Požádali jsme několik firem o nabídky tepelných čerpadel pro vytápění novostavby domu o ploše 140 m2. Zde jsou závěry, které jsme vyvodili z jejich srovnání.

Ti, kteří hodlají postavit pohodlný, moderní a energeticky úsporný dům, pravděpodobně uvažují o využití tepelného čerpadla k vytápění. Požádali jsme proto výrobce tepelných čerpadel o předložení nabídky zpracované na základě vzorového projektu. Závěry z toho vyvozené by měly zajímat každého, kdo zvažuje koupi tepelného čerpadla pro rodinný dům o ploše cca 140 m, dobře chráněný proti tepelným ztrátám2 Chtěli jsme, aby řešení bylo typické – tepelné čerpadlo má napájet c .o. a zajišťují teplou vodu pro 4 členy domácnosti. Zajímala nás cena realizace kompletního systému vytápění tepelnými čerpadly za rozumnou cenu, ve standardu zajišťujícím komfort pro členy domácnosti. Rozhodli jsme se, že bychom chtěli mít v celém domě nízkoteplotní vodní podlahové vytápění, které se doporučuje pro instalaci tepelného čerpadla z důvodu výrazného poklesu účinnosti s rostoucí teplotou ohřívané vody.

Tepelné čerpadlo vzduch nebo země - investiční náklady

Instalace s tepelnými čerpadly ze země jsou dražší než čerpadla se vzduchem, protože vyžadují vlastní zemní výměník tepla.

Výparník vzduchového čerpadla je v přímém kontaktu se zdrojem tepla - vzduchem. K tomu, aby předal výparníku potřebné množství tepla, stačí přinutit proudění vzduchu, aby byl dostatečně intenzivní – to dělá ventilátor továrně instalovaný v zařízení.U zemního čerpadla je to složitější. Pro příjem tepla ze země jsou potřeba dlouhé smyčky trubek položených v zemi. Cirkulují kapalinu pohybovanou oběhovým čerpadlem, běžně nazývanou solanka - nejčastěji se jedná o vodní roztok glykolu, někdy lihu (s nižší viskozitou než glykol, což se projevuje nižší spotřebou energie oběhového čerpadla). Ohřívá se teplem nahromaděným v zemi a následně ho uvolňuje ve výparníku tepelného čerpadla.

Zemní výměník může být vodorovný - z trubek uspořádaných vodorovně pod povrchem země, v hloubce pod mrazovou zónou (čím hlouběji, tím lépe). Plocha výkopu pro trubky pokrývá několik set metrů čtverečních, takže pro snížení nákladů jsou obvykle umístěny v mělké hloubce 1-2 m, což způsobuje nestabilitu teploty výměníku, což negativně ovlivňuje účinnost tepelného čerpadla. . Proto výrobci čerpadel doporučují vertikální výměníky tepla - vyrobené z trubek uložených ve vrtech v hloubce několika desítek metrů.

Jejich důležitou výhodou je, že zabírají mnohonásobně menší plochu pozemku než horizontální. Z tohoto důvodu se vrtání často ukazuje jako jediné možné řešení. Tato technologie je však dražší.

Pro návrh domu, který jsme si vybrali, odhadl Viessmann náklady na horizontální výměník tepla minimálně na 6000. PLN, a vertikální za minimálně 8 tisíc. zlotý. Jde o tepelné čerpadlo o výkonu 5,6 kW - nejmenší ze všech nabídek. Vaillant a Vikersønn navrhli zařízení o výkonu téměř 8 kW a tedy větší vertikální výměník tepla o celkové délce potrubí cca 170 m. ocenili instalaci, připojení a naplnění takového výměníku roztokem etylalkoholu na 13,4 tis. . zlotý. Při pohledu na tyto náklady je třeba vzít v úvahu, že jsou velmi závislé na vlastnostech země – čím je sušší, tím větší a tedy i dražší musí být výměník tepla.V extrémních případech může být rozdíl v nákladech na jeho realizaci i více než dvojnásobný. Ceny jsou tedy pouze orientační.

Účinnost tepelného čerpadla

Zařízení se vzduchovými tepelnými čerpadly jsou levnější než s tepelnými čerpadly země-voda, ale za jejich provoz zaplatíte více. Znamená to, že použití zemního čerpadla je výhodnější?

Podívejme se na COP zařízení, která jsou nám nabízena. Vypovídají o tom, kolik jednotek energie na vytápění poskytuje čerpadlo při spotřebě jedné jednotky elektřiny. Rozdíly mezi hodnotami pro čerpadla vzduch-voda a glykol-voda jsou na první pohled malé. Prezentované hodnoty však byly získány za jiných podmínek - výparník zemního čerpadla přijímal teplo ze solanky o teplotě 0oC a vzduchové čerpadlo - ze vzduchu při teplota 7oC (v obou případech kondenzátor ohřál vodu na 35oC). Pokud by byla teplota výparníku stejná, rozdíly v hodnotách COP by byly větší.Nestejná spotřeba elektrické energie je dána také použitím různých zařízení (oběhových čerpadel a ventilátorů) a rozdíly v účinnosti komponentů jednotlivých modelů - odtud výrazně vyšší COP tepelného čerpadla Vaillant, které využívá dražší, účinnější chladicí systém s přídavným vstřikováním páry EVI.

