Tepelné čerpadlo získava energiu z okolitého prostredia a využíva ju na vykurovanie domu. Odkiaľ berie teplo a ako ho dostane až do podlahovky alebo radiátorov?
Možno ho už doma máte a doteraz ste neriešili, čo sa v ňom pri vykurovaní vlastne deje. Alebo nad jeho kúpou ešte len premýšľate a zaujíma vás, ako funguje tepelné čerpadlo v praxi. Prejdeme si celý proces krok za krokom – od získania tepla z okolia až po jeho odovzdanie do vykurovacieho systému.
Tepelné čerpadlo využíva teplo, ktoré sa prirodzene nachádza okolo nás.
Podľa typu zariadenia ho získava zo vzduchu, zeme alebo vody a následne ho využije na vykurovanie domu.
Na svoju prevádzku potrebuje aj elektrinu. Tá zabezpečuje chod kompresora, ventilátora a ďalších častí zariadenia. Vďaka tomu dokáže teplo z okolia preniesť tam, kde ho doma potrebujete – do podlahového kúrenia, radiátorov alebo na prípravu teplej vody.
Základom je uzavretý okruh, v ktorom cirkuluje chladivo.
Počas jedného cyklu mení tlak, teplotu aj skupenstvo a postupne prechádza cez štyri hlavné časti – výparník, kompresor, kondenzátor a expanzný prvok.
Celý proces sa neustále opakuje podľa toho, koľko tepla dom práve potrebuje.
Všetko sa začína vo výparníku. Práve sem sa dostáva energia zo vzduchu, zeme alebo vody podľa toho, aký typ tepelného čerpadla používate.
Chladivo má v tejto chvíli nižšiu teplotu než prostredie, z ktorého prijíma teplo. Pri prijímaní tepla sa odparuje a mení sa na plyn. Získaná energia tak pokračuje spolu s chladivom ďalej systémom.
Plynné chladivo následne putuje do kompresora. Ten ho stlačí, čím sa zvýši jeho tlak a zároveň výrazne stúpne aj teplota.
Chladivo je teraz dostatočne horúce na to, aby mohlo získané teplo odovzdať vykurovaciemu systému.
Ďalšou zastávkou je kondenzátor. Tu chladivo odovzdá teplo vykurovacej vode, ktorá ho potom rozvedie do podlahového kúrenia, radiátorov alebo ďalších častí systému.
Pri odovzdávaní tepla sa chladivo ochladzuje a z plynu sa opäť mení na kvapalinu.
Na konci cyklu prejde chladivo cez expanzný prvok, ktorý zníži jeho tlak. Spolu s tým klesne aj jeho teplota.
Tým sa dostane späť do stavu, v ktorom môže znovu prijať teplo z okolitého prostredia. Vráti sa do výparníka a celý proces sa opakuje podľa toho, koľko tepla domácnosť práve potrebuje.
Tepelné čerpadlo prenáša teplo z okolitého prostredia do vykurovacieho systému. Pri systéme vzduch – voda ohrieva vykurovaciu vodu, ktorá potom prúdi do podlahového kúrenia alebo radiátorov.
Častou kombináciou je podlahové vykurovanie. Podlahovka pracuje s nižšou teplotou vody, čo tepelnému čerpadlu vyhovuje. Viac o tom, ako spolu fungujú, nájdete v článku Podlahové kúrenie a tepelné čerpadlo.
Tepelné čerpadlo vie vykurovať dom aj cez radiátory. Pri nich záleží najmä na tom, akú teplotu vody potrebujú, aby miestnosti dostatočne vykúrili.
Pri správne navrhnutom systéme môže tepelné čerpadlo zabezpečovať aj ohrev vody v zásobníku. Popri vykurovaní domu tak pripravuje aj teplú vodu na bežné používanie v domácnosti.
Základný rozdiel medzi jednotlivými typmi spočíva v tom, odkiaľ získavajú teplo – zo vzduchu, zeme alebo podzemnej vody.
Teplo berie z vonkajšieho vzduchu. Nepotrebuje vrt ani veľké zásahy do pozemku, preto je jeho montáž jednoduchšia. Treba však počítať s tým, že počas roka pracuje pri rôznych vonkajších teplotách.
Teplo získava zo zeme. Teplota v zemi sa počas roka mení menej než teplota vzduchu, takže čerpadlo má stabilnejšie podmienky. Realizácia si však vyžaduje väčší zásah do pozemku.
Tento typ využíva teplo z podzemnej vody. Potrebuje vhodný a dostatočný zdroj vody, preto sa nedá použiť na každom pozemku.
