Ako si vybrať tepelné čerpadlo?

V okolitom prostredí našich obydlí (vzduch, voda, zem) sú obrovské prírodné zdroje tepelnej energie, žiaľ, na nízkej teplotnej úrovni. Tieto zdroje energie môžu byť využité na vykurovanie našich príbytkov len vtedy, ak je ich tepelná energia prečerpaná – zvýšená pomocou zariadenia na vyššiu teplotnú úroveň. Toto dokážu najmodernejšie technológie vykurovacej techniky, a tými sú tepelné čerpadlá.

Vprincípe pracuje tepelné čerpadlo ako zdroj tepla, ktorý využíva obnoviteľné zdroje tepla (teplo slnka, zeme či vzduchu) a dodáva ich pre vykurovací systém, ktorým je podlahové či stenové vykurovanie.

Tepelné čerpadlá sú dnes už štandardnými zdrojmi tepla a aj s poklesom nadobúdacích cien sa už stali významnou konkurenciou klasických plynových kotlov. Prvou najdôležitejšou podmienkou ich inštalácie je, aby stavebná časť RD domu bola riešená ako dom s malými tepelnými stratami. Aby dom bol „nízko či až ultranízkoenergetický“, teda aby jeho tepelné straty boli čo najnižšie a dosiahli max. 40 kWh/m2/rok. Ak sú tepelné straty domu väčšie, tak sa stratí energetická efektívnosť TČ, pretože TČ musí vyrábať veľa tepla a je teda dlho v prevádzke. Spotrebuje tak viac el. energie na svoju prevádzku, čo zvyšuje prevádzkové poplatky. Druhou podmienkou efektívnej inštalácie TČ je, že vykurovací systém domu musí byť nízkoteplotný (stenové či po­dlahové vykurovanie), aby sa nízkopotenciálové teplo získané zo zeme, vody, vzduchu… nemuselo zvyšovať na úroveň vykurovacej teploty, veľmi veľakrát opakovanými cyklami v kompresore TČ.

Princíp práce TČ

Tepelné čerpadlo pracuje na princípe využitia inak nevyužiteľnej energie – nízkopotenciálového tepla z nášho okolia (t. j. z vody, vzduchu, zeme či odpadového tepla), keď sa jeho prečerpaním a niekoľkonásobným zvýšením v technologickom zariadení TČ táto nízka teplota, napr. len 3 °C, zvýši na úroveň využiteľnú vo vykurovacom systéme. Jednoducho povedané – tepelné čerpadlo si „ukradne“ niekoľko stupňov z vonkajšieho prostredia, kde túto „stratu“ nepostrehneme, a prinesie ho k nám, do vnútorného prostredia, ktoré chceme mať vykúrené. Ekologickým prínosom tepelných čerpadiel je to, že do ovzdušia planéty sa priamo nepridáva teplo zo spaľovania akéhokoľvek typu paliva. (TČ nepotrebujú komín. Nepotrebujú plyn či uhlie alebo drevo.) TČ neprodukujú ani žiadne škodliviny napr. CO2.

Efektivita práce TČ

Energetická efektívnosť jednotlivých typov tepelných čerpadiel záleží aj na zdroji obnoviteľnej energie zeme (zem, voda, vzduch), ktorú TČ premieňa na teplo. Odoberanie tepla z týchto zdrojov je výrobcami TČ riešené tak, že pri kúpe vám poskytnú najekonomickejšie riešenie pre lokalitu, kde stojí váš RD. Výrobcovia už bežne garantujú, že z 1 kWh spotrebovanej elektrickej energie použitej na prevádzku TČ sa „vyrobí“
až 4 kWh tepla. Táto energetická efektívnosť sa označuje skratkou COP. V našom prípade dosahuje hodnotu – COP = 4.

Všetko je o „peniazoch“

Nakoľko stavba RD je náročná na investície, tak sa pozrieme na TČ z pohľadu investičných vstupov. Tepelné čerpadlo vzduch – voda má najmenšie nároky na investičné vstupy a stavebné úpravy. Vonkajšiu jednotku TČ nasávajúcu vonkajší vzduch, z ktorého sa odoberá teplo, stačí položiť na betónový základ a rúrkami ju spojiť s vnútorným modulom TČ. Tento odobraté teplo zvýši na vykurovaciu teplotu a posunie ju do vykurovacieho systému domu. Tepelné čerpadlo zem – voda si vyžaduje dvoj- až trojnásobnú plochu záhrady, akú bude mať váš rodinný dom. Do tejto plochy sa v hĺbke cca 1,5 až 1,8 m uloží zemný kolektor z plastových rúrok naplnených teplonosnou tekutinou a z tohto kolektoru ohrievaného teplom zeme si TČ odoberá teplo. Následne ho zvýši na vykurovaciu teplotu. Investične ešte náročnejšie sú TČ voda – voda, nakoľko pre tieto TČ je potrebné vybudovať dve studne. Z jednej odoberáme vodu a do druhej ju (už ochladenú o 3 – 5 stupňov °C) vraciame. Ich hĺbka a priemer sú závislé od úrovne hladiny podzemnej vody a množstva vody, ktorú potrebuje TČ na požadovaný tepelný výkon. Najnáročnejšie sú TČ využívajúce geotermálne teplo, pretože tieto vrty môžu byť hlboké aj niekoľko 100 m.

