Ako vybrať tepelné čerpadlo

Zvážte všetky možnosti a potom porovnajte investície a náklady na vykurovanie pri jednotlivých zdrojoch tepla.

Investícia do tepelného čerpadla sa vráti za päť až sedem rokov.

Typy tepelných čerpadiel podľa zdroja tepla

Podzemná voda: typ voda/voda

Podzemná voda má priemernú teplotu 7 až 12 °C. Musí mať zodpovedajúcu kvalitu a musí byť k dispozícii v dostatočnom množstve (najmenej 0,2 m³/h na každú kW vykurovacieho výkonu tepelného čerpadla. Na pozemku sa vykonajú dva vrty vo vzdialenosti 15 až 20 metrov, jeden na čerpanie a druhý na vrátenie podzemnej vody. Do prvého vrtu sa vloží potrubie s ponorným čerpadlom, ktoré tlačí vodu cez tepelné čerpadlo, ktoré odoberá tepelnú energiu a vracia ju ochladenú o 2 až 4 °C druhým vrtom do vodonosnej vrstvy.

Podmienkou pre taký systém je, že oblasť, na ktorej sa pozemok nachádza, nie je vyhlásená ako oblasť ochrany vôd. Hĺbka vrtu závisí od dostupnosti vodného zdroja. Vrty hlbšie ako 30 metrov vyžadujú vodoprávne povolenie a pred začatím prác musí byť urobený chemický rozbor vody.

Zemné teplo: typ voda/voda

Od hĺbky dvoch metrov je teplota pôdy viac-menej konštantná a v závislosti od zloženia sa pohybuje od 0 do 9 °C. Teplo z pôdy sa zbiera cirkulujúcou zmesou vody a nemrznúcej kvapaliny v potrubí, ktorá je v tepelnom čerpadle, ktoré z nej odoberie teplo na vykurovanie domu, ochladená približne o 3 °C a ochladená sa vracia do vonkajšieho potrubného systému – pôdneho vrtu, alebo plošného zemného kolektora .

Vrt využíva teplo hornín v hĺbke až 200 metrov. Inštalácia je podmienená tým, že sa na pozemku nenachádzajú žiadne chránené vodné plochy, alebo podzemné jaskyne. Na vrt na pozemku je potrebných asi 25 m² plochy na každý vrt a aspoň 2,5 m široký prístup pre vrtnú súpravu. Stavebník musí získať na vrt povolenie. Plocha nad vrtom môže byť ozelenená, na vytvorenie plôch na chodenie a pojazdných plôch sa nevzťahujú žiadne obmedzenia.

Rúrkové slučky zemného kolektora sa ukladajú do zeme v hĺbke 120 až 170 cm. Typická dĺžka jednej slučky je cca 100 m a slučiek môže byť viac. Výmera plochy na inštaláciu zemného kolektora je 1,5 až dvojnásobná v porovnaní s vykurovanou plochou. Priestor môže byť ozelenený, vylúčené je však sadenie stromov s hlbokými koreňmi. Okrem zeme môžu byť kolektory uložené aj v pozemnej vode s dostatočným celoročným tokom, ktorý zabráni zamrznutiu.

Akýmsi podtypom sú čerpadlá odoberajúce podzemnú vodu, ktorá si na jednom mieste vodu „vypožičia“ a na inom mieste ju ochladenú vráti. Pri využívaní podzemných vôd je tiež potrebné riešiť príslušné povolenia.

Od hĺbky dva metre je teplota pôdy viac-menej konštantná a pohybuje sa od 0 do 9 °C v závislosti od zloženia pôdy a hĺbky. Teplo pôdy je "zbierané" cirkulujúcou zmesou vody a nemrznúcej zmesi v potrubí, ktorá je vo vnútornej jednotke ochladená približne o 3 °C a ochladená sa vracia do vonkajšieho potrubného systému – geosondy alebo horizontálneho zemného kolektora.

Vzduch: typ vzduch/voda

Tepelné čerpadlá využívajúce teplo z vonkajšieho vzduchu sú vhodné na vykurovanie energeticky veľmi úsporných domov a menších domácností. Inštalačne sú najľahšie a sú aj najlacnejšie. Pri inštalácii si však určite dajte pozor na miesto montáže, aby hluk a vzduch z čerpadla neobťažoval susedov. Minimom by malo byť splnenie všetkých noriem.

Dôležité je tiež prívod dostatočného objemu vzduchu, ktorý musí voľne cirkulovať a mať možnosť sa premiešavať s teplejším vzduchom v okolí. V porovnaní s inými zdrojmi sú menej účinné (teplota vonkajšieho vzduchu je veľmi premenlivá a v zime môže klesnúť pod bod mrazu), lenže vďaka nižšej investícii a jednoduchej inštalácii predstavujú najpopulárnejšiu voľbu.

