Princíp tepelného čerpadla v mnohom pripomína chladničku. Podstatný rozdiel medzi nimi je ten, že kým chladnička vytvára vnútri chlad a teplo odvádza von, tak tepelné čerpadlo odoberá nízkopotenciálne teplo z okolitého prostredia a s vyššou teplotou ho odovzdáva napríklad podlahovému vykurovaciemu systému. Celý proces sa deje v uzatvorenom okruhu, ktorý je naplnený špeciálnym médiom. V princípe ide o termodynamický cyklus s vyparovaním, kompresiou, kondenzáciou a expanziou. Aby však neostalo iba pri slovách, pokúsime sa vám celý proces čo najjednoduchšie priblížiť.
Základný princíp činnosti
V systéme tepelného čerpadla, ako sme to už naznačili, cirkuluje kvapalné médium, ktoré je pri nezmenenom tlaku a teplote v rovnováhe so svojím okolím. Za týchto okolností nezmení svoje skupenstvo a preto, aby tepelné čerpadlo mohlo získať teplo z obnoviteľného zdroja, musí dôjsť k prudkému poklesu tlaku média. V dôsledku prudkého zníženia tlaku poklesne teplota vyparovania média pod teplotu zdroja tepla a médium sa odparí. Toto bola fáza vyparovania a nasledovať bude kompresia. K slovu sa tak dostane najdôležitejší komponent čerpadla, kompresor.
Vo fáze vyparovania média dochádza k odoberaniu tepla z okolia a k jeho akumulácii. Médium v plynnom stave s naakumulovanou tepelnou energiou je privádzané do kompresora, kde nasleduje zvýšenie tlaku a stláčanie pár. V dôsledku kompresie sa zvýši teplota pár až na 70 °C. Proces ďalej pokračuje tým, že horúce pary média odovzdajú teplo podlahovému kúreniu a následne sa znovu menia na kvapalinu, čiže kondenzujú. Po odovzdaní tepla, resp. po kondenzácii dochádza k znižovaniu tlaku – expanzii. Médium sa opäť dostáva do východiskového stavu a celý cyklus sa nanovo opakuje.
Fungovanie v skratke
Tepelné čerpadlo odoberie energiu z exteriéru. Použitím kompresora ju stlačí, čím zvýši tlak a zároveň teplotu, ktorá sa využije v interiéri. Tlak následne uvoľňuje expanzný ventil, vďaka čomu teplota prudko klesá. Práve tento cyklus zabezpečuje ochladzovanie exteriéru a zahrievanie interiéru.
3 základné typy tepelných čerpadiel
Tepelné čerpadlá využívajú tepelnú energiu z okolitého prostredia – zo zeme, spodnej vody alebo zo vzduchu. Pracujú však na rovnakom princípe bez ohľadu na to, aký obnoviteľný zdroj enegie využívajú. Podľa toho, odkiaľ čerpadlo odoberá teplo, ich delíme na 3 typy:
-
Tepelné čerpadlo vzduch – voda prináša teplo z okolitého vzduchu do interiériu. Je určené na celoročné vykurovanie a ohrev vody alebo letné chladenie interiéru budov. Ponúka najjednoduchšiu a cenovo najprijateľnejšiu inštaláciu bez výrazných stavebných zásahov a dodatočných nákladov, keďže sa konštrukčne podobá na klimatizačné jednotky ako môžete vidieť na obrázku. Nevyžadujú teda komplikované uloženie plošných zemných kolektorov alebo finančne nákladné vrty, bez ktorých sa pri nasledujúcich čerpadlách voda – voda a zem – voda nezaobídete.
-
Tepelné čerpadlo zem – voda odoberá teplo z podložia a ochladzuje zemný kolektor, respektíve zohrieva vykurovaciu kvapalinu. Systém má vysokú účinnosť počas celého roka a vyžaduje minimum údržby. Čo sa týka zabratia priestoru, zemný kolektor by mal byť 2-3 krát väčší ako vykurovaná plocha a musí byť situovaný v rozmedzí 1 až 1,2 m pod zemou, kde je vrstva pôdy teplotne stabilná naprieč všetkými obdobiami. Hadice plošného kolektora tu umiestňujeme podobne ako na obrázku a na takej ploche, ktorá zodpovedá výkonu čerpadla a typu pôdy (najlepšia je hlinitá presýtená vodou, menej výkonná je suchá a piesčitá).
