Tepelné čerpadlo je moderní a komfortní topné zařízení, které lze použít v každém domě, a to nejen nově postaveném, ale i podrobeném tepelné modernizaci. Jak ji optimálně sladit s potřebou tepla budovy?

Tepelné čerpadlo lze v každém případě zvolit tak, aby i při největších mrazech samostatně pokrylo potřebu tepla budovy. V případě velkých zařízení se může ukázat tepelný výkon jednoho zařízení jako příliš malý, ale pak je možné zapojit více tepelných čerpadel do kaskády tak, aby jejich celkový výkon odpovídal poptávce. Zbývá zodpovědět otázku, zda se vyplatí volit výkon tepelného čerpadla tak, aby samostatně zajistil předpokládanou teplotu v místnostech za všech podmínek?

Tepelná čerpadla využívají k vytápění teplo akumulované v našem prostředí - jeho zdrojem je především solární energie. Běžně se používají zařízení, která odebírají teplo ze země (půdy), ale nejoblíbenějším řešením, protože je nejjednodušší na implementaci, je čerpadlo, které odebírá teplo ze vzduchu.

Provoz těchto zařízení je založen na cirkulaci tekutiny v uzavřeném systému, který provádí tzv. levostrannou cirkulaci páry. Klíčovým procesem v tomto cyklu, kterým lze teplo z nízkoteplotního zdroje (tzv. spodního zdroje) dodávat do vysokoteplotního zdroje (horního), je parní komprese tekutiny, což má za následek zvýšení jeho teplota.

Čím vyšší teploty kapaliny tepelné čerpadlo dosáhne, tím více práce vykoná jeho kompresor, což znamená, že k jeho pohonu je potřeba více elektřiny. Účinnost tepelného čerpadla je tedy tím větší, čím menší je teplotní rozdíl mezi jeho horním a spodním zdrojem tepla, tedy mezi otopnou soustavou napájenou čerpadlem a středem, ze kterého čerpadlo teplo přijímá, tedy vzduchem nebo zemí.Když je tento teplotní rozdíl velmi velký, účinnost tepelného čerpadla klesá do té míry, že již není ekonomické jej používat.

Teplota země je relativně stabilní, v hloubce pod mrazovou zónou zůstává nad 0oC, ale teplota vzduchu se velmi mění, někdy klesá pod - 20oC. Obecně tedy není pochyb o tom, že tepelné čerpadlo země-voda bez problémů poskytne tepelný výkon potřebný k vytápění domu i v tom nejchladnějším počasí, ale můžete je mít v případě vzduchového čerpadla, protože v takových podmínkách jeho účinnost již není vyhovující. Z tohoto důvodu může být výhodné zvolit vzduchové tepelné čerpadlo tak, aby při opravdu nízké venkovní teplotě (pod -20oC) byl jeho provoz podporován jiným, tzn. tzv. špičkový zdroj tepla. Nejčastěji se jedná o elektrický ohřívač zabudovaný ve vnitřní jednotce tepelného čerpadla. Toto řešení je jednoduché a levné, a proto ziskové.

NEPŘEHLÉDNĚTE - dotace na nákup tepelného čerpadla:

  • My Heat - jak se dostat na 21 tisíc. Příplatek za tepelné čerpadlo PLN
  • Nová dotace od PGNiG na plynový kotel a tepelné čerpadlo
  • " Program Čisté ovzduší – nejvyšší grant v roce 2022!"

Pokud se však vzduchové tepelné čerpadlo bude používat ve staré budově, kde je již instalován zdroj tepla, například plynový kotel, lze jej použít místo topidel, díky čemuž se náklady na provoz topného systému bude nižší.