COP je však okamžitá hodnota, vypovídající jen málo o spotřebě elektrické energie na pohon tepelného čerpadla po celou dobu jeho provozu. Teplota země, zejména v hloubce více než 20 m, je stabilní a blízká nule, takže průměrné koeficienty účinnosti zemních čerpadel s vertikálními výměníky, zásobujících vodní podlahové vytápění, se příliš neliší od hodnot COP pro B0/W35. Teplota vzduchu se ale pohybuje v mnohem větším rozsahu - můžete očekávat, že klesne i pod -20oC. Snížení teploty vzduchu se promítá do poklesu hodnoty COP, tedy zvýšení spotřeby elektrické energie tepelného čerpadla, ke kterému dochází poměrně rychle při poklesu teploty pod 0oC.Současně klesá tepelný výkon zařízení. Tepelná čerpadla vzduch-voda se proto prodávají kompletní s ohřívačem, který ohřívá vodu při nedostatečné účinnosti chladicího okruhu (u zemních čerpadel to není nutné, ale pro rychlý ohřev užitkové vody může být užitečné). Jeho provoz však způsobuje zvýšení spotřeby elektrické energie, tedy snížení faktoru účinnosti tepelného čerpadla. Navíc při mínusové teplotě je výparník vzduchového čerpadla pokrytý ledem, který je nutné odstranit. K tomu slouží automatický systém odmrazování, který také absorbuje energii. Jak velký rozdíl v provozních nákladech to všechno dělá?

Z informací, které jsme získali od výrobců tepelných čerpadel, vyplývá, že roční náklady na vytápění dobře izolovaného domu o ploše 140 m2 zemním čerpadlem jsou nižší než vzduchové čerpadlo v nejlepším případě o 700 PLN. Je to hodně, takže pokud vezmete v úvahu nejlevnější z námi doporučených řešení se zemním čerpadlem (za cca 31 000 PLN).PLN net) a nejdražší se vzduchovým čerpadlem (za téměř 30 000 PLN netto), nepochybně je lepší zvolit první možnost. Ve srovnání s nejlevnějším čerpadlem vzduch-voda Hewalex ale zemní čerpadla prohrávají, protože po započtení ceny nejlevnějšího zemního výměníku a 8% DPH je investice minimálně o 10 000 PLN dražší. zlotý. Otázkou je, zda úspora i 700 PLN/rok stojí za tak velký náklad. Pamatujte však, že se jedná o teoretické výpočty. Pokud by v budoucnu elektřina výrazně zdražila, byla by investice do zemního čerpadla výhodnější.

Zobrazit fotogalerii: vytápění vašeho domova tepelným čerpadlem

Jak nainstalovat tepelné čerpadlo

Nabízená čerpadla vzduch-voda jsou dělená zařízení, tedy složená ze dvou jednotek. Jeden má výparník tepelného čerpadla - instaluje se mimo dům tak, aby měl přímý kontakt se zdrojem tepla, tedy vzduchem.Jeho proudění přes výparník je vynuceno vysoce výkonným ventilátorem (řádově 3000 m3/h), je tedy značně hlučné - v prezentovaných modelech generuje akustický výkon 62-65 dB(A). Při výběru místa pro instalaci čerpadla je třeba na to pamatovat. Je lepší jej neumisťovat do blízkosti oken ložnice. Ve druhém bloku je kondenzátor v podobě výměníku tepla, kterým proudí voda zásobující otopnou soustavu. Voda nesmí být vystavena zamrznutí, proto musí být tato jednotka instalována ve vytápěné místnosti. Kromě kondenzátoru obsahuje oběhové čerpadlo ÚT, expanzní nádobu a regulátor tepelného čerpadla.

Tepelná čerpadla Daikin a De Dietrich mají také integrovaný velký kapacitní ohřívač vody, který zajišťuje (pravděpodobně s přebytkem) dodávku vody pro čtyři obyvatele. Proto jsou vnitřní jednotky těchto tepelných čerpadel velikosti velkých ledniček. Hewalex PCCO Split se v tomto ohledu výrazně liší - vnitřní jednotka je menší a určená k zavěšení na stěnu (připomíná závěsný plynový kotel).Neznamená to ale, že díky tomu máme v domě více volného prostoru, protože pro přípravu teplé vody je potřeba samostatný ohřívač. Nabízená v sestavě má objem 250 l a zabírá podobnou plochu (průměr 584 mm) jako vnitřní jednotky konkurentů (Daikin - 600 x 728 mm, De Dietrich - 600 x 720 mm). Ohřívače vody De Dietrich a Hewalex jsou sm altované a chráněné proti korozi hořčíkovou anodou, kterou je třeba čas od času vyměnit. Daikin takovou ochranu nepotřebuje, protože je vyroben z nerezové oceli.