Na menších parcelách je možnosťou aj vykonanie efektívnejšieho geotermálneho hlbinného vrtu s hĺbkou 120 metrov a teda s konštantnou teplotou. Je to síce najúčinnejší spôsob získavania energie, no taktiež aj finančne najnáročnejší.
-
Tepelné čerpadlo voda – voda odoberá teplo zo spodnej alebo geotermálnej vody. Voda je čerpaná do výmenníka tepelného čerpadla a po ochladení je vrátená naspäť do zeme. Je účinné počas celého roka, pričom nepotrebuje priestor na plošný kolektor, stačia dve studne. Je vhodné najmä v oblastiach s dostatkom spodnej vody a tam, kde je ľahko dostupná plytko pod povrchom pôdy.
Podmienkou úspechu je kvalitný projekt
Tepelné čerpadlo si napriek možnej štátnej dotácii vyžiada z vašej strany o niečo vyššiu vstupnú investíciu. Tá sa samozrejme časom vráti, no vzhľadom na fakt, že nejde o pár drobných bude úplne na mieste, keď si dáte záležať nielen na výbere vhodného tepelného čerpadla, ale už aj na prípravnej fáze. Aby všetko fungovalo tak ako má, bude potrebné venovať primeranú pozornosť vypracovaniu kvalitného projektu.
Platí to o to viac, pokiaľ napríklad plánujete tepelné čerpadlo využívať na chladenie interiéru. Bez technického návrhu, ktorý s takouto požiadavkou počíta vopred, je realizácia podstatne komplikovanejšia a náročnejšia. Po všetkých stránkach, vrátane časovej a finančnej. Základným predpokladom úspechu je teda do posledných detailov premyslený projekt, ktorý zohľadní všetky špecifiká a požiadavky na dokonale fungujúcu prevádzku tepelného čerpadla s optimálnym výkonom.
Ako je to s návratnosťou tepelného čerpadla
Kúpa tepelného čerpadla patrí k najlepším investíciám, ktoré môžete vôbec urobiť. Ak nahradíte napríklad elektrické vykurovanie tepelným čerpadlom, môže sa vám táto investícia vrátiť už v časovom horizonte 5 – 6 rokov. Budeme sa síce opakovať, ale správny výber tepelného čerpadla, zvládnutý projekt so všetkým, čo k tomu patrí a napokon precízna inštalácia majú rozhodujúci vplyv na bezproblémovú, plnohodnotnú prevádzku zariadenia i na návratnosť.
Z tohto pohľadu preto naberajú na osobitnom význame skúsenosti a odborné znalosti dodávateľa tepelného čerpadla i firmy realizujúcej inštaláciu zariadenia. Investujte teda s rozumom a práce zverte do rúk odborníkov, ktorým plne dôverujete. Zaujali vás tepelné čerpadlá? Naša spoločnosť pôsobí v rámci celého Slovenska, takže neváhajte a kontaktujte nás. Využiť môžete tiež odborné poradenstvo a nezáväznú obhliadku objektu.
Tip: Náklady súvisiace s inštaláciou alebo kúpou tepelného čerpadla vám ešte stále môže znížiť dotácia. Informácie získate aj na webovej stránke www.zelenadomacnostiam.sk.
Prečo sa rozhodnúť pre tepelné čerpadlo od nás
Špecializovaný tím PROMEDIATECH je vám plne k dispozícii nielen pri inštalácii, ale aj samotnom návrhu. Postaráme sa, aby ste pri výbere nešliapli vedľa. Do úvahy budeme brať samotný projekt a polohu stavby, požadovaný výkon a zároveň čo najnižšie prevádzkové náklady, typ pôdy, vody, náročnosť údržby a množstvo ďalších faktorov, aby ste mali tepelné čerpadlo, ktoré bude pre vás najvhodnejšie. Ponúkame systémy na vykurovanie, chladenie i ohrev teplej vody, známe svojou dlhodobou a úspornou prevádzkou. Spoľahnite sa na našich skúsených odborníkov, ktorí sa postarajú o ich precíznu montáž aj servis.