieho média (rovnakú teplotu v miestnosti dosiahnete, ak je radiátor nastavený na 50°C a podlahové kúrenie na 30°C, čo je zapríčinené vykurovacou plochou).
Prevádzka podlahového vykurovania je hygienická, nevíri vzduch a vykurovacie plochy neznečisťuje unášaný prach. Pri nižších teplotných rozdieloch sa vzduch /prach/ víri menej a taktiež nedochádza ani k vzniku plesní a vlhkých rohov, ktoré vznikajú z nerovnomerného tepelného žiarenia.
Podlahové vykurovanie umožňuje rovnomerné rozloženie tepla v miestnostiach, má nižšiu prevádzkovú teplotu (ako radiátor) a má vyššiu tepelnú zotrvačnosť, čo znamená, že môže udržiavať stále teplotu bez potreby častého zapínania a vypínania tepelného čerpadla. To vedie k nižším prevádzkovým nákladom a vyššej účinnosti systému.
Umiestnenie vonkajšej jednotky
Vonkajšia jednotka musí byť umiestnená na voľnom priestranstve v závetrí, aby bol zaistený dostatočný prívod vzduchu (prietok cca 4-6 tis. m³/hod), najlepšie na južnej strane. Vonkajšia jednotka sa zvyčajne osadzuje na nohách, alebo konzolách vo výške 1 m a je nutné zabezpečiť odvod odtopenej námrazy z výmenníka do odpadu.
Súčasťou tepelného čerpadla vzduch – voda sú pohyblivé časti napr.: ventilátor, kompresor, čerpadlá. Tie sú zdrojom hluku. Tepelné čerpadlo by malo byť umiestnené tak, aby hluk nerušil obyvateľov domu ani susedov. Určite by nemalo byť v blízkosti okien spálne či detskej izby. Správna je orientácia smerom k voľnému pozemku alebo ceste.
Ak sú vzdialenosti medzi domami malé, je možné použiť špeciálne protihlukové kryty. Umiesnenie je ideálne konzultovať odborníkom. Aby čerpadlo fungovalo správne potrebuje stály prísun vzduchu. Neodporúča sa inštalovať ho do úzkych priestorov, alebo do čiastočne uzatvorených priestorov, kde môže dochádzať k opätovnému nasávaniu už ochladeného vzduchu.
Vonkajšia jednotka by nemala byť umiestnená tesne nad zemou ale na zvýšenom základe. Zároveň treba myslieť na to, aby sneh padajúci zo strechy nepoškodil zariadenie.
Potrebný je aj odvod kondenzátu – vody ktorá pochádza zo vzdušnej vlhkosti, alebo z rozmrazovania v zime. Môže to byť aj 50 litrov vody za deň. Ak nebude zabezpečené odvádzanie kondenzátu, môže podmáčať stavbu a v zime namŕzať. Súčasťou vonkajšej jednotky býva vyhrievacie teleso pre odvod kondenzátu.