Princip tepelných čerpadel

Jak fungují tepelná čerpadla

Tepelné čerpadlo pracuje na stejném principu jako chladnička. Ta odebírá teplo potravinám - chladí - a v zadní části lednice - topí. Stejně pracuje tepelné čerpadlo, ale obráceně a s mnohem větším výkonem. Odebírá teplo vodě, vzduchu nebo zemi, a pomocí radiátorů nebo podlahového vytápění topí.

První děj - Vypařování: Od vzduchu, vody nebo země odebírá teplo chladivo kolující v tepelném čerpadle a tím se odpařuje (mění skupenství na plynné).

Druhý děj - Komprese: Kompresor tepelného čerpadla prudce stlačí o několik stupňů ohřáté plynné chladivo, 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.

Třetí děj - Kondenzace: Takto zahřáté chladivo pomocí druhého výměníku předá teplo vodě v radiátorech, ochladí se a zkondenzuje. Radiátory toto teplo vyzáří do místnosti. Ochlazená voda v topném okruhu pak putuje nazpět k druhému výměníku pro další ohřátí.

Čtvrtý děj - Expanze: Průchodem přes expanzní ventil putuje chladivo nazpátek k prvnímu výměníku, kde se opět ohřeje.

Tento koloběh se neustále opakuje.

Největší využití nalezne tepelné čerpadlo v našich klimatických podmínkách při vytápění.

Jaký je výkon tepelného čerpadla ?

Tepelné čerpadlo je zdroj tepla jako každý jiný, má ale svá specifika, ke kterým je nutno přihlédnout. Především výkon a topný faktor (poměr mezi výkonem a příkonem) tepelného čerpadla je výrazně závislý na teplotním rozdílu mezi primárním zdrojem tepla (např. zemí, vzduchem, spodní vodou) a sekundárním topným okruhem (teplotou vody v otopném systému). Čím větší je tento teplotní rozdíl, tím více klesá topný faktor tepelného čerpadla a snižuje se jeho výkon. Proto nejvyšší účinnosti dosahuje tepelné čerpadlo v kombinaci s nízkoteplotní otopnou soustavou - podlahovým/stěnovým vytápěním nebo velkoplošnými radiátory. Ze stejného důvodu jsou všechna tepelná čerpadla Master Therm standardně vybavena ekvitermní regulací, která řídí teplotu otopné soustavy v závislosti na venkovní teplotě vzduchu. Tím je dosaženo co možná nejlepší účinnosti tepelného čerpadla ve všech provozních podmínkách.

Vyhřeji dostatečně svůj dům ?

Tepelné čerpadlo je schopné bez problémů vyhřát jakýkoli objekt, pokud zvolíme odpovídající výkon. Systém vytápění může být navržen jako monovalentní, kdy je veškerá tepelná energie zajištěna tepelným čerpadlem. Obvyklejší řešení bývá bivalentní, kdy část potřebného výkonu v nejchladnějších dnech topné sezóny dodá přídavný zdroj, většinou elektrokotel. V monovalentním režimu mohou pracovat čerpadla země - voda nebo voda - voda, systém vzduch - voda se v praxi bez doplňkového zdroje neobejde.

Doporučujeme dimenzovat výkon tepelného čerpadla tak, aby u systému vzduch-voda pokrýval tepelnou ztrátu objektu na 100 až 130% při podmínkách A7W35 (vzduch 7°C, topná voda 35°C). Takto dimenzovaný systém zajistí pokrytí tepelné potřeby objektu až do venkovních teplot cca -4 až -9 °C, teprve při nižších teplotách se začíná postupně připínat první topná sekce vestavěného elektrokotle. (Průměrné teploty vzduchu během celé topné sezóny naleznete zde). Při takto vhodně navrženém výkonu je zajištěno, že více než 95% spotřebovaného tepla během topné sezóny je vyrobeno tepelným čerpadlem a pouze necelých 5% energie dodá provozně nákladný elektrokotel.

