Princip tepelného čerpadla
Tepelné čerpadlo pracuje na obdobném principu jako lednička – lednička odebírá teplo z potravin a tímto odebraným teplem v předává teplo do místnosti. Tepelné čerpadlo nezískává teplo z potravin, ale z okolního prostředí – nejčastěji ze vzduchu nebo ze země. Nemrznoucí směs ohřátá „přírodním teplem“ se odvádí do výparníku tepelného čerpadla, kde se nízkopotenciální teplo předá chladivu kolujícím uvnitř zařízení. Chladivo se tím ve výparníku vypaří a vzniklý plyn je nasán kompresorem. Kompresor ohřáté plynné chladivo prudce stlačí a díky fyzikálnímu principu komprese, kdy při vyšším tlaku stoupá teplota, jako teplotní výtah „vynese“ ono nízkopotenciální teplo na vyšší teplotní hladinu cca 80°C. Kompresorem zahřáté chladivo putuje do kondenzátoru, teplo se zde předá do topné vody pro vytápění celého domu, ohřevu vody v zásobníku nebo bazénu a plynné chladivo změní svoje skupenství na kapalné. Z kondenzátoru putuje kapalné chladivo přes expanzní ventil, kde se prudce ochladí, zpět do výparníku, kde se opět ohřeje. Tento cyklus se stále opakuje, takže tepelné čerpadlo skutečně přečerpává teplo z vnějšího prostředí do vytápěného domu.
Co je to topný faktor?
Topný faktor (anglicky COP – Coefficient of Performance) je základní parametr u tepelných čerpadel. Ukazuje nám „účinnost“ tepelného čerpadla, protože je to poměr mezi vyrobeným teplem a spotřebovanou elektrickou energií. Čím vyšší topný faktor, tím je provoz zařízení levnější.
Příklad: Tepelné čerpadlo má výkon 12 kW a elektrický příkon 3 kW. Topný faktor je 12/3 = 4. Pokud má jedno tepelné čerpadlo při stejných podmínkách topný faktor 4,5 a druhé 3,3 znamená to, že druhé spotřebuje pro svůj provoz o 36 % více elektrické energie než první a tudíž jeho provoz je podstatně dražší. Topný faktor se u tepelného čerpadla mění podle podmínek ve kterých pracuje. Ten samý stroj může mít topný faktor 7 a při jiných podmínkách třeba jen 2. Proto srovnávejte topné faktory vždy při stejných podmínkách. Podmínky se uvádějí například takto: 0/35 EN 255, což znamená, že na vstupu do tepelného čerpadla je tekutina o teplotě 0 °C a na výstupu do topného systému tekutina o teplotě 35 °C. To vše je měřeno podle metodiky normy EN 255. Topný faktor je lepší, když je nižší teplota výstupní vody – proto je výhodnější podlahové topení, kterému stačí nižší teplota vody než radiátorům.
Jak funguje ekvitermní regulace?
Regulace která v závislosti na venkovní teplotě upravuje teplotu topné vody vstupující do topného systému.
Příklad: když je venku – 15 °C, regulace pouští do domu vodu o teplotě například 50 °C, když je venku 10 °C, regulace pouští do domu vodu o teplotě jen 30 °C. U tepelných čerpadel je ekvitermní regulace důležitější než u jiných zdrojů tepla, protože čím je nižší teplota topné vody, tím je provoz tepelného čerpadla levnější.
Může plošný kolektor vymrazit zahradu?
Pokud je zemní kolektor špatně navržen nebo proveden, může podchladit půdu nad sebou a ovlivnit růst vegetace. U správně navrženého kolektoru rozloženého v zahradě do velké plochy k výraznému vychlazování země nedochází a na vegetaci nemá kolektor v podstatě žádný vliv.
Chtěl bych země voda – vrt, co mě čeká?
