Ako vybrať tepelné čerpadlo? (1. časť)

sep 26, 2019
tepelné čerpadlo typ vzduch-voda

Na udržateľnosť a bezodpadový spôsob života sa upozorňuje zo všetkých strán. Väčšina článkov sa venuje menšiemu plytvaniu jedlom, oblečením alebo obmedzovaniu plastov, odpadov a podobne. Ako túto myšlienku podporiť vďaka šetrným, prírodným zdrojom energie?

Ako funguje tepelné čerpadlo?

Tepelné čerpadlá sú zariadenia, ktoré sú schopné premeniť energiu s nízkou tepelnou hodnotou (omnoho nižšou ako teplota ľudského tela) na úžitkovú, ktorá dokáže vytvoriť optimálnu teplotu vo vnútornom prostredí. V zemi, vo vode alebo vo vzduchu sa nachádza množstvo tepla. Má však nízku hodnotu na priame využívanie. Zjednodušene povedané, tepelné čerpadlá slúžia na prečerpanie tepla s nižšou teplotou na vyššiu na vykurovanie príbytku, ohrev úžitkovej vody alebo aj ohrev bazénovej vody.
Princíp ich fungovania si môžeme vysvetliť na princípe pracovania chladničky, ktorú na rozdiel od tepelného čerpadla vlastní skoro každá domácnosť. Princípom je uzatvorený cyklus, ktorý na jednej strane teplo odoberá a na druhej strane ho odovzdáva zariadeniam (vykurovacím telesám alebo výmenníkom tepla a podobne). Chladnička odoberá teplotu zo svojho vnútorného prostredia (teda potravinám), ktorá cez kondenzátor (nachádzajúci sa na zadnej strane chladničky) voľne uniká do priestoru. Tepelné čerpadlo odoberá namiesto potravín teplotu zo zeme, vody alebo vzduchu. Ďalej sa teplo z nich odobrané pomocou tepelného čerpadla odovzdáva do vykurovacieho systému.

Výhody a nevýhody tepelného čerpadla

+ neprodukuje žiadne emisie v lokálnej oblasti
+ v dôsledku zníženia elektrickej energie ide o ekologicky menej zaťažujúci systém oproti ostatným klasickým spôsobom vykurovania
+ dodáva zvyčajne až trojnásobne viac energie, ako je schopné spotrebovať
vysoká investícia pri jeho zriaďovaní


Zdroje pre chod tepelného čerpadla

1 Zemská kôra

Pôda, respektíve zemská kôra, je pre tepelné čerpadlá vďačným a vysokoefektívnym zdrojom, pretože získava množstvo tepla zo zemského jadra. Teplo zo zemskej kôry možno využiť dvoma spôsobmi. Prvý spôsob odoberania energie sú plošné kolektory v zemi. Inštalujú sa v blízkosti stavby do hĺbky približne 1,6 až 3 m (nezamŕzajúca hĺbka). Nevýhodou tohto spôsobu je potreba väčšieho pozemku, preto sa tento druh využíva skôr pri budovách s menšou rozlohou, ktorej postačuje aj nižší výkon. Ak by potrubie bolo uložené príliš nahusto na menšej ploche, mohlo by dôjsť k podchladeniu zeme, takže výkon čerpadla by bol nižší a výrazne by sa navýšila aj spotreba energie potrebnej na proces. Správna účinnosť závisí aj od typu pôdy, v ktorej je potrubie uložené. Nosičom energie pri zohrievaní zemskej kôry je aj voda, ktorú vo väčšej miere obsahujú hlinité pôdy, preto sú vhodnejšie na inštaláciu tohto typu tepelného čerpadla. Ak na vašom pozemku prevládajú piesčité pôdy s nízkym obsahom vody, odoberané tepelné výkony budú veľmi malé (približne 10 W/m2, pričom pri hlinitých je to až okolo 40 W/m2).
Druhý spôsob je odoberanie pomocou vertikálnych vrtov s hĺbkou približne 100 až 250 m, pričom sa využíva sa geotermálne teplo zo stredu Zeme.

ukážka plošných kolektorov v zemi pri tepelnom čerpadle typu zem/voda

Ukážka plošných kolektorov v zemi pri tepelnom čerpadle typu zem/voda

2 Vzduch

Patrí medzi najdostupnejšie zdroje použiteľné na chod tepelného čerpadla. Možno ho používať v akomkoľvek prostredí, pretože čerpadlo dokáže týmto spôsobom pracovať v teplotnom rozsahu približne +30 až -20 °C. Počas roka sa však teplota vzduchu výrazne mení, takže sa dostávame k jeho najväčšej nevýhode – veľké rozdiely teplôt cez rok. Výmenník tepla môžete umiestniť buď vonku (v záhrade alebo na dvore), alebo vo vnútri (v pivnici či kotolni). Dôležité je hlavne jeho umiestnenie vonku, pretože ochladený vzduch z kondenzátora sa môže vracať naspäť, takže by sa nikdy nedostal dovnútra. Z toho dôvodu je najlepšia poloha na južnej slnečnej strane pozemku. V atmosfére sa nachádza množstvo vody, preto je nevyhnutné zabezpečiť aj odstraňovanie námrazy z výmenníka počas zimy (vzniká v dôsledku kondenzujúcej vody), čo spôsobuje ďalšie náklady navyše.

tepelné čerpadlo typu vzduch/voda

3 Podzemná voda

Podzemná voda je z energetického hľadiska veľmi výhodný zdroj, pretože úroveň teploty vody sa pohybuje okolo 4 až 10 °C a  počas roka sa mení len minimálne. Veľkým plusom je, že dokáže pracovať ako samostatný zdroj tepla, preto nie je potrebné využívať iný element na dokurovanie. Pred inštaláciou čerpadla je potrebné zistiť tok podzemnej vody a vhodne umiestniť vrty. Sú potrebné minimálne dva, pretože z jednej studne sa voda bude čerpať a z druhej, tzv. vsakovacej, vypúšťať.
„Ideálne je, ak sú k dispozícii dlhodobé skúsenosti s čerpaním podzemnej vody v okolí. Pri neodbornej realizácii (napríklad) vsakovacej studne sa môže začať zanášať a odstraňovanie tohto problému môže byť veľmi nákladné,“ upozorňuje vo svojom projekte „Žiť energiou“ organizácia Slovenskej inovačnej a energetickej agentúry. Nie každá podzemná voda je vhodná pre tepelné čerpadlo. Okrem chemickej neškodnosti vody, ktorá by mohla ovplyvniť celkovú životnosť systému, sa meria aj jej spôsobilosť.
Z nasávajúcej studne sa odčerpávadlom 14 dní čerpá voda – ak proces neovplyvní hladinu vody ani v okolitých studniach, získate certifikát, že zdroj je vyhovujúci pre tepelné čerpadlo.

tepelné čerpadlo typu voda/voda

Môže vás zaujímať: Neplaťte za kúrenie zbytočne veľa! Takto sa dá účinne regulovať

Prečítajte si tiež

Pripravila: Alžbeta Fialová
Foto: isifa/Shutterstock
Zdroj: časopis Pekné bývanie 09/2019

Komentáre