Tepelné čerpadlo: ako tepelné čerpadlá fungujú a ktoré si vybrať?

1. Ako fungujú tepelné čerpadlá?

V tepelných čerpadlách je najčastejšie používaný tzv. parný kompresorový chladiaci obeh. V tepelných elektrárňach sa teplo premieňa na mechanickú prácu na pohon elektrických generátorov; pri tepelnom čerpadle sa mechanická práca používa na zvýšenie tepla na vyššiu úroveň, napríklad: z +10 °C na +50 °C. Chladivo, ktorým je zvyčajne plyn, sa pri nižšom tlaku a nízkych teplotách pri spotrebe tepla z okolia vyparuje a pri vyššom tlaku a vyšších teplotách kondenzuje a následne odovzdáva teplo do vykurovacieho systému.

Pomer medzi vyprodukovanou tepelnou energiou z tepelného čerpadla (výstupná energia) a spotrebovanou elektrickou energiou (vstupná energia) sa nazýva koeficient výkonu tepelného čerpadla, resp. vykurovací faktor alebo vykurovacie číslo (COP – Coefficient of Performance). Čím vyššia je táto hodnota (koeficient), tým je čerpadlo účinnejšie a hospodárnejšie z hľadiska spotrebovanej energie.

Teplo na vykurovanie je možné odoberať z podzemnej vody, pôdy pri budove, pomocou zemného kolektora, geosond a dokonca aj zo vzduchu. Kompresor tepelného čerpadla stláča a ohrieva plyn, ktorý odovzdáva teplo vykurovaciemu médiu, zvyčajne vode alebo vzduchu. Dôležitým údajom o tepelnom čerpadle je vykurovacie číslo, ktoré predstavuje pomer medzi vstupnou a výstupnou energiou.

2. Prevádzka tepelných čerpadiel podľa zdroja tepla

Názov tepelného čerpadla sa skladá z prvého a druhého slova. Prvé slovo sa vzťahuje na zdroj nízkopotencionálneho tepla a druhé slovo označuje látku, do ktorej sa teplo odovzdá. Podľa druhu energie, ktorá ich poháňa, sa tepelné čerpadlá delia do troch veľkých skupín: vzduch-voda (odber tepla z vonkajšieho alebo odpadného vzduchu), voda-voda (odber tepla z vody) a zem-voda (odber tepla z povrchovej vrstvy zeme alebo z hlbinného vrtu). Nosičom tepla (energie) vo všetkých typoch tepelných čerpadiel je voda, líšia sa však zdrojom, z ktorého sa teplo odoberá. Pretože nie v každej lokalite je možné voliť medzi všetkými troma typmi tepelných čerpadiel, pri výbere vhodného typu tepelného čerpadla je potrebná pomoc odborníka, ktorý vypracuje rozbor lokality a na základe vášho rozpočtu a želaní určí najvhodnejší zdroj.

Okrem environmentálnych podmienok a potrieb vašej domácnosti dôležitý je aj rozpočet, ktorý musíte dodržiavať. V každom prípade vám odporúčame vyhľadať pomoc odborníkov, keďže túto prácu nezvládnete sami. Odborník vypracuje plán a projekt, vykoná potrebné zemné, stavebné a inštalačné práce a neskôr sa postará o údržbu a servis tepelného čerpadla.

2.1. Tepelné čerpadlo vzduch-voda

Tepelné čerpadlo vzduch-voda odoberá teplo z okolitého vzduchu a odovzdáva ho vode vykurovacieho systému. Koeficient výkonu tohto typu tepelného čerpadla sa pohybuje v rozmedzí od 3,4 do 4.

2.2. Tepelné čerpadlo zem-voda

Tepelné čerpadlo zem-voda odoberá teplo zo zeme a odovzdáva ho vode vykurovacieho systému. Koeficient výkonu tohto typu tepelného čerpadla sa pohybuje v rozmedzí od 4,4 do 5.

2.3. Tepelné čerpadlo voda-voda

Tepelné čerpadlo voda-voda odoberá teplo z podzemnej alebo povrchovej vody a odovzdáva ho vode v potrubí vykurovacieho systému. Koeficient výkonu tohto typu tepelného čerpadla sa pohybuje v rozmedzí od 5,2 do 6,2.

3. Ako funguje tepelné čerpadlo: úspory

Tepelné čerpadlo využíva na svoju prevádzku elektrickú energiu a zároveň aj energiu z okolitého prostredia. Pokiaľ ide o pomer týchto vstupov, ktoré sa podieľajú na výrobe tepla, 1/3 tvorí elektrická energia a 2/3 energia odoberaná z okolitého prostredia. Vyrobené teplo sa používa na vykurovanie domácnosti cez podlahové vykurovanie alebo radiátory, na ohrev vody alebo v letných mesiacoch na vychladenie domácnosti. Ak porovnáme vykurovanie tepelným čerpadlom s vykurovaním vykurovacím olejom, úspora môže byť 2,5-krát až 4-krát vyššia. Táto účinnosť bude tým vyššia, čím nižšiu teplotu na vykurovanie potrebujete.

Tepelné čerpadlá sú vhodné najmä na nízkoteplotné vykurovanie veľkých plôch – stenové, stropné alebo najčastejšie podlahové vykurovanie.

4. Účinnosť tepelných čerpadiel: ktoré si vybrať?

Ak tepelné čerpadlo pracuje s nižším výkonom, než na aký bolo optimálne navrhnuté, účinnosť tepelného čerpadla bude nižšia. Preto je potrebné pred kúpou a inštaláciou tepelného čerpadla určiť energetické potreby vášho domu, vykurovacieho systému (napr. radiátory alebo podlahové kúrenie) a aké médium máte k dispozícii: vodu, zem alebo vzduch. Pred rozhodnutím sa poraďte s odborníkmi na vykurovacie systémy s tepelným čerpadlom, ktorí vám poradia a prevedú vás celým procesom.