Dimenzovat výkon tepelného čerpadla u provedení země-voda nebo voda-voda je jednodušší v tom smyslu, že čerpadlo zde pracuje prakticky se stálou teplotou primárního zdroje a výkon navrhujeme pro reálné podmínky provozu B0W35 (solanka 0°C, topná voda 35°C) pro systém země -voda a např. W10W35 (zdrojová voda 10°C, topná voda 35 °C) pro provedení voda-voda. Při monovalentním provozu bez dodatečného zdroje tepla pak musí výkon tepelného čerpadla při těchto podmínkách plně pokrýt tepelnou ztrátu objektu. Pro bivalentní provoz se výkon zařízení volí nižší (např. na 70-80% tepelné ztráty). Může tak vzniknout významná investiční úspora (menší plocha kolektoru, menší hloubka vrtu), která převáží nad mírně vyššími provozními náklady tepelného čerpadla s bivalentním tepelným zdrojem.

Pro předběžné stanovení vhodného typu a výkonu tepelného čerpadla pro Váš objekt využijte našeho Průvodce pro výběr tepelného čerpadla.

Co by vás dále mohlo zajímat? Například, jaké je chlazení tepelným čerpadlem nebo jaké jsou úspory tepelného čerpadla.

Jak efektivně chladit (klimatizovat) svůj dům? Tepelným čerpadlem

Všechna tepelná čerpadla Master Therm umí reverzovat (otočit svůj chod) a tím jednoduše odebírat teplo z Vašeho domu a předávat ho do země, vzduchu nebo vody. Navíc díky vyspělé konstrukci chladí s přibližně polovičními provozními náklady oproti klasické klimatizaci.

Jaké tepelné čerpadlo je vhodné?

Pro systém s chlazením je ideální tepelné čepadlo vybavené speciálním výměníkem, tzv. desuperheaterem. Takové tepelné čerpadlo je schopno ohřívat teplou užitkovou vodu na vysokou teplotu, i když pracuje v režimu chlazení. V jiných případech je třeba doplnit systém o druhou akumulační nádobu, určenou pro chladící vodu, případně se v chladícím režimu vzdát ohřevu TUV. Desuperheaterem je standardně vybaveno tepelné čerpadlo vzduch-voda AirMaster MINI . U jiných typů tepelných čerpadel lze desuperheater zvolit jako výbavu na přání.

Radiátory,podlahovka ? ...nebo Fan-coil ?

Pro plnohodnotné klimatizování domu je nutné používat speciální nástěnné, podstropní či podokenní jednotky, tzv. fan-coily. Jde o topná/chladící tělesa s bezhlučným ventilátorem a odvodem kondenzátu. Druhým možným způsobem je přichlazování prostor pomocí podlahového/stěnového systému, do kterého je přiváděna chladící voda. Výkon takového chlazení i tepelný komfort je oproti fan-coilům poněkud nižší, přesto umožňuje v nejteplejších dnech efektivně a bez jakýchkoli dodatečných investic účinně snížit teplotu v místnosti. Pro takový systém dodáváme na přání k našim tepelným čerpadlům i prostorovou jednotku pAD s měřením rosného bodu, která řídí teplotu chladící vody tak, aby na podlaze nedošlo ke kondenzaci vzdušné vlhkosti.

Ceník výbavy na přání najdete v našem Katalogu tepelných čerpadel. Pokud jde o klasickou otopnou soustavu vybavenou radiátory, jejich využití pro chlazení nepřináší s ohledem na omezenou plochu povrchu žádný efekt.

9 důvodů proč topit tepelným čerpadlem

1) Nezávislost na cenách energií

S tepelným čerpadlem budete nezávislí na cenách energií. Není pochyb o tom, že náklady na energie a paliva porostou v budoucnosti podobným tempem jako v posledních letech. Jakékoli zvyšování cen se provozu tepelného čerpadla dotkne pouze okrajově. Většinu tepelné energie bude zdarma čerpat z okolí - země, vody nebo vzduchu.

2) Ekonomické vytápění domu

Tepelné čerpadlo dokáže v řadě případů uspořit až neuvěřitelných 80% nákladů za energie. Svými nízkými provozními náklady přináší tepelné čerpadlo uživateli velké úspory a tím zajišťuje rychlou návratnost vložené investice.

3) Nízká sazba za elektřinu pro celou domácnost

Každému, kdo si pořídí tepelné čerpadlo, přidělí energetické společnosti velmi výhodnou dvoutarifní sazbu dodávky elektrické energie nejen pro vlastní vytápění, ale pro celou domácnost. Díky tomu výrazně snížíte náklady nejen na topení, ale i na provoz všech elektrických spotřebičů.

