Tepelná čerpadla

Typy Tepelny Čerpadel 

Tepelná čerpadla představují inovativní způsob úsporného a účinného vytápění a chlazení obytných a administrativních budov. Tepelná čerpadla lze zařadit mezi obnovitelné zdroje energie, protože využívají nevyčerpatelné zdroje, jako je vzduch, voda a půda. Jedná se o moderní a ekologické řešení, které dbá na lidské potřeby a chrání životní prostředí.

Tepelná čerpadla jsou jedním z nejméně obvyklých, a přitom nejúčinnějších způsobů vytápění nebo chlazení. Tepelná čerpadla jsou uzavřené okruhy, které využívají volnou energii z prostředí a téměř žádné náklady na údržbu a provoz a spotřeba elektrické energie je minimální, protože se používá pouze k přepravě tepla z jednoho místa na druhé. I když mají vyšší počáteční investice, z dlouhodobého hlediska mají tepelná čerpadla mnohem nižší spotřebu energie ve srovnání s každým jiným typem systému. Energetická účinnost tepelných čerpadel patří do nejvyšší třídy. 

  Další výhodou je, že tepelná čerpadla jsou plně automatická, kompaktní, spolehlivá, bezpečná a snadno se používají. Zajišťují komplexní a celoroční vytápění, chlazení a přípravu teplé užitkové vody.

Pro hodnocení účinnosti a výběr mezi různými typy tepelných čerpadel se používají dva koeficienty:

• COP - koeficient účinnosti, který udává poměr mezi tepelným výkonem a spotřebovanou elektrickou energií. Vyšší hodnota COP znamená účinnější tepelné čerpadlo.

• EER - koeficient energetické účinnosti, který udává stejný poměr, ale v režimu chlazení.

Podle nařízení EU č. 206/2012 byly tyto staré koeficienty nahrazeny novými a výrobci jsou povinni je uvádět na štítcích.

• SEER - sezónní koeficient energetické účinnosti udávající účinnost v režimu chlazení.
• SCOP - Seasonal Coefficient of Perfomance (sezónní koeficient účinnosti), který udává poměr mezi tepelným výkonem vyrobeným v topné sezóně a spotřebovanou elektřinou za celou sezónu.

Klasifikace tepelných čerpadel vychází ze způsobu, jakým využívají přírodní zdroje - zdroje tepelné energie. Nejběžnější typy získávají teplo ze vzduchu, z vody nebo z podzemí.

Typy tepelných čerpadel podle zdroje energie

• Aerotermální tepelná čerpadla

Získávají energii z okolního vzduchu. Jejich výhodou je relativně nízká cena a vysoký koeficient COP, který je však silně ovlivněn atmosférickými podmínkami a mění se v závislosti na venkovní teplotě. Aerotermální tepelná čerpadla nevyhřívají místnosti rovnoměrně kvůli cirkulaci vzduchu a mohou být hlučná.

Tepelná čerpadla vzduch-vzduch: skládají se ze dvou oddělených částí ventilátoru (vnější a vnitřní). Funguje stejně jako klimatizace a může být monoblokové nebo dělené. Tento typ tepelných čerpadel má o 10 až 30 % nižší SCOP ve srovnání s ostatními typy. V zimním období se díky nižším teplotám může na povrchu výparníku tvořit vzduch.
Tepelná čerpadla vzduch-voda: jsou známá také jako chladicí zařízení. Skládají se z vnějšího výměníku tepla (výparníku), který je namontován venku, a vnitřního výměníku tepla (kondenzátoru). Fungují stejně jako chladničky tak, že přeměňují energii venkovního vzduchu o nízké teplotě na energii o vysoké teplotě pro vytápění a domácí účely.

V závislosti na maximální teplotě vody cirkulující v zařízení mohou být tepelná čerpadla vzduch-voda:

• Nízkoteplotní tepelná čerpadla (teplota vody do 60 °C)

• Vysokoteplotní tepelná čerpadla (teplota do 80 °С).

V závislosti na způsobu provedení mohou být tato tepelná čerpadla:

• Nízkoteplotní tepelná čerpadla typu Split. Tato tepelná čerpadla mají vnější těleso (kde je instalován kompresor) a vnitřní těleso (hydrobox). Spojení mezi oběma částmi se provádí pomocí freonu proudícího potrubím.
• Nízkoteplotní tepelná čerpadla typu monoblok. Tento typ nemá vnitřní těleso, což je jejich největší výhoda. Tato tepelná čerpadla ohřívají vodu ve vnějším tělese, které je přímo napojeno na systém ústředního vytápění budovy. Tento typ tepelných čerpadel má nižší počáteční investici, velkou účinnost, je bezpečný a má dlouhou životnost.

Hlavní nevýhodou monoblokových tepelných čerpadel je, že voda cirkuluje mimo budovu a při velmi nízkých teplotách (a tepelné čerpadlo nemá zabudované bezpečnostní prvky) může voda zamrznout. Aby nedošlo k zamrznutí, doporučuje se používat speciální roztoky vody, nonstop provoz nebo používat elektrické topné těleso. V zemích a oblastech, kde teplota dlouhodobě neklesá pod -20˚С, je to velmi dobrá volba.

Vysokoteplotní tepelná čerpadla typu Split. Používají se pĜedevším pro pĜipojení ke stávajícím instalacím, mohou pracovat pouze v režimu vytápČní a mohou dodávat teplou vodu po celý rok.
Centrální systémová tepelná čerpadla se používají pro vytápění a chlazení velkých budov a jedno externí těleso může zásobovat několik domů. Výhodou je nízký počet vnějších těles a samostatné vnitřní moduly (hydroboxy) pro každý dům.

1. Účinnost: Nižší ve srovnání s hydrotermálními a geotermálními tepelnými čerpadly, zejména při extrémních klimatických podmínkách.
2. Instalace: Snazší a levnější instalace ve srovnání s ostatními typy tepelných čerpadel.
3. Výhody: Nižší počáteční náklady, vhodné pro široké spektrum klimatických podmínek a snadná instalace.

• Hydrotermální tepelná čerpadla

Odebírají teplo z podzemních vodních těles, která mají v hloubce 20 až 30 m stálou teplotu 7°С až 14°С. Tento typ tepelných čerpadel má velmi vysokou energetickou účinnost, ale jejich instalace vyžaduje hloubkový geotermální průzkum a případně i licenci, aby bylo možné provádět vrty na podzemní vodu. V některých chráněných oblastech je používání hydrotermálních tepelných čerpadel zakázáno.

Tepelná čerpadla voda-vzduch: skládají se z výměníku tepla, kterým prochází voda s teplotou země, a vnitřního ventilačního systému.
Tepelná čerpadla voda-voda: zdrojem tepla je podzemní voda nebo země. Mají dva samostatné výměníky tepla v jednom tělese. Přes jeden prochází podzemní voda a druhý je napojen na systém ústředního vytápění budovy.

1. Účinnost: Velmi vysoká, protože teplota vody je po celý rok relativně stabilní.
2. Instalace: Vyžaduje instalaci vodovodních systémů a čerpadel pro odběr a návrat vody.
3. Výhody: Vysoká účinnost a stabilní provoz po celý rok.

• Geotermální tepelná čerpadla

Získávají teplo z půdy nebo hluboko pod zemí. Tepelná energie v půdě je neomezená i při velmi nízkých atmosférických teplotách. Půda je velmi dobrým akumulátorem tepla, protože její teplota je téměř konstantní po celý rok. Právě proto jsou geotermální tepelná čerpadla velmi spolehlivým způsobem vytápění v chladných zimních dnech. Kromě vytápění domu se můžete na geotermální zařízení spolehnout i při jeho chlazení v létě. Použití tepelných čerpadel pro chlazení v oblasti vytápění, větrání a klimatizace v domácnostech i v průmyslu je dobrou alternativou běžných kotlových a chladicích systémů. Úspora energie při použití geotermálních tepelných čerpadel může činit až 75 %. Prakticky každé tepelné čerpadlo využívající ventil je schopno obrátit funkce výparníku a kondenzátoru, což znamená, že v zimě bude dodávat teplo a v létě chlad. Tento typ tepelných čerpadel je velmi účinný a má velmi krátkou dobu návratnosti investice. Geotermální tepelná čerpadla mohou dodávat celoročně teplou užitkovou vodu o teplotě až 60 °C i v létě.

1. Účinnost: Extrémně vysoká díky stabilní teplotě země.
2. Instalace: Instalace vyžaduje vrtání a položení podzemních trubek, což může být složité a nákladné.
3. Výhody: Nízké provozní náklady, dlouhá životnost a minimální dopad na životní prostředí.

Jak vybrat vhodné tepelné čerpadlo?

Výběr tepelného čerpadla závisí na několika faktorech:

• Typ zdroje energie (vzduch, voda, země);
• Klimatické podmínky;
• Velikost vytápěného prostoru;
• Rozpočet na instalaci a údržbu;

Nejčastější dotazy k tepelným čerpadlům

1. Jak funguje tepelné čerpadlo?
   Tepelná čerpadla využívají kompresor a chladivo k přenosu tepla z vnějšího prostředí dovnitř domu.
2. Lze tepelné čerpadlo použít i k chlazení?
   Ano, některá tepelná čerpadla mají funkci chlazení v létě.
3. Co je potřeba pro instalaci geotermálního tepelného čerpadla?
   Je nutné vrtání a instalace trubek do země.
4. Jak dlouho tepelná čerpadla vydrží?
   Při správné údržbě mohou vydržet 15-20 let nebo déle.
5. Co je COP (koeficient výkonnosti)?
   Je to ukazatel účinnosti tepelného čerpadla, který udává poměr mezi vyrobenou a spotřebovanou energií.
6. Mohou tepelná čerpadla zcela nahradit tradiční topné systémy?
   V mnoha případech ano, mohou plně nahradit konvenční topné systémy.
7. Jaký je hluk při provozu tepelného čerpadla?
   Moderní tepelná čerpadla pracují velmi tiše, ale vždy je dobré zkontrolovat specifikace konkrétního modelu.
8. Lze tepelná čerpadla integrovat do stávajících topných systémů?
   Ano, některé modely lze kombinovat se stávajícími systémy pro větší flexibilitu a účinnost.