Vybíráme tepelné čerpadlo: Jaký systém se hodí právě pro váš dům?

/Vybíráme tepelné čerpadlo: Jaký systém se hodí právě pro váš dům?

Vybíráme tepelné čerpadlo: Jaký systém se hodí právě pro váš dům?

Budeme-li si pořizovat tepelné čerpadlo, musíme se zorientovat v nabídce a vybrat vhodný typ. Jaké hlavní výhody a nevýhody jednotlivé systémy tepelných čerpadel přináší?

Vybíráme tepelné čerpadlo: Jaký systém se hodí právě pro váš dům?

Vzduch-voda je nejpoužívanější systém

Tepelná čerpadla vzduch-voda jsou založena na získávání tepla z okolního vzduchu. Vzniklé teplo je předáváno do topné vody. Patří v současnosti v Evropě k nejprodávanějším. Mezi největší výhody patří relativně nízké investiční náklady, rychlá a nenáročná instalace a snadná dostupnost primárního zdroje energie: okolní vzduch se vyskytuje všude kolem nás.
Nevýhodou může být hlukové nebo estetické narušení okolí našeho domu. Tepelná čerpadla vzduch-voda jsou vhodná nejen pro vytápění, celoroční ohřev teplé vody nebo ohřev bazénu, ale také pro chlazení objektu. Z hlediska účinnosti vytápění či chlazení je systém vzduch-voda méně účinný než země-voda či voda-voda. Na snížené účinnosti vytápění se nejvíce podílí spotřeba energie na odtávání námrazy na výparníku, která vzniká při nižších venkovních teplotách.
Jako určitou nevýhodu je nutné vnímat i potřebu dodatečného (tzv. bivalentního) zdroje tepla pro případ extrémně nízkých venkovních teplot. Instalaci systému vzduch-voda lze doporučit především do objektů s nižší spotřebou energie. Nicméně i domy s velkou tepelnou ztrátou, včetně bytových domů a velkých objektů, lze účinně vytápět či chladit vzduchovým tepelným čerpadlem, pokud zde není možné instalovat systém země-voda.
V praxi se můžeme setkat s následujícími typy tepelných čerpadel vzduch-voda:

Split (dělená konstrukce)

Část tepelného čerpadla obsahující kondenzátor a oběhové čerpadlo je umístěna uvnitř objektu, druhá část s výparníkem a ventilátorem je vně domu. Často v současnosti splitová tepelná čerpadla vycházejí z upravených klimatizačních jednotek, kdy venkovní jednotka obsahuje kompresor. Toto uspořádání je ale vhodné zejména pro chlazení, kdy teplo vyrobené kompresorem je bezprostředně na jeho výstupu zmařeno do okolního vzduchu.
Tepelná čerpadla Master Therm vycházejí z klasické konstrukce pro vytápění a mají tudíž kompresor umístěný ve vnitřní jednotce, kde je vzniklé teplo ihned předáno do topné vody, což je energeticky výhodnější. Split konstrukce vyžaduje při instalaci chladírenskou montáž (propojení chladícího okruhu mezi oběma částmi zařízení).

Venkovní kompakt (monoblok)

Výhodou monobloku je nenáročnost na vnitřní prostory domu a zjednodušená instalace zařízení. Celá technologie tepelného čerpadla je obsažena v jedné skříni umístěné vně domu. Hydraulický okruh vytápění je veden z objektu do tepelného čerpadla a zpět. Velkou výhodou monobloku je absence chladírenské montáže při instalaci zařízení: do chladícího okruhu se při montáži nijak nezasahuje.
Na druhé straně, s ohledem na vedení topné vody ven z domu, je nutné ochránit topnou vodu a tepelné čerpadlo proti zamrznutí pro případ dlouhodobého výpadku el. energie v mrazivém počasí. Jde o napuštění okruhu vytápění nemrznoucí směsí nebo jiné opatření.

Vnitřní kompakt

K tepelnému čerpadlu vzduch-voda, které je celé umístěné ve strojovně, je venkovní vzduch přiveden vzduchotechnickým potrubím a po ochlazení je veden zpět do venkovního prostoru. Hlavní předností je úplná eliminace venkovního hluku a zcela nerušený vzhled domu a jeho okolí.
Naopak prostorové a hlukové nároky na strojovnu jsou vyšší. Provedení celého zařízení je náročnější na kvalitní tepelnou izolaci s ohledem na kondenzaci vzdušné vlhkosti z důvodu přívodu chladného venkovního vzduchu, z čehož vyplývají vyšší pořizovací náklady. Strojovna také musí být vybavena odvodem kondenzátu.