Rozdelené čerpadlá majú výparník a kompresor uložený vo vonkajšej jednotke, zatiaľ čo kondenzátor a obehové čerpadlo sú vnútri. V jednodielnom (kompaktnom alebo monoblokovom) vyhotovení sú všetky komponenty inštalované spolu. Vonkajšie monoblokové vyhotovenia sú vhodné pre menšie alebo rekonštruované budovy. Ich výhodou je, že zariadenie neprodukuje v budove hluk. Vnútorná kompaktná verzia je vhodným riešením, pokiaľ vonku nie je miesta nazvyš. Vo fasáde býva potrebné zaistiť otvory na prívod a odvod vonkajšieho vzduchu pomocou vzduchovodov. Pri inštalácii musí byť zaistená dobrá zvuková izolácia, aby sa potlačil hluk spôsobený prúdením vzduchu a vibrácie z prevádzky.

Hybridný HP Vzduch: typ vzduch/vzduch

Posledný variant tepelných čerpadiel sa veľmi podobá klasickým klimatizačným jednotkám, pričom tepelné čerpadlá dokážu nielen vykurovať, ale aj chladiť. Nevýhodou je, že vnútorná jednotka musí byť v každej miestnosti, kde fúka a vytvára aj hluk. Tento typ tiež nie je možné používať na ohrev teplej vody.

Aké výkonné zariadenie zvoliť?

Tepelné čerpadlá môžu mať rôzny výkon, obvykle od 4 kW do 25 kW. Tepelné čerpadlo s príliš nízkym výkonom nebude poskytovať dostatočný tepelný výkon, takže aj keď bude v prevádzke, v miestnosti bude v zime chladnejšie, ako by ste si priali. Pokiaľ bude príliš výkonné, bude menej ekonomicky efektívne a úspory pri vykurovaní budú nižšie.

Všeobecne platí, že 11 kW je najčastejšou voľbou pre energeticky zrekonštruované domy, zatiaľ čo 6 kW postačuje pre energeticky veľmi úsporné novostavby.

Každý dom je však originál, takže výkon potrebný na optimálne vykurovanie by mal určiť odborník (v prípade novostavby je výkon špecifikovaný v projekte budovy v časti strojnej inštalácie).

Čo je dôležité pri výbere tepelného čerpadla?

Aké je vykurovacie zaťaženie? Meria sa v kilowattoch (kW) na meter štvorcový budovy na ročnej báze (kW/m²/rok). Udáva potrebný výkon, ktorý musí tepelné čerpadlo poskytnúť, aby sa dom pohodlne vykuroval. Závisí od izolácie budovy, kvalite a orientácii okien, veľkosti budovy a tiež na jej polohe.

Bude tepelné čerpadlo zohrievať aj úžitkovú vodu? Tepelné čerpadlo má zásobník teplej vody (180, 200 alebo 230 l) integrovaný vo vnútornej jednotke, alebo môže zohrievať úžitkovú vodu v samostatnom bojleri s potrebnou kapacitou. K dispozícii sú aj modely vnútorných jednotiek bez zásobníka. Najčastejšou voľbou sú vnútorné jednotky s integrovaným zásobníkom. V tomto prípade je potrebné, okrem vykurovacieho zaťaženia budovy, zaistiť ďalší výkon pre ohrev úžitkovej vody (od 0,1–0,3 kW/os.).

Pokiaľ má tepelné čerpadlo nádrž s objemom 230 l (postačujúca pre štvorčlennú rodinu), mal by sa celkový výkon zvýšiť približne o 1 kW.

Bude tepelné čerpadlo samostatným, alebo pomocným zdrojom vykurovania? Tepelné čerpadlo môže fungovať ako primárny, alebo pomocný zdroj vykurovania. V prvom prípade plne pokryje potrebu tepla v dome. Môže byť tiež použité v kombinácii s iným vykurovacím systémom, napr. pecou na drevo, peletami, alebo plynom, obvykle v starších nezateplených domoch. Nastavenie umožňuje rôzne spôsoby inteligentného prepínania medzi oboma zdrojmi. V tomto prípade môže byť výkon tepelného čerpadla nižší.

Dom s výmerou 100 m²

Novostavba s podlahovým vykurovaním vrátane ohrevu teplej vody pre štvorčlennú rodinu: 6 kW.

Zrekonštruovaný starší dom, stredná izolácia, s radiátorovým vykurovaním a ohrevom teplej vody pre štvorčlennú rodinu: 8 kW.