Obecně platí, že nejefektivnější řešení je systém země – voda, v provedení vrtu. Bohužel vrtné práce jsou nákladnější a vyžadují zvláštní stavební povolení. Veškeré úkony spojené s vydáním konečného souhlasu s vrtnými pracemi leží na zákazníkovi. Není to neochotou naší firmy, ale úkony na stavebním úřadě, příprava projektové dokumentace, to vše vyžaduje podpisy stavebníka, koordinaci s projektantem rodinného domu, atd. My poskytneme tzv. kuchařku – tedy, co vše je potřeba a budeme poskytovat veškeré potřebné podklady. Vrty se provádějí od 70 – 120 m hloubky podle požadovaného výkonu. V případě potřeby vyššího výkonu je nutné vystrojit více vrtů. Cenová náročnost se odvíjí právě od počtu metrů a počítejte cca 1000,- Kč/m. Přesto, nebo právě proto platí, že nic lepšího pro bezúdržbové topení s minimálními provozními náklady nemůžete mít. Vrtné práce je vhodné zahájit před úpravou terénu v blízkosti rodinného domu, vrtná souprava přece jen potřebuje nějaké místo. Napoví fotky z realizací DOKSY a VELTRUSY. Montáž šachty v případě 1 vrtu není nutná. V případě více vrtů, či lepšího komfortu při odvzdušňování primáru je vhodná. Obrázek je v realizaci KRALUPY.
Jaká je životnost tepelného čerpadla?
Životnost tepelného čerpadla je dána především životností kompresoru, která je závislá hlavně na počtu startů kompresoru. To lze ovlivnit akumulací tepla a správným dimenzováním výkonu čerpadla (čerpadlo s vyšším výkonem častěji spíná a kompresor dříve odejde). Důležitá je i kvalitní regulace, která nenechá kompresor běžet v nevhodných podmínkách a minimalizuje počet startů kompresoru. Z výše uvedeného vyplývá, že záleží nejen na kvalitě kompresoru, ale hlavně na použité regulaci a způsobu zapojení kotelny. U kvalitních čerpadel odebírajících teplo ze země je ověřená životnost kompresoru až 20 let. Pak lze provést generální opravu chladícího okruhu a provozovat zařízení dál. Životnost zemních kolektorů (vrtů) je v řádu desítek let.
U čerpadel vzduch / voda je životnost kompresoru kratší a to o 20 až 30 % než u zemních čerpadel. Je to způsobeno jeho větším výkonem v porovnání se „zemním“ čerpadlem a tím i častějším spínáním. Navíc je chladicí okruh provozován v obrovském teplotním rozsahu až 55°C (v zimě –25°, v létě 30°C), což životnosti komponentů neprospívá. Reverzace chladicího okruhu používaná pro rozmrazování výparníků nebo pro klimatizaci v letním období kompresor také zatěžuje a snižuje jeho životnost.
Co potřebuji pro realizaci systému vzduch – voda?
Potřebujete umístit venkovní jednotku. Ta by neměla stát daleko od kotelny. Vzdálenost nad 10 m od pláště domu je již nevhodná. Z čerpadla totiž teče ohřátá voda a cestou „ztrácí“. Proto je ideální místo za zdí kotelny, nebo jít vnitřkem domu, abychom tepelné ztráty eliminovali. Venkovní jednotka by měla stát na samostatné s domem nespojené základové desce. Mnoho fotek najdete v záložce realizace, např. PERUC. Umístění na konzoli je nevhodné, kvůli přenosu vibrací pláštěm domu. Zajímavá byla realizace LÁNY, kdy zákazník připravil pro jednotku vzhledem k situaci na pozemku zvláštní konstrukci.
Dále budete potřebovat odvést kondenzát. V případě podnulových teplot ho bude opravdu hodně ( až 60l za den) a není třeba asi dodat, že ihned zamrzá. Proto se kondenzát odvádí buď do blízkého okapového svodu, nebo trativodem s otopným kabelem na pozemek, nebo do vsakovací jámy pod jednotku. Vše Vám popíšeme při zaměření čerpadla na místě.
Posledním požadavkem je dostatečné jištění. 3 x 25A na dům je až až…
Více dotazů a rad naleznete na www.abeceda-cerpadel.cz.