“Naše tepelné čerpadlo je kvalitnější než konkurenční, takže mu stačí menší zemní kolektor (kratší vrt)”
O tom, že máte poddimenzovaný zemní výměník se v praxi dozvíte až po 2 nebo 3 topných sezónách, kdy Vám začnou narůstat náklady na vytápění, začne Vám být v domě zima, a navíc Vám vyprší záruka. Kolektor musí být natolik velký, aby z něho tepelné čerpadlo mohlo trvale získávat tepelnou energii, kterou Váš dům na vytápění a ohřev teplé vody potřebuje. Jakmile dojde k tomu, že se okolí trubek uložených v zemi podchladí do záporných teplot (na vstupu do tepelného čerpadla měříte teploty např. -2˚C a nižší), dochází k významnému poklesu účinnosti vytápění a tento jev se s časem dále zhoršuje.
V ČR probíhají desítky soudních žalob od takto poškozených klientů. Aby nedocházelo k vymražení poddimenzovaného kolektoru, uchylují se často výrobci k tomu, že spínají vestavěný elektrokotel, pokud teplota v zemní smyčce začne klesat k bodu mrazu. V takovém případě, aniž by o tom klient věděl, vytápí značnou část sezóny velmi drahou přímotopnou energií. Požadujte po dodavateli, aby Vám garantoval topnou funkci systému bez sepnutého bivalentního zdroje až do venkovní teploty -7 ˚C a aby bylo možné vyřadit elektrokotel samostatným jističem z provozu. Případně systém nechte navrhnout jako monovalentní – výkon tepelného čerpadla (při B0W35) pak musí odpovídat tepelné ztrátě objektu. Elektrokotel nepřidávejte, nebo pouze jako náhradní zdroj, a nechte jej vyřazený z provozu.
“Při nižším výkonu tepelného čerpadla Vám bude stačit menší zemní kolektor (kratší vrt)”
Pokud Vám dodavatel bude něco takového tvrdit, jde o důkaz jeho neprofesionality. Velikost kolektoru se v zásadě odvíjí od množství energie, kterou daný objekt spotřebuje na vytápění a ohřev teplé vody. Pokud je výkon tepelného čerpadla shodný s tepelnou ztrátou objektu ( např. 10kW tepelná ztráta a 10kW výkon tepelného čerpadla), dodá kompresor tepelného čerpadla 100% potřebného tepla. Použijeme-li nižší výkon tepelného čerpadla, např. na hodnotě 70% tepelné ztráty objektu (TČ 7kW), stále dodá do objektu 97% celkové spotřeby tepla, a pouze 3% energie přidá bivalentní zdroj.
To je dáno tzv. křivkou rozložení venkovních teplot v průběhu topné sezóny, kdy velmi nízké venkovní teploty, při kterých je v činnosti bivalentní zdroj, panují jen velmi krátkou dobu, navíc bivalence pouze dokrývá deficit tepla z kompresoru. Z toho jednoznačně vyplývá, že velikost kolektoru musí být v obou případech prakticky shodná: jak slabší, tak silnější tepelné čerpadlo z něho odebere prakticky stejné množství tepla. Poddimenzování kolektoru pak s sebou nese fatální důsledky. Pamatujte, že u celoročně obývaného domu by průměrná doporučená velikost zemního plošného kolektoru měla být 35m2 na 1kW tepelné ztráty, resp. doporučená délka vrtu (zemní sondy) 15m na 1kW tepelné ztráty. Konkrétní dimenze se může dle místních podmínek podloží lišit od těchto hodnot v rozsahu +-30%.
Průměrný topný faktor u vzduch-voda se u nejkvalitnějších instalací pohybuje na hodnotě cca 2,9 a u systému země-voda 3,8-3,9. Přesto prodejci, kteří nabízejí pouze vzduchová tepelná čerpadla, tvrdí opak. Argumentují průměrnou teplotou vzduchu v topné sezóně (cca2-4 ˚C) oproti teplotě nemrznoucí směsi ze zemní smyčky (0 ˚C), ale toto srovnání je zcela iracionální (odlišná tepelná kapacita vody a vzduchu, vliv energie na odtávání výparníku aj.). Vzduch-voda může být účinnější než země-voda až při teplotách venkovního vzduchu nad 10 ˚C . Rozhodně to ale neznamená, že investice do TČ vzduch-voda nebude v řadě případů vycházet ekonomicky příznivěji, (zejm. u zateplených objektů, s větším podílem spotřeby teplé vody, s příhřevem bazénu apod.), s ohledem na nižší pořizovací náklady.
Tepelná čerpadla vybavená kompresorem s technologií EVI skutečně mohou dosahovat vysokých hodnot teploty topné vody i za velmi nízkých teplot venkovního vzduchu, např. při teplotě vzduchu -20˚C dávají topnou vodu o teplotě převyšující 60˚C. To pochopitelně svádí nasadit takové zařízení tam, kde je nutný vysoký teplotní spád otopné soustavy. Skutečnost je ale taková, že topný faktor při takovém pracovním režimu je extrémně nízký, cca 1,5 (A-20,W60) a proto provoz s vysokoteplotní topnou soustavou je krajně neekonomický. Vždy je tedy žádoucí pracovat s co nejnižší teplotou topné vody, max. 55/45˚C a pochopitelně využívat ekvitermní regulaci.