Porovnanie prevádzkových nákladov

Z popisovaných princípov stavebných úprav potrebných na fungovanie TČ je zrejmé, že najjednoduchšia je inštalácia tepelných čerpadiel vzduch – voda. Ich účinnosť kolíše podľa teploty vonkajšieho vzduchu, avšak technické riešenia dnes už umožňujú efektívnu prácu TČ aj pri mínusových teplotách vzduchu. Ostatné typy TČ (zem – voda, voda –voda) majú účinnosť v stabilnom teplotnom výkone, ale vyvolané stavebné investície sú vyššie. Faktom však je, že pre všetky typy TČ platí prirovnanie, že sú to vykurovacie technológie, ktorým patrí budúcnosť, pretože TČ má nízke prevádzkové náklady. Pre názornosť sme spolu s jedným predajcom TČ (Hotjet Slovakia s.r.o; www.hotjet-slovakia.eu) vypracovali porovnávaciu úvahu prevádzkových, ale aj investičných nákladov.

Náklady za vykurovaciu sezónu

Porovnajme si teda náklady na jednu vykurovaciu sezónu pri používaní elektrokotla, plynového kotla a tepelného čerpadla u RD s rovnakou úžitkovou plochou.

Elektrokotol – prevádzka za jeden rok
2 351 €.

Plynový štandardný kotol – prevádzka za jeden rok 1 823 €.

Tepelné čerpadlo vzduch voda – prevádzka za jeden rok 427 €.

Aby sme si mohli vypočítať a porovnať efektívnosť jednotlivých systémov okrem mesačných prevádzkových nákladov, musíme však počítať aj s počiatočnou investíciou. Aké sú vstupné zaobstarávacie náklady?

Investícia za dodávku a inštaláciu tepelného čerpadla s ohrevom teplej vody s 300 litrovou antikoróznou (nerezovou) nádržou je cca 9 600 € (nekalkulujeme náklady vyvolaných investícií, ako sú vrty, zemný kolektor či stavebné práce).

 
Investícia do plynového kotla s ohrevom teplej vody s 300 litrovou antikoróznou nádržou, vrátane inštalácie a prípojky, je cca 5 000 €.

Investícia elektrokotla s ohrevom teplej vody s 300 litrovou antikoróznou nádržou, vrátane inštalácie, je cca 3 000 €.

Aj keď sú počiatočné investície do tepelného čerpadla najvyššie, z hľadiska prevádzkových nákladov a návratnosti investície je tepelné čerpadlo najúspornejším a najvýhodnejším riešením. Neveríte?

Ako uvažovať pri dimenzovaní TČ

Náklady na vykurovanie sú najvyšším prevádzkovým nákladom každého rodinného domu. Preto je dôležité aj riadenie vykurovacieho systému domu ako celku. Už sme hovorili o tepelných stratách domu. Mali by byť čo najnižšie. Teda dom by mal byť dokonale zateplený. Potom nasleduje návrh – dimenzovanie výkonu TČ. Tu sa môžeme rozhodnúť pre dve verzie. Pokryjeme plnú tepelnú stratu domu aj v tých najnižších teplotách (na Slovensku sú tri teplotné pásma) alebo si zvolíme systém tzv. bivalencie, teda v najchladnejších dňoch pomôže záložný elektrokotol.

Jedinečnou vlastnosťou tepelných čerpadiel je použitie frekvenčného meniča (invertoru) pre plynulé riadenie výstupného výkonu. Dimenzovaním tepelného čerpadla na plnú tepelnú stratu domu sa obmedzí spínanie bivalentného/záložného zdroja. Tento invertor prináša ďalšie zníženie prevádzkových nákladov, lebo synchronizuje výkon čerpadla so spotrebou domu. Zvyšuje sa tak vykurovací faktor (COP) a znížia sa platby za prevádzkovú spotrebu el. energie. Vďaka tomuto riešeniu môže tepelné čerpadlo vykurovať dom bez podpory bivalentného (záložného) zdroja aj pri nižších vonkajších teplotách.

DaB

Snímky: archív redakcie

 

Kto sme a čo ponúkame

sme profesijne usporiadaný online časopis o stavebných firmách a materiáloch na Slovensku. Jeho cieľom je rýchle vyhľadávanie informácií a dodávateľských firiem pri stavbe rodinného domu.

Stavebníctvo

Zložité hospodárske obdobie, ktoré už 5 rokov trápi slovenské stavebníctvo, naplno odkrylo jeho problémy a nedostatky.

Prínos pre návštevníka stránky

Rýchla orientácia v odbore stavebníctva zrozumiteľnými článkami aj pre neodborníkov. Budú ich pripravovať najväčšie špičky, osobnosti a kvalitní realizátori prác.

Naši partneri

Ing. Pavel Kleskeň
šéfredaktor
0903 721 235
PhDr. Andrej Fabík
zástupca šéfredaktora
0904 978 305
Mirka Kleskeňová
redaktorka
0903 401 077
Štefan Majerník
obchodný zástupca
0903 781 341
Ing. František Orth
obchodný zástupca
0911 721 233
Mgr. Peter Jurovčák
obchodný zástupca
0903 210 551
Martin Strihovský
grafik
0903 046 808

Adresa redakcie: Trenčianska 47, 821 09 Bratislava
www.domabyt.sk