Vytápěcí systém s tepelným čerpadlem - bivalentní provoz

Systém, ve kterém tepelné čerpadlo spolupracuje s jiným zdrojem tepla, se nazývá bivalentní. Funguje tak, že čerpadlo napájí otopný systém samostatně v rozsahu teplot, ve kterém je jeho účinnost vysoká. Po překročení určité minimální teploty, tzv. bivalentního bodu, však jeho provoz začne podporovat druhé, klasické topné zařízení (například elektrický ohřívač).Výrobci doporučují navrhnout systém vytápění tepelným čerpadlem tak, aby bivalentní bod byl -5oC nebo méně, v závislosti na charakteristikách účinnosti konkrétního zařízení. V systémech s takto definovaným bivalentním bodem dosahuje podíl tepelného čerpadla na výrobě tepla 98 % a je to obvykle cenově výhodnější řešení než použití tepelného čerpadla, které zajišťuje 100% pokrytí potřeby energie na vytápění.

Stanovení bivalentního bodu a optimální přizpůsobení topného výkonu čerpadla potřebě tepla při návrhu otopné soustavy podporují počítačové výběrové programy dostupné výrobcům tepelných čerpadel.

Předimenzování tepelného čerpadla nemá pozitivní vliv na jeho provoz, protože předimenzovaná jednotka většinu roku nevyužije svůj maximální výkon. Není to ani ekonomicky opodstatněné, protože náklady na elektřinu spotřebovanou ohřívačem podporující provoz optimálně zvoleného vzduchového čerpadla nepřesahují 200 PLN ročně.

Stále více příležitostí

Tepelná čerpadla se neustále zdokonalují. Nejlépe je to vidět na segmentu tepelných čerpadel vzduch-voda. Za posledních zhruba tucet let se u těchto tepelných čerpadel změnil jak koeficient účinnosti, tak limitní nižší provozní teplota, která z -10oC byla snížena na -25pro některé modely oC.

Příkladem zařízení, které může pracovat v širokém teplotním rozsahu, je snadno instalovatelné monoblokové čerpadlo. Je schopen ohřát vodu až na 60oC při venkovní teplotě vzduchu -10oC. Když klesne na -20oC, poskytuje teplotu vody 45oC, což je dostatečné pro napájení nízkoteplotního topného systému a připravit teplou užitkovou vodu.

Použití spirálových kompresorů s možností „mezistupňového vstřikování“ umožnilo vybavit tepelná čerpadla přídavným výměníkem tepla zvaným ekonomizér.Díky tomu při nízkých teplotách, i pod -20°C, dosahuje zařízení vysoké energetické účinnosti (sezónní koeficient energetické účinnosti SCOP přesahuje 5). Hodnota mezní teploty, při které takové tepelné čerpadlo hospodárně pracuje, byla posunuta na hodnotu kolem -10°C. Bylo také možné získat teplotu vody zásobující systém ústředního vytápění. při 65oC.

S čím kombinovat tepelné čerpadlo

Ještě nedávno si mnoho investorů kladlo otázku, zda se vyplatí kombinovat tepelné čerpadlo se solárními kolektory. V instalacích s průměrnou potřebou energie a teplé vody není taková kombinace ekonomicky opodstatněná. Toto řešení lze doporučit, pokud má být instalace použita k ohřevu vody v bazénu.

Dnes je mnohem výhodnější kombinovat tepelné čerpadlo s fotovoltaickým systémem. Díky možnosti posílat zpět do elektrické sítě přebytky energie vzniklé v domácí FVE o výkonu do 10 kW a možnosti využít 80 % této energie zdarma v dlouhém vypořádacím období, budova vybavená Instalace FV se může stát téměř nulovou spotřebou energie díky možnosti stanovené zákonem o OZE.

Moderní tepelná čerpadla jsou skvělá pro spolupráci s fotovoltaickými instalacemi, díky kterým můžeme získávat ekologické teplo a stát se nezávislými na rostoucích cenách elektřiny. Níže uvedené schéma je příkladem instalace, kde je tepelné čerpadlo jediným zdrojem tepla v domě. Zařízení splňuje i ostatní potřeby obyvatel, zajišťuje chlazení a výrobu teplé užitkové vody.

Kategorie:

Rekonstrukce