Ano, teoreticky topíme až do -25˚C, je třeba ovšem vzít v potaz, že tepelné čerpadlo, které má topný výkon např. 15 kW(A7/W35) a bude tedy instalováno do objektu s tepelnou ztrátou 15kW, bude vykazovat při -20˚C výkon pouze cca 5,5kW, zatímco objekt bude při takto nízké teplotě potřebovat na vytápění asi 17kW. O účinnosti (topném faktoru) ani nemluvě. V případě déletrvajících větších mrazů pak zákazník bude opravdu velmi nemile překvapen teplotou ve svém domě. Je s podivem, že na takové instalace bez bivalentního zdroje je běžně v ČR možné narazit. A mrazy jednou za čas opravdu uhodí….
Bude-li venku mrazivé počasí a od tepelného čerpadla bez speciální výbavy budeme požadovat ohřev TUV na vysokou teplotu (>55°C), bude jeho účinnost opravdu nízká, každopádně ale vyšší, než u přímotopného ohřevu. Naopak v období, kdy venkovní teploty přesáhnou 10°C, ohřev teplé vody bude velmi účinný a efektivní. Důležité je proto používat tepelné čerpadlo pro ohřívání TUV celoročně a vyvarovat se zbytečně vysokých nároků na její teplotu (mimochodem práh bolesti při ponoření ruky do horké vody je 45°C).
Velmi výhodné je využití tzv. desuperheateru, kdy je teplá voda ohřívána samostatným výměníkem na výstupu horkých par z kompresoru. Jde o jediný způsob, jak lze zajistit ohřev TUV na vysokou teplotu se stejně dobrým topným faktorem, jakým tepelné čerpadlo souběžně topí např. do podlahového systému.
Pokud se v prospektech výrobce/dodavatele objevuje venkovní ” kondenzátor”, buďte si jisti, že jde o upravenou klimatizační (AC) jednotku, neboť tepelné čerpadlo má na venkovní straně vždy výparník. To pochopitelně neznamená, že takové zařízení nemůže vytápět: otázka ale visí nad účinností, životností a zárukami takového řešení.
O rozdílech mezi AC jednotkou a tepelným čerpadlem vzduch-voda a případných rizicích se dočtete v samostatném článku. Obvyklé je, že prodejce Vám bude tvrdit i u takového výrobku, který je opláštěn stejným tenkým ocelovým plechem jako jakákoli levná klimatizace, že garantuje životnost 15 a více let…..
S rostoucím výkonem tepelného čerpadla roste i jeho cena, neboť obsahuje větší a dražší kompresory, výměníky, expanzní ventily atd. Obchodníkům se proto lépe prodává poddimenzované tepelné čerpadlo. Ve finále ale chybějící výkon musí být doplněn bivalentní energií, která celkovou ekonomiku provozu podstatně zhoršuje.
Kromě toho slabé tepelné čerpadlo bude v provozu přetěžováno a zkrátí se jeho životnost. Správný návrh výkonu je proto základem úspěchu. Při stanovení výkonu je vhodné vycházet z tzv. tepelné ztráty objektu. Doporučené dimenzování výkonu tepelného čerpadla je v následující tabulce:
Příklad správného návrhu výkonu tepelného čerpadla pro objekt o tepelné ztrátě 10 kW
| RD o tepelné ztrátě 10kW | monovalentní návrh | bivalentní návrh |
|---|---|---|
| vzduch – voda | — | min. 10kW(A7W35) |
| země – voda | 10kW(B0W35) | 7-8kW(B0W35) |
| voda -voda | 10kW(W10W35) | 7-8kW(W10W35) |
Topný faktor je modlou všech prodejců tepelných čerpadel. Málokdo ale je připraven vysvětlit, za jakých podmínek byl tento topný faktor dosažen, podle jaké metodiky byl zjišťěn, a už vůbec ne jej dokladovat měřícím protokolem z autorizované zkušebny. Je důležité vědět, že topný faktor výrazně kolísá podle pracovních podmínek tepelného čerpadla a měl by být udáván vždy dle platné normy ČSN EN 14 511 (nikoli EN 255 nebo jiné) a za jasně definovaných podmínek.
Rozdíl mezi tím, co výrobce deklaruje a skutečností může být poměrně zásadní, neboť samotná norma stanovuje rozptyl měřených hodnot až 15%. Hodnota topného faktoru ale nic nevypovídá o tom, jak efektivně bude zařízení pracovat po připojení do otopné soustavy. Mnohem důležitější než nominální topný faktor vlastního zdroje je skutečný topný faktor celého systému vytápění. Zásadní vliv má celkový návrh a zapojení systému vytápění, kvalitní regulace a zejména typ a kvalita otopné soustavy. Jedině správně navrženým systémem lze zajistit účinné a úsporné vytápění.