Tepelné čerpadlo nepracuje každý deň v rovnakých podmienkach. Inak sa mu pracuje počas miernej jesene a inak vtedy, keď vonku mrzne. Na spotrebe sa podpisuje počasie, spôsob vykurovania aj samotný dom.
Pri tepelnom čerpadle vzduch – voda záleží aj na tom, aká je vonku teplota. Keď sa výraznejšie ochladí, zariadenie pracuje v náročnejších podmienkach. Jeho účinnosť spravidla klesá a na dodanie rovnakého množstva tepla potrebuje viac elektriny.
Rozdiel robí aj to, akú teplú vodu potrebuje podlahovka alebo radiátory. Čím vyššiu teplotu vykurovacej vody musí tepelné čerpadlo pripraviť, tým viac elektriny spravidla potrebuje na dodanie rovnakého množstva tepla
Podlahové kúrenie zvyčajne pracuje s nižšou teplotou vody. Pri radiátoroch záleží na ich type, veľkosti a na tom, akú teplotu vody potrebujú na vykúrenie miestností.
Na spotrebe sa prejaví aj to, koľko tepla z domu uniká. Ak ho stavba rýchlo stráca, vykurovanie musí častejšie dopĺňať energiu, aby sa vnútri udržala požadovaná teplota.
Aj dva rovnako veľké domy preto môžu mať úplne inú spotrebu.
Veľa záleží aj na tom, ako je celý systém navrhnutý a nastavený. Výkon čerpadla musí zodpovedať tepelným stratám domu a správne nastavená má byť aj regulácia.
Rovnako záleží na kvalitnej montáži. Keď jednotlivé časti systému spolu fungujú tak, ako majú, čerpadlo nemusí pracovať zbytočne viac.
Pri tepelných čerpadlách sa často stretnete s údajmi COP a SCOP. Zjednodušene ukazujú, koľko tepla získate z určitého množstva spotrebovanej elektriny.
Ak má napríklad COP 4, pri spotrebe 1 kWh elektriny dodá približne 4 kWh tepla. Tento údaj však platí pri konkrétnych podmienkach, napríklad pri určitej vonkajšej teplote a teplote vykurovacej vody.
SCOP sa pozerá na celú vykurovaciu sezónu. Zohľadňuje zmeny vonkajšej teploty počas vykurovacej sezóny a vychádza zo štandardizovaných podmienok. Preto dáva lepšiu predstavu o sezónnej účinnosti tepelného čerpadla. Skutočná účinnosť u vás doma sa však môže líšiť podľa podmienok a nastavenia systému.
Tepelné čerpadlo vieme navrhnúť pre novostavbu aj starší dom. Pri výbere sa nepozeráme len na jeho veľkosť, ale najmä na to, koľko tepla potrebuje a aký vykurovací systém používa.
Pri novostavbe sa dá všetko pripraviť s tepelným čerpadlom už od začiatku. V staršom dome najskôr preveríme, či bude dobre fungovať s existujúcimi radiátormi alebo podlahovým kúrením.
Do návrhu patrí aj miesto na zariadenie, ohrev teplej vody, elektrické pripojenie a samotná montáž tepelného čerpadla. Každý dom má svoje špecifiká, preto riešenie vždy prispôsobujeme konkrétnym podmienkam u vás doma.
Viac o tom, čo pri návrhu posudzujeme, nájdete v článku Do akého rodinného domu sa hodí tepelné čerpadlo?.
Tepelné čerpadlo vzduch – voda získava teplo z vonkajšieho vzduchu aj počas mrazov. Napríklad pri vybraných modeloch Daikin Altherma 3 v našej ponuke pracuje vonkajšia jednotka aj pri teplotách pod –25 °C.
Pri silných mrazoch má však čerpadlo náročnejšie podmienky, čo sa môže prejaviť aj na vyššej spotrebe.
Moderné tepelné čerpadlá sú navrhnuté tak, aby pri bežnej prevádzke rušili čo najmenej. Najviac počuť vonkajšiu jednotku, kde pracuje ventilátor a kompresor.
Pri porovnávaní modelov sledujte údaj o akustickom tlaku v dBA. Zároveň si pozrite, z akej vzdialenosti a za akých podmienok bola hodnota nameraná.
Áno, pri vybraných tepelných čerpadlách môžete v lete využiť aj chladenie domu. Podľa konkrétneho riešenia môže prebiehať cez podlahu, strop alebo vhodné vnútorné jednotky.