Dom s výmerou 200 m²

Novostavba s podlahovým vykurovaním vrátane ohrevu teplej vody pre štvorčlennú rodinu: 8 kW.

Renovovaný starší dom, stredná izolácia, s radiátorovým vykurovaním a ohrevom teplej vody pre štvorčlennú rodinu: 11 kW.

Dom s výmerou 300 m²

Novostavba s podlahovým vykurovaním vrátane ohrevu teplej vody pre štvorčlennú rodinu: 11 kW.

Renovovaný starší dom, stredná izolácia, s radiátorovým vykurovaním a ohrevom teplej vody pre štvorčlennú rodinu: 14 kW.

Hluk tepelného čerpadla

Väčšina tepelných čerpadiel typu vzduch/voda (ktoré sú vďaka svojej vonkajšej jednotke najhlučnejšie) spĺňa maximálne prípustné hlukové predpisy a spĺňa požiadavky predpisov a legislatívy EÚ a jednotlivých štátov v tejto oblasti. Limity hluku pre tepelné čerpadlá sú však pomerne vysoké a legislatíva v Slovinsku je veľmi laxná.

Hodnoty šumu uvádzané výrobcami v katalógových listoch sa merajú pri optimálnych podmienkach. Vonkajšia jednotka musí byť umiestnená tak, aby počas merania neboli v okruhu troch metrov od vonkajšej jednotky žiadne prekážky a hluk sa meria pri menovitom výkone, ktorý sa pohybuje v rozmedzí 50 až 70 % maximálneho výkonu. Hluk je najhlasnejší, keď je čerpadlo v prevádzke na maximálny výkon.

Hlavnými zdrojmi hluku (aj vibrácií) sú kompresor vo vnútornej jednotke a ventilátor vo vonkajšej jednotke. Aký veľký hluk vydávajú, závisí od konštrukcie, technológie kompresora, vyhotovenia, izolácie a materiálu skrine.

Ako znížiť hlučnosť tepelného čerpadla?

Hluk je možné znížiť výberom najvhodnejšieho umiestnenia vonkajšej jednotky a niektorými ďalšími opatreniami alebo riešeniami. Správne umiestenie vonkajšej jednotky je však dôležité nielen z hľadiska hlučnosti, ale aj kvôli bezproblémovej prevádzke tepelného čerpadla. Nesprávna inštalácia môže mať za následok neefektívnu prevádzku, alebo dokonca poruchy.

• Hlučnosť vonkajšej jednotky sa zníži, pokiaľ je tepelné čerpadlo pripojené na podlahové vykurovanie, pretože systém pracuje pri nižšej teplote vykurovacej vody ako radiátory. Pokiaľ je pripojené na radiátory, musí pracovať pri vyšších tlakoch kompresora, a preto je hlučnejšie.
• Čím bližšie je vonkajšia jednotka k domu, tým je hluk väčší. Na druhej strane väčšia vzdialenosť medzi vonkajšou a vnútornou jednotkou znamená väčší hluk, pretože sa zvyšuje tlak v chladiacom systéme, takže treba nájsť vhodný kompromis.
• Vonkajšia jednotka nesmie byť umiestnená vedľa steny, za ktorou je umiestnená vnútorná jednotka.
• Hluk bude až o 10 dB vyšší, ak je vonkajšia jednotka umiestnená vo vnútornom rohu domu (v tvare písmena L) alebo medzi stenami usporiadanými do tvaru písmena U.
• Pokiaľ je vonkajšia jednotka umiestnená vedľa betónovej steny, alebo na betónovej podlahe, je jej hlučnosť vyššia. Betón veľmi zle pohlcuje hluk. Betónové prvky odrážajú zvukové vlny, ktoré sa rýchlo šíria, najmä ak sa dostanú do rezonancie. Podstavec musí byť tiež navrhnutý tak, aby sa zabránilo vibráciám.
• Tepelné čerpadlo bude tichšie, ak bude iba udržiavať požadovanú vnútornú teplotu na konštantne nastavenej hodnote. Neodporúčame bežnú prax znižovania teploty v určitú dennú alebo nočnú hodinu – keď teplota opäť stúpne, tepelné čerpadlo pobeží na vyšší výkon, čím sa stane hlučnejším.
• Zeleň a drevo tlmí hluk. Drevené priečky tiež tlmia zvuk a je ešte lepšie, keď je priečka na strane zdanlivej k vonkajšej jednotke izolovaná zvukovou izoláciou. Treba však zabezpečiť, aby nebránila prúdeniu vzduchu.