Na trhu je dnes neuvěřitelné množství produktů nejrůznějších značek, které jsou nabízeny jako tepelná čerpadla pro vytápění obytných domů, ačkoliv často v tomto smyslu o tepelná čerpadla nejde. Např. téměř každá, i levná klimatizační (AC) jednotka, může v reverzačním módu vytápět, ale nabízet taková zařízení jako hlavní topný zdroj je v našich klimatických podmínkách klamání zákazníků.
Vybírejte proto produkty od důvěryhodných značek, které mohou doložit technické parametry certifikátem od autorizované zkušebny a které garantují dostupnost servisu a náhradních dílů. Zařízení nechte dodat a instalovat autorizovanou firmou, ke které máte důvěru a která Vám může doložit fungující reference.
Je logické, že cena hraje při výběru značky a dodavatele tepelného čerpadla velmi významnou roli. Stává se, že klient vyřadí v první fázi výběru cenově nejvyšší nabídky a dále se zabývá jen těmi atraktivními. Toho jsou si obchodníci dobře vědomi a v první fázi často nabízejí jen holé jednotky bez potřebného příslušenství.
Taková nabídka neobsahuje např. systém regulace teploty a řízení topných okruhů, oběhová čerpadla, bivalentní zdroj, ohřev teplé vody, montáž, napojení na otopnou soustavu, uvedení do provozu, elektro revize atd. a výsledná cena celé instalace se může i násobně lišit. Je proto třeba vždy důsledně porovnávat porovnatelné a orientovat se v předložených kalkulacích.
Účinnost tepelného čerpadla je dána celou soustavou vlivů: kvalita kompresorů, expanzních ventilů, dimenzování výměníků, kvalita řízení. AC jednotky jsou vyvíjeny pro chlazení, kdy rozdíl mezi primární a sekundární teplotou je 15-20°C (např. venkovní teplota 35°C, chladící vzduch 15°C). Takovému režimu je podřízena konstrukce, řízení , kvalita a dimenzování komponentů AC jednotek. Běžný požadavek na tepelné čerpadlo vzduch voda je ale takový, aby při venkovní teplotě -10°C produkovalo topnou vodu o teplotě 50°C, tzn. rozdíl mezi primárním zdrojem a sekundární topnou vodou 60°C i vyšší! Úroveň a dimenzování použitých dílů musí být proto u skutečného tepelného čerpadla naprosto odlišná.
Cena AC jednotek je velice zajímavá a vyplývá z vysoké sériovosti výroby. Pochopitelně, neboť klimatizačních jednotek se celosvětově produkuje řádově více, než tepelných čerpadel. Cena je výhodná i proto, že nejde o ucelený topný systém, ale pouze o zdroj. Dodavatelská firma pak celek musí dotvořit: bivalentní zdroj, oběhová čerpadla, řízení topných okruhů, řízení ohřevu TUV, zapojení na prostorovou regulaci teploty, ekvitermní regulace atd., to vše je v rukou dodavatele instalace.
Pochopitelně se tím podstatně navýší původně příznivá cena. Především ale funkčnost a účinnost systému negarantuje výrobce jednotky, ale instalační firma. Typické je např. to, že díky absenci systému MaR jednotky pracují v režimu zapnuto/vypnuto, i když jsou vybaveny inverterovými kompresory. Při koupi tepelného čerpadla od renomovaného výrobce z EU si zákazník obvykle kupuje celý systém s garantovanou funkčností a tvořivost autorizovaného dodavatele je silně omezena.
Životnost běžné klima jednotky dosahuje přibližně 5 let, od tepelného čerpadla vzduch-voda se očekává životnost cca 15 a více roků. Tomu musí být přizpůsobena konstrukce zejména venkovní jednotky: pro dlouhou životnost bývá obvyklé nerezové nebo celohliníkové provedení skříně, vodo- a prachotěsné uzavření elektrické výstroje, použití ventilátorů s prodlouženou životností apod.
Obvykle se jedná o inverterové jednotky, ale dimenze komponentů je nastavena nikoli na nejvyšší, nýbrž na střední výkon a při vyšším zatížení účinnost zařízení silně klesá. Celkové parametry jsou spíše podprůměrné ve srovnání s běžnými tepelnými čerpadly a nejsou dokladovatelné. Samostatnou kapitolu tvoří použité výparníky. Jejich konstrukce je přizpůsobena původní funkci kondenzátoru. Problémem je malá rozteč lamel, typicky 0,8 – 1 mm. V zimním provozu pak výparníky musí extrémně často odtávat: úzká mezera mezi lamelami se rychle plní namrzajícím kondenzátem, proto četnost odtávacích cyklů u těchto jednotek násobně převyšuje běžný stav u tepelných čerpadel s výparníky s roztečí obvykle od 2 mm výše. Délka vlastního odtávání AC jednotek je sice velmi krátká, přesto vliv na topný faktor je pochopitelně negativní. Horší je ale skutečnost, že materiál takového výparníku absolvuje daleko více teplotních cyklů a jeho životnost z titulu tepelné únavy je silně zkrácena.
Rychlejší než číst, je se přímo zeptat: