Čo je tepelné čerpadlo a ako funguje?

|

Každá domácnosť spotrebuje najväčšiu časť energie na vykurovanie a prípravu teplej úžitkovej vody. Vzhľadom na vysoké ceny oleja a zemného plynu predstavujú tepelné čerpadlá výhodnú alternatívu pre novostavby, ale aj na obnovu starých vykurovacích zariadení. Čítajte ďalej a dozviete sa viac o tomto modernom riešení vykurovania a ohrevu vody.

Tepelné čerpadlo je zariadenie, ktoré využíva malé množstvo energie na presun tepla z jedného miesta na druhé, a tak počas celého roka poskytuje teplo na vykurovanie a prípravu teplej úžitkovej vody. Tým sa môžu výrazne znížiť náklady na spotrebu energie a keďže zabraňuje spaľovaniu fosílnych palív, je oveľa ekologickejšie. 
 
Tepelné čerpadlo je súčasťou systému vykurovania a chladenia a inštaluje sa mimo domu. Rovnako ako klimatizácia, môže ochladiť váš domov, ale je tiež schopné poskytnúť teplo. V chladnejších mesiacoch tepelné čerpadlo odoberá teplo z vonkajšieho vzduchu a prenáša ho do interiéru a v teplejších mesiacoch odoberá teplo z vnútorného vzduchu na ochladenie domova.
 
Čerpadlá sú poháňané elektrickou energiou a odovzdávajú teplo pomocou chladiva, aby poskytovali pohodlie a zlepšili bývanie po celý rok.

Tepelné čerpadlá sa používajú na odoberanie tepla zo vzduchu alebo zeme na chladenie alebo vykurovanie domu, kancelárskej budovy a iných priestorov. Ak viete aspoň niečo o fungovaní klimatizácie, potom by vám malo byť jasnejšie, ako funguje tepelné čerpadlo. Tepelné čerpadlá a klimatizácie totiž fungujú na podobnom princípe.
 
Princíp tepelného čerpadla
 
Princíp tepelného čerpadla je známy už viac ako 100 rokov, no jeho rozsiahlejšie využitie na vykurovanie prišlo až v 70-tych rokoch so zvýšením cien za energiu.
 
Funguje na podobnom princípe ako chladnička, ktorá odoberá teplo potravinám a týmto odobratým teplom vykuruje miestnosť, kde je umiestnená. V prípade tepelného čerpadla sa však teplo získava z okolitého prostredia (vzduch, zem, voda) a prevádza ho na vyššiu teplotnú hladinu použiteľnú na vykurovanie alebo ohrev teplej vody.
 
Tip: Viete aké ďalšie spôsoby existujú na ohrev vody?
 
Skladá sa z niekoľkých komponentov – výparníka, kompresoru, kondenzátoru a škrtiaceho ventilu, ktoré sú navzájom prepojené v uzatvorenom okruhu. Takýmto cyklom dokážeme odoberať teplo z troch zdrojov:
– vonkajší vzduch
– zemské teplo
– teplo podzemnej vody
 
Tieto zdroje sú z pohľadu potreby nevyčerpateľné a ich pôvod je v slnečnej energii. Avšak čerpanie týchto zdrojov nie je zadarmo. Potrebuje sa k tomu mechanická práca kompresora, teda elektrická energia na jeho pohon. 
 
Pomer medzi elektrickou energiou, ktorú spáli kompresor a teplom, ktoré pri tom získame, sa nazýva výkonové číslo, tzv. vykurovací faktor (z angličtiny COP). Vykurovací faktor COP ukazuje, ako je tepelné čerpadlo efektívne. Čím vyšší vykurovací faktor, tým je prevádzka tepelného čerpadla lacnejšia.
 
Rôzne typy tepelných čerpadiel majú rôzne vykurovacie faktory a záleží aj na zdroji, z ktorého tepelné čerpadlo získava energiu.

Existuje niekoľko druhov tepelných čerpadiel, ale všetky fungujú takmer na rovnakom základnom princípe: prenos tepla. V zásade sa dnes používajú 3 typy tepelných čerpadiel a ich označenie priamo súvisí s druhom média, z ktorého získavajú zdrojovú energiu. Tepelné čerpadlá využívajú obnoviteľnú energiu (OZE) a máte na výber z nasledovných prevedení:
 
Tepelné čerpadlá - zem a voda
 
Veľmi populárny systém tepelného čerpadla zem-voda sa používa najmä u novostavieb. Zdrojom tepla je pôda, do ktorej sa v nemrznúcej hĺbke umiestni tepelný kolektor čerpadla. Tento variant je veľmi efektívny a hodí sa aj do oblastí s častými mrazmi. Vyznačuje sa dlhou životnosťou a tichou, takmer bezúdržbovou prevádzkou. K inštalácii je však potrebná dostatočne veľká a nezastavaná plocha.
 
Tepelné čerpadlá - vzduch a voda
 
Jedným z najbežnejších typov tepelných čerpadiel je vzduchové tepelné čerpadlo. To odoberá teplo zo vzduchu mimo vášho domova a pumpuje ho dovnútra cez cievky naplnené chladivom. Čím je teplota vonkajšieho vzduchu vyššia, tým je väčší aj tepelný zisk. Kvalitné tepelné čerpadlo vzduch-voda je však možné prevádzkovať až do teploty -15°C.
 
Hlavnou výhodou tohto typu je jednoduchá inštalácia a nižšia cena. Nevyžaduje si žiadne zásahy do pozemku ani zložité stavebné práce.
 
Tepelné čerpadlá  voda - voda
 
Ako už z názvu vyplýva, hlavným zdrojom tohto typu čerpadla je voda. Najčastejšie podzemná, v niektorých prípadoch aj povrchová. Čerpanie z povrchovej vody sa u nás vyskytuje len zriedka, najčastejšie sa získava z rybníkov a jazier, na to je však potrebné získať povolenie.
 
Podzemná voda je dostupná pomocou studne alebo vrtu. Pre inštaláciu tepelného čerpadla je potrebné vyhotoviť 2 vrty, ktoré musia byť z hľadiska vzájomnej vzdialenosti aj smeru prúdenia zemných vôd správne umiestnené, aby sa teplotne neovplyvňovali. Cena vstupnej investície je o niečo vyššia aj kvôli cene oboch vrtov alebo studní. Okrem toho si vyžaduje aj náročnejšiu inštaláciu a pravidelnú údržbu.
 
Tepelné čerpadlá vzduch - vzduch
 
Tepelné čerpadlá tohto typu fungujú na podobnom princípe ako klimatizácie, v lete vzduch ochladzujú a v zime ohrievajú. Získané teplo tak odovzdávajú vo forme vzduchu do interiéru. Medzi hlavné výhody patrí zaobstarávacia nízka cena a prevádzkové náklady. Nevýhodou však môžu byť kolísavé vonkajšie teploty a aj fakt, že na rozdiel od ostatných typov čerpadiel, nedokážu ohriať úžitkovú vodu.

Fotka od Jill Wellington z Pixabay

 

Výhody
Tepelné čerpadlá pracujú mimoriadne efektívne, pretože teplo jednoducho prenášajú z prostredia namiesto toho, aby spaľovali palivo. Preto sa nemusíte obávať rastúcich cien palív, pretože sa spoliehate iba na energiu akumulovanú v prírodnom prostredí. 
 
Niektoré moderné čerpadlá dokážu premeniť energiu nielen na teplo na kúrenie počas zimných mesiacov, ale aj na chladenie priestorov v horúcom počasí. 
 
Medzi ďalšie výhody patria:
 
– Nízke prevádzkové náklady
– Spoľahlivá a komfortná prevádzka, ktorá si nevyžaduje takmer žiadne úsilie
– Bezpečnosť zariadenia
– Vysoká návratnosť vzhľadom na ich šetrnosť k životnému prostrediu
– Tepelné čerpadlá sa vzťahujú i na viaceré dotácie
 
Tip: Na udržanie optimálnej teploty v domácnosti je dôležitá aj správna izolácia. Viete ako na správne zateplenie domu?
 
Nevýhody
Tepelné čerpadlá vám tak môžu pomôcť ušetriť na energiách, ale majú aj svoje obmedzenia:
 
– Vyššie obstarávacie náklady
– Pri niektorých typoch je montáž náročnejšia a je potrebné vytipovať si vhodné umiestnenie
– Hlučnosť

Inštalácia tepelného čerpadla do existujúceho systému je jednoduchá, no výber toho správneho tepelného čerpadla môže byt' trochu zložitejší.
 
– V prvom rade si treba zhodnotiť vykurovaciu sústavu a vypočítať tepelnú stratu budovy. Na základe týchto informácií sa môžete rozhodnúť, ako veľké tepelné čerpadlo a s akou teplotou vykurovacej vody by sa vám do budovy hodilo.
 
– Zamyslite sa aj nad tým, či chcete dom často vetrať a či budete chcieť dom v lete chladiť.
 
– Dôležitý je aj výber vhodného výkonu tepelného čerpadla.
 
– Overte si, či výrobca dostatočne testuje hlučnosť tepelných čerpadiel. Uznávanou normou testovania hlučnosti je EN 12102-1, ktorá zahŕňa dôkladné testovanie. Vďaka tomu zistíte, aké tiché bude vaše nové tepelné čerpadlo.

Určite áno. Technologický pokrok mal za následok výrazné zlacnenie systémov, vďaka čomu sa návratnosť investície môže znížiť na 7-10 rokov a vzhľadom ku každoročnému zdražovaniu energií o 5 a viacej % sa návratnosť tepelného čerpadla skracuje.
 
Náklady na inštaláciu, prevádzku či opravu tepelného čerpadla sa líšia v závislosti od typu systému. Čerpadlo vám však môže ušetriť až 30-40 % z vášho účtu za energie. Je však dôležité zohľadniť klímu, v ktorej budete tepelné čerpadlo používať, aby ste sa uistili, že ste si vybrali systém, ktorý bude vo vašej oblasti efektívne fungovať. V konečnom dôsledku vám tepelné čerpadlá môžu ušetriť veľa peňazí za energie.
 
Môže vás zaujímať: Využívanie obnoviteľných zdrojov energie pre chod našich domácností by mala byť priorita pre zelenšiu budúcnosť. Poznáte rôzne spôsoby pre využitie fotovoltaiky?

Ako funguje tepelné čerpadlo v zime?
Tepelné čerpadlo absorbuje teplo z vonkajšieho prostredia a vháňa ho dovnútra, aby vykúrilo váš domov. Jeho prevádzka je oveľa lacnejšia ako plynová pec, pretože spotrebúva malé množstvo elektriny.
 
Chladí tepelné čerpadlo rovnako dobre ako klimatizácia?
Tepelné čerpadlá dokážu ohrievať a niektoré typy aj ochladiť vzduch, napríklad typ vzduch-vzduch.
 
Aká je priemerná životnosť tepelného čerpadla?
V priemere vydržia tepelné čerpadlá 10 až 15 rokov v závislosti od používania a údržby.
 
Dominika Blchová, obsahový a SEO špecialista