Možnosti tepelného čerpadla

To, že tepelné čerpadlo vytápí nejvíce ekonomicky a ekologicky, je známé. Víte však, že v letním období může i účinně chladit?

Tepelná čerpadla fungují stejným způsobem jako ledničky, dokážou odčerpávat teplo. Rozhodující je pouze směr přečerpávání tepelné energie. Při vytápění z exteriéru do interiéru a při chlazení z interiéru do exteriéru. Každé tepelné čerpadlo lze tedy přizpůsobit i režimu chlazení. Stačí ho doplnit o pár komponent, aby technologie mohla nahradit i klimatizaci. Pravda je, že tepelné čerpadlo s chladící funkcí je asi o tři sta až pět set eur dražší než bez ní.

Vratná tepelná čerpadla mají obvykle výstupy do topení či chlazení a mohou mít i další, například pro přípravu teplé užitkové vody či ohřev vody v bazénu. Pokud se systém správně navrhne, tak ani investiční náklady nemusejí být vysoké. Prvotní investice při správně zvoleném tepelném čerpadle se může vrátit za tři až sedm let na úsporách za energie. Největší popularitu u nás mají tepelná čerpadla vzduch – voda, případně vzduch – vzduch, které získávají teplo z okolního vzduchu.

Chlazení vzduchem

Tepelné čerpadlo vzduch – vzduch je v principu klasická klimatizace a je to nejjednodušší a nejlevnější řešení vytápění tepelným čerpadlem. Chladí foukáním vzduchu z vnitřní jednotky, nejčastěji umístěné nad dveřmi, což může být pro někoho nepříjemný pocit. Většina nástěnných jednotek je vybavena speciálními senzory, které umí po zaregistrování osoby v klimatizovaném prostoru přesměrovat proud vzduchu mimo ni. Nebo naopak pokud nezjistí v místnosti žádný pohyb, po určitém čase přejde chlazení do útlumu.

Mnohé jednotky lákají i filtrovým vybavením. Uhlíkové filtry a ionizátory vzduchu však obvykle nemají očekávaný účinek. Výsledný rozdíl mezi vzduchem, který projde takovým filtrem a který jím neprojde, je běžně neměřitelný. Existují však modely se zabudovanou plnohodnotnou čističkou vzduchu a ty už dokáží kvalitně čistit vzduch. Jejich cena je však běžně o pět set až tisíc eur vyšší.

Komfortnější je systém kanálových jednotek, když se teplo nebo chlad rozdistribuovat pomocí vzduchotechnických potrubí po chlazeném objektu do požadované zóny. V tomto případě si lze chlazení maximálně přizpůsobit – upravit rychlost proudění vzduchu, rozvést ho takovým způsobem, aby byl co najneškodnejší a foukal například na okna. Navíc se eliminuje hlučnost, protože vnitřní jednotka je umístěna mimo klimatizovaných místností a vhodným dimenzováním potrubních rozvodů se téměř úplně dá zamezit šíření hluku přes ně.

Když chladí voda

Tepelné čerpadlo vzduch – voda také dokáže kromě topné vody připravit i chladící vodu a jí ochlazovat interiér. Venkovní jednotka tepelného čerpadla vypadá jako klasická klimatizace, vnitřní je však takzvaný hydrobox s výměníkem, odkud se chlazená voda rozvádí trubkami do koncového chladicího elementu. Na distribuci chladu je vhodný jako koncový element stěnový či stropní topný systém, v ojedinělých případech i podlahové topení, nebo fancoilových ventilátorové jednotky. Vzhledem k kondenzaci vlhkosti nelze použít klasické radiátory, částečně použitelné by mohly být nízkoteplotní, ale i jejich efektivita je velmi nízká a obvykle zanedbatelná.

Fan-coily fungují podobně jako při klasické klimatizaci. Do fan-coil vstupuje studená voda ochlazována v tepelném čerpadle, ventilátorem se ofukuje tepelný výměník a dopravuje chladný vzduch do prostoru. Plocha výměníku je poměrně malá, proto musí mít jeho povrch velmi nízkou teplotu, běžně pět až deset stupňů Celsia, aby se vzduch v místnosti účinně vychladl. Na takovém studeném povrchu se však sráží vlhkost obsažená v teplém vzduchu a na tvorbu kondenzátu se spotřebuje přibližně 10 až 20 procent energie.

Efektivnější a účinnější je stěnové chlazení nebo stropní, protože předá celý chladicí výkon.

Trubkovým registrem podobným podlahovému topení v konstrukci proudí chladná kapalina, která ochladí plochu stropu či stěny a od nich se sáláním vychladí celá místnost. Teplota vody v trubkách je poměrně vysoká, přibližně 17 až 22 stupňů Celsia, aby teplota stropu neklesla pod teplotu rosného bodu v interiéru. Jinak by se na něm srážela vzdušná vlhkost, čímž by klesla i jeho efektivita a poškodily by se stavební konstrukce a interiér, navíc by se vytvořilo nezdravé prostředí s podmínkami na šíření plísní a podobně. Chladící plocha stropu je mnohonásobně větší než plocha tepelného výměníku fan-coilů, proto se i při jejím vyšší teplotě interiér příjemně ochladí.

Sofistikované modely tepelných čerpadel vzduch – voda a vzduch – vzduch, mohou využívat i odpadní teplo v rámci řízeného větrání domu a fungovat jako rekuperační jednotka.

tepelne-cerpadlo-2

Jaký systém chlazení je nejvhodnější?

Chlazení domácnosti tepelným čerpadlem je věc komfortu. Dá se to udělat i levnější, montáží jednoho fan-coil na stěnu, který bez extra funkcí stojí dvě stě – tři sta eur. Například společné kanálové fan-coily pro více místností ve spojení s tepelným čerpadlem jsou již o něco dražší, navíc je problém vyregulovat systém tak, aby byla teplota v jednom prostoru jiná než v druhém. Technicky je sice možné celý systém z hlediska regulace teplot zautomatizovat, ale značně se prodraží. Pak je lepší i výhodnější stropní chlazení, při kterém se podchladí celá stavební konstrukce a sálavým chlazením udržuje prostor neprohřátých s minimální spotřebou energie.

Během letní sezóny dokáže chladicí systém s tepelným čerpadlem ve spojení s ideálním chladícím elementem dosáhnout sezónní výkonové číslo SEER někde kolem 10, což znamená, že z jednoho kilowattu elektřiny můžeme získat až 10 kW chladící energie. V zimě zase ve spojení s ideálním topným systémem či elementem můžeme dosáhnout sezónní výkonové číslo SCOP někde kolem 6, což znamená, že z jednoho kilowattu elektřiny můžeme získat přibližně až 6 kW topné – tepelné energie. Existují systémy, které dokáží současně chladit i topit. Jejich výhoda je, že v přechodném období, při venkovní teplotě +15 ° C, mohou být jižní místnosti již prohřáté a potřebují zchladit naopak severní budete chtít ještě dotápíme. A v tomto období je jejich účinnost výrazně vyšší než jejich SCOP či SEER.

Náročnější

Zařízení využívající na topení a ohřev vody teplo ze země nebo podzemních vod jsou náročnější na instalaci i vstupní investice. Dosahují sice lepší provozní parametry a vyšší úspory provozních energií, ale tvoří jen část skutečných nákladů na jejich provoz. Pro běžné rodinné domy se obvykle nevrátí investice do nich vzhledem k vyšší nároky na údržbu. V poměru k vyšším investičním nákladům se vyplatí až při vyšších výkonech, například 100 kW a podobně.