4) Krátká doba návratnosti investice

Investice do tepelného čerpadla se i bez jakýchkoliv dotací a finančních podpor vrátí již za 3 - 8 let oproti nejběžnějším systémům vytápění. Více informací, kolik konkrétně tepelné čerpadlo ušetří, najdete v kapitole Příklady úspor s tepelným čerpadlem.

5) Dotace

Díky podpoře investic do tepelného čerpadla formou státních dotací je nyní návratnost prostředků na jeho nákup a instalaci ještě kratší. Na tepelné čerpadlo vzduch-voda se nyní vztahuje základní nároková dotace ve výši 50 tis. Kč, v případě systému voda-voda nebo země-voda jde o částku 75 tis. Kč. Pro systém SunMaster je možná dotace až 190 000Kč. Bližší informace o dotačním programu zelená úsporám naleznete v sekci Dotace a financování.

6) Ekologický provoz

Nízká energetická náročnost minimalizuje zátěž na životní prostředí . Většinu tepla pro vytápění, chlazení nebo ohřev teplé vody získáme prostřednictvím tepelného čerpadla přímo z našeho okolí bez jakéhokoli negativního dopadu na přírodu. Oproti konvenčním způsobům vytápění podstatně snižuje exhalace pevných částic (popílku, prachu) a plynů s obsahem uhlíku (zejména CO2) do našeho ovzduší. Využití tepelných čerpadel ve spojení s ekologicky šetrnou výrobou elektrické energie z obnovitelných zdrojů představuje jednu z nejúčinnějších metod boje proti globálním změnám klimatu.

7) Komfort

Moderní technologie a regulace poskytuje všem zákazníkům komfortní a bezobslužný provoz, který zajistí tepelnou pohodu v daném objektu. Tepelné čerpadlo můžete např. ovládat přes internet. Při provozu tepelného čerpadla nehrozí nebezpečí výbuchu či vznícení nebo otrava oxidem uhelnatým. Co by vás dále mohlo zajímat? Například, jaký je princip tepelného čerpadla nebo jaké jsou úspory tepelného čerpadla.

8) Levná klimatizace

Všechna tepelná čerpadla značky Master Therm mohou v letních měsících plnohodnotně chladit (klimatizovat) . Nákupem takového zařízení si tedy současně pořizujete dokonalý zdroj chladu pro letní období, neboť díky své konstrukci má oproti klasické klimatizaci přibližně poloviční provozní náklady. Navíc i v režimu chlazení může současně ohřívat teplou vodu pro potřeby domácnosti.

9) Celoroční využití

Ať už využijete tepelné čerpadlo v letním horku pro chlazení či nikoli, každopádně Vám poskytne i mimo období topné sezóny velmi efektivní ohřev teplé užitkové vody nebo levný a bezobslužný ohřev vody ve Vašm bazénu. Tepelná čerpadla Master Therm umí také ovládat a řídit topný okruh napojený na solární panely. V takovém systému pak regulace přednostně využívá sluneční energii a spíná kompresor tepelného čerpadla jen v případě nedostaku slunečního svitu.

Hlučnost tepelných čerpadel

Většina zájemců o tepelné čerpadlo typu vzduch-voda se dotazuje, jaká je hlučnost vnější jednotky.

V počátcích výroby tepelných čerpadel vzduch-voda býval součástí vnější jednotky i pístový kompresor z klimatizace, nevhodný do větších mrazů a hlučné, vysokootáčkové ventilátory. Výsledkem byl poměrně velký hluk, zvláště v největších mrazech. Pověst tepelných čerpadel vzduch-voda tak poměrně utrpěla.

Tepelná čerpadla Master Therm používají zásadně:

• nízkootáčkové ventilátory s velmi nízkou hladinou akustického tlaku
• tiché scroll kompresory, většinou umístěné ve vnitřní jednotce na speciálním antivibračním rámu
• elektronicky řízený expanzní ventil, podstatně snižující hlučné "nárazy" při odmrazování venkovní jednotky

Výstupním hlukem je tak pouze jemný svist ventilátoru. Pro představu, jak tichá jsou tepelná čerpadla Master Therm, se podívejte na následující tabulku:

Jak ještě více snížit akustický tlak?

Pro další podstatné snížení hlučnosti můžeme instalovat vnější jednotku tepelného čerpadla horizontálně, kdy akustický tlak směřuje vzhůru a tím se ještě sníží jeho účinek.

Vnější jednotku lze také nainstalovat na plochou střechu.