Téma: Tepelná čerpadla

Jak tepelná čerpadla fungují (VIII)

Předcházející části obsahovaly informace o tepelných čerpadlech až do úrovně, jak je správně vybrat. Rovněž je důležité, k jakému topnému systému bude čerpadlo připojeno. Tepelné čerpadlo je totiž úplně něco jiného než spalovací kotel, a proto je důležité vědět, že zpravidla, až na výjimky, ohřívá topnou vodu jen asi do 60 °C, což je méně než běžné kotle, které ohřívají vodu třeba na 80 nebo i více stupňů. Platí pravidlo, že čím nižší teplotu topné vody od tepelného čerpadla požadujeme, tím je vyšší jeho účinnost a s tím související energetická úspornost a nižší provozní náklady.

Optimální je kombinace, kdy tepelné čerpadlo je napojeno na nízkoteplotní teplovodní systém, jako je třeba podlahový, stěnový nebo stropní. Zde se teplota topné vody pohybuje cca kolem 35 °C a prostor i v zimě vytopí. Radiátorový systém není vyloučen, ale velikost teplosměnné plochy musí být navržena, respektive vypočtena, tak, aby byl rovněž schopen vytopit další prostory, ale i při teplotě topné vody do 55 °C. S touto teplotou se sice zvýší spotřeba tepla pro vytápění asi o 25 %, ale funguje to. Proto, pokud se jedná o novostavbu, je nízkoteplotní systém optimální a nejefektivnější, ale pokud jsou navrhovány radiátory, pak je potřeba počítat s tím, že musí mít velkou teplosměnnou plochou!

Ve stávajících starších budovách bývaly v minulosti takzvané samotížné systémy, které byly řešeny tak, že v nich topná voda ohřátí sama i bez oběhového čerpadla začala cirkulovat. Radiátory měly většinou litinové články propojené „tlustými“ trubkami, aby voda snáz cirkulovala. Je vyzkoušeno, že tyto topné systémy jsou vhodné i pro vytápění tepelným čerpadlem, ale do systému se musí instalovat oběhové čerpadlo, aby voda v systému „nuceně“ proudila. Pak postačí ohřívat topnou vodu do teploty 50 až 55 °C a topení funguje, jiné úpravy nejsou potřeba. Takové systémy mívají velmi dlouhou životnost.

Tepelným čerpadlem lze rovněž ohřívat teplou (užitkovou) vodu, ale je zde opět háček. K ohřevu teplé vody na teplotu 50 °C je zapotřebí speciálně upravený bojler s velkou teplosměnnou plochou, aby se v něm dala přenést tepelná energie z tepelného čerpadla do užitkové vody. Rozdíl teploty topné vody z tepelného čerpadla musí být cca o 10 °C vyšší než požadovaná teplota „užitkové vody“. Proto je vhodné vodu ohřívat na teplotu 45 °C, což je ekonomičtější a také dostačující pro běžné využití, než vyžadovat vyšší teplotu a pak k ní přidávat studenou, aby nebyla horká. Dá se na to zvyknout a současně šetřit provozní náklady.

Pro ohřev teplé vody je výhodné použít speciální bojler s integrovaným malým tepelným čerpadlem odebírajícím buď větrací vzduch z domu, nebo venkovní vzduch až teploty -7 °C a tím celoročně a ekonomicky ohřívat teplou vodu. Má to tu výhodu, že „hlavní“ tepelné čerpadlo (to dražší) je v provozu jen v topné sezóně a druhou polovinu roku, mimo topnou sezónu, odpočívá (spí), čímž se šetří a prodlužuje si životnost.

Pokud se týče způsobu vytápění s tepelným čerpadlem, pak zpravidla ta kvalitní jsou vybavena provozní regulací, které se říká ekvitermní. Ta na základě aktuální venkovní teploty vzduchu a teploty vratné vody z topného systému stanoví, jaká musí být teplota topné vody, aby ve vytápěných místnostech byla požadovaná teplota. Funguje to zcela automaticky, bez teplotních výkyvů, a tedy ekonomicky.

Tepelná čerpadla mohou nejen topit a ohřívat teplou vodu, ale v souvislosti s postupným oteplováním dochází k požadavkům na chlazení prostor ve dnech, kdy vysoké venkovní teploty ovlivňují vnitřní pobytový prostor tepelnou zátěží. Některá tepelná čerpadla, která mají možnost reverzního chodu, mohou do budovy řízeně pouštět ochlazenou vodu, která pak odvádí přebytečné teplo, čímž vnitřní prostory ochlazují. Tento způsob chlazení není možno použít u topných systémů s radiátory, ale je možný u nízkoteplotních systémů, ať již podlahových, nebo stěnových, nejlépe však stropních, ovšem s tzv. hlídačem rosného bodu, který zajistí, aby nedošlo při zvýšené vlhkosti vzduchu, třeba po dešti, ke kondenzaci vlhkosti na chlazených podlahách nebo stěnách.

Chladit lze rovněž podlahovými, nástěnnými případě stropními konvektory, které musí mít možnost odvádět vznikající kondenzát. V případě chlazení je žádoucí, aby v chlazených prostorách byla uzavřena okna a okenní ventilace, protože přiváděný „horký“ venkovní vzduch by byl obtížně ochlazován. Proto je žádoucí tyto prostory řízeně větrat rekuperací, ať již centrální, nebo decentrálními větracími jednotkami.

V případě plánované instalace tepelného čerpadla, které výrazným způsoben snižuje energetickou náročnost stavby a potřebu nakupované energie na vytápění až o 70 %, by měl být topný systém vždy odborně navržen. To uživateli přinese spolehlivý a bezobslužný provoz a ve svém důsledku minimalizaci provozních nákladů.

S rozvojem instalací tepelných čerpadel se vyskytují na trhu i různí dodavatelé a instalační firmy, jejichž odbornost nemusí vždy odpovídat tomu, co nabízejí, a to jak z hlediska zařízení, tak vlastní instalace. Dnešní stav je u nás takový, že obojího je velký nedostatek, a proto se lehce může stát, že výsledek instalace může být jiný, než se původně očekávalo.

Ještě jednou bych chtěl připomenout, jak je důležité tepelné čerpadlo dobře vybrat, a pokud se týče instalační firmy si ověřit, jakou má historii v oblasti OZE, odborného proškolení a referencí. Přál bych vám ze srdce, aby vás výběr a instalace tepelného čerpadla nezklamaly. Určitě nevybírejte levná řešení, která se zpravidla brzy prodraží. Bylo by optimální, kdyby na našem trhu byla jen kvalitní čerpadla a skvělé instalační firmy, ale tomu tak bohužel ještě není, proto připomínám okřídlené rčení multimilionáře Rothschilda: „Nejsem tak bohatý, abych si mohl dovolit kupovat levné věci,“ což v případě tepelných čerpadel platí doslova a dopísmene. Tepelná čerpadla ve vytápěcí/chladící technice nemají konkurenci, pokud se týče využití OZE. Tepelné energie je v okolí vytápěných objektů nevyčerpatelné množství přicházející ze Slunce (dokud bude existovat), které svými paprsky ohřívá zemský povrch, nebo ze zemského jádra (pokud nevychladne).

Tuto energii máme k disposici, ať je den, nebo noc, ať fouká, nebo nefouká vítr.

No řekněte, není to geniální?

Zdroj: ČKAIT

Foto: Pixabay