Pozemní čerpadla jsou monobloková zařízení určená k instalaci do vytápěné místnosti, přičemž Vaillant má v pouzdře také ohřívač vody s nádrží o objemu 185 litrů. Další dvě čerpadla mají samostatný ohřívač, ale jsou dodávána s nimi kompletní s příslušenstvím potřebným k jeho připojení. Velká kapacita nádrží na vodu (300 l) znamená, že zabírají hodně místa – musí být umístěny vedle tepelného čerpadla.V tomto ohledu má před nimi výhodu kompaktní zařízení Vaillant. Výhodou také je, že jeho nádrž je vyrobena z nerezové oceli.

Ohřívače teplé vody Viessmann a Vikersønn jsou bivalentní, tedy připravené pro napájení dvěma topnými zařízeními (jsou v nich dvě spirály). To má umožnit snadné připojení solárních kolektorů nahrazujících provoz tepelného čerpadla za slunečného dne. K jejich provozu jsou připraveny i regulátory instalované v tepelných čerpadlech. Abyste tedy měli solární systém, v tomto případě stačí koupit a nainstalovat pouze kolektory, což stojí o pár tisíc zlotých méně než kompletní instalace.

Zobrazit fotogalerii: instalace tepelného čerpadla vzduchový zdroj

Při rekonstrukci byla zrekonstruována místnost po uhelné kotelně a připravena pro instalaci nového topného zařízení.

Kompresor v tepelném čerpadle

Kompresor je jedním z nejdražších a nejdůležitějších prvků tepelného čerpadla, který v největší míře určuje jeho účinnost.Srovnávaná zařízení využívala kompresory lišící se principem činnosti kompresního prvku – šroubový (scroll) a twin rotační (twin rotary). Vzduchová čerpadla jsou navíc vybavena technologií DC Inverter, která umožňuje plynulé změny výkonu kompresoru - standardní střídavý proud ze sítě 230 V, 50 Hz se mění na stejnosměrný proud 300 V a rychlost otáčení rotoru se mění v důsledku změny frekvence proudu v rozsahu 20-120 Hz . Tradiční kompresory s pevnou rychlostí (zapnuto/vypnuto) jsou instalovány v zemních čerpadlech.

Scroll DC Inverter kompresory se vyznačují nejvyšší účinností, stabilitou, odolností a tichým provozem. Jedná se o nejdražší zařízení, obvykle se používají v případě tepelných čerpadel s výkonem nad 10 kW, ale jak je vidět - i u tepelného čerpadla De Dietrich Alezio o jmenovitém výkonu 8 kW. Kompresory Twin Rotary DC Inverter jsou kvůli nižší ceně častěji umisťovány do zařízení s nízkým výkonem - s trochu horšími vlastnostmi.Jejich výhodou je o něco větší rozsah změn otáček než u šroubových kompresorů. Jsou také o něco účinnější při frekvencích pod 65 Hz.

Protože provozní teplota výparníku zemního čerpadla se liší mnohem méně než teplota vzduchového čerpadla, invertorové kompresory se v jednotkách solanky do vody používají jen zřídka. I když by to pomohlo snížit spotřebu energie a prodloužit životnost jednotky odstraněním jejího náhlého spouštění (otáčky invertorového kompresoru se zvyšují postupně a standardní kompresor se okamžitě spustí na plné otáčky), nemělo by to tak velký dopad na náklady úkon. Proto jsou všechna prezentovaná pozemní čerpadla vybavena mnohem levnějšími šroubovými kompresory s pevnou kapacitou, které jsou považovány za lepší než tradiční rotační.

To, co odlišuje tepelné čerpadlo Vaillant od ostatních dvou tepelných čerpadel země-voda, je technologie EVI.Díky upravenému okruhu chladiva a použití přídavného expanzního ventilu umožňuje vyšší tlak, výsledkem je vyšší tepelná účinnost a teplota kondenzátoru až 65oC (standardní čerpadla kolem 55oC). Regulaci výkonu lze provést řízením vstřikování páry, což je alternativa k použití invertorového kompresoru.

Výhody této technologie se projeví zejména při použití tepelného čerpadla pro zásobování otopného systému, kde je potřeba získat přívodní teplotu vyšší než 60oC - pak můžete rezignovat na podporu čerpadla jiným zařízením.

Zajímavostí je, že zařízení Vaillant flexoCOMPACT lze použít nejen jako zemní čerpadla. Po instalaci přídavného modulu fluoCOLLECT (za cca 5 000 PLN) se z nich stanou čerpadla voda-voda a venkovní jednotka aroCOLLECT (cca 18 500 PLN) je změní na velmi účinná (a bohužel i cenově) čerpadla vzduch-voda. z použití technologie EVI.

Kategorie:

Rekonstrukce