Země-voda: Vyšší investice do dokonalejšího řešení

Systém tepelného čerpadla země-voda má delší tradici a ve významnějším rozsahu se v Evropě používá od 2. poloviny 20. století. Primární okruh tvoří nemrznoucí směs obíhající v zemním kolektoru z plastových (PE) trubek, která odebírá teplo ze země a předává jej do výparníku tepelného čerpadla. Výhodou systému země-voda je teplotní stabilita zdroje (země), která je podle typu kolektoru zcela nebo téměř nezávislá na ročním období. Díky stabilnímu zdroji, absenci odtávání výparníku a menší čerpací práci primárního okruhu má země-voda oproti systému vzduch-voda vyšší průměrnou účinnost vytápění.
Lepší účinnost nabízí systém země-voda i v režimu chlazení. Výhodou čerpadla typu země-voda jsou v dlouhodobém pohledu nižší servisní náklady a delší životnost. Hlavní nevýhodou jsou investiční náklady na vybudování kolektoru. Podle typu rozlišujeme svislý nebo vodorovný kolektor.

Země-voda s plošným kolektorem

Instalace plošného kolektoru je cca 2-3× levnější než u svislého kolektoru. Na 1 kW tepelné ztráty u domů ve středním klimatu je potřeba 35-40 m² pozemku. Kolektor ve formě plastového horizontálně uloženého potrubí se umisťuje obvykle do hloubky 1,2 m pod povrch pozemku. V kolektoru cirkuluje nemrznoucí směs, která teplo země předává tepelnému čerpadlu. Teplo kolektor získává nepřímo ze slunečního záření.
Systém je možné využít jak pro vytápění, tak pro účinné chlazení tepelným čerpadlem v letním období (tzv. reverzační chlazení).

Země-voda se svislým kolektorem (vrtem)

Výhodou vrtu je malá prostorová náročnost. Hloubka vrtu bývá typicky do 100 m, běžně až do 200 m, v případě potřeby většího výkonu se realizuje více vrtů. Do vrtu je umístěna výstroj v podobě PE potrubí, ve kterém obíhá nemrznoucí směs a odebírá zemní teplo. Na 1 kW tepelné ztráty u domů ve středním klimatu je potřeba obvykle 15-20 m vrtu. Další výhodu nabízí svislý kolektor při chlazení objektu.
Tepelné čerpadlo země-voda s pasivním modulem chlazení umožňuje přímou výměnu chladící energie mezi zemí a objektem, bez potřeby běhu kompresoru (tzv. pasivní chlazení).

Investice do kolektoru není na 15 let

Častým argumentem pro odmítnutí tepelného čerpadla země-voda jsou náklady na kolektor. Pro objektivní porovnávání investice do tepelného čerpadla vzduch-voda a země-voda je třeba zohlednit délku investice. Zatímco životnost tepelných čerpadel se pohybuje cca v rozmezí 15-20 let, životnost kolektoru (plošného, svislého) se pohybuje okolo 100 roků. Vybudovaný kolektor má charakter stavební investice, zvyšuje hodnotu objektu a bude sloužit jako zdroj levného tepla (chladu) násobně déle než instalované tepelné čerpadlo.

Přímý odpar: Specifické řešení

Méně rozšířenou verzí tepelného čerpadla země-voda je tzv. přímý odpar. Zemní kolektor z plastového potrubí s nemrznoucí směsí je nahrazen speciálním kovovým potrubím (obvykle z mědi s plastovým potahem), ve kterém obíhá chladivo. Měděný kolektor tvoří výparník tepelného čerpadla, který bezprostředně jímá zemní teplo. Díky tomu mají tato tepelná čerpadla ještě lepší účinnost než běžné systémy země-voda. Také vynikají spolehlivostí a nenáročností na údržbu.

Na druhou stranu pokládka kolektoru je náročnější, systém neumožňuje chlazení objektu a má větší nároky na množství chladiva, což limituje jeho použití jen pro menší výkony.

Voda-voda se uplatňuje stále méně

Tepelná čerpadla voda-voda se principem příliš neliší od země-voda. Primárním zdrojem tepla je nejčastěji spodní voda čerpaná ze zdrojové studny do výparníku tepelného čerpadla, a poté vrácená zpět do země pomocí studny vsakovací. Výhodou takového systému je relativně vysoká teplota zdrojové vody (8-10 °C), která vede k vysoké účinnosti vytápění.
Instalace tepelných čerpadel voda-voda je vhodná v oblastech s vysokou hladinou spodní vody, klade ale značné nároky na její množství a kvalitu a je nejnáročnější z hlediska schvalovacího procesu při stavebním řízení. Úprava tepelného čerpadla země-voda na provedení voda-voda je u tepelných čerpadel Master Therm výbava na přání. V omezené míře se vyskytují i systémy se zdrojem tepla v podobě vody povrchové, ať již stojaté či tekoucí, zde je ale odběr tepla realizován pomocí kolektorů obdobně jako u typu země-voda.
Poté, co jsme se seznámili s jednotlivými systémy tepelných čerpadel, v příštím článku se na ně podíváme podrobněji – zaměříme se na správný způsob návrhu výkonu a na jejich účinnost.

2020-06-01T13:13:50+00:00
Webové stránky ukládají v souladu se zákony na vaše zařízení soubory, obecně nazývané cookies, potřebné pro fungování webových stránek a pro analytické účely a v případě vašeho souhlasu také pro možný retargeting. Používáním těchto stránek s tím vyjadřujete souhlas. Více informací Rozumím