Tepelné čerpadlo - neoddeliteľná súčasť domov?

V klimatických podmienkach Slovenska je možné na získavanie energie z obnoviteľných zdrojov využiť rôzne zariadenia. Popri slnečných kolektoroch alebo fotovoltaických paneloch tak môžete siahnuť po tepelných čerpadlách. Efektivita zariadení využívajúcich slnečné žiarenie počas roka často kolíše a viac-menej závisí od ročného obdobia alebo aktuálneho počasia. Spoľahlivejšie výkony ponúkajú tepelné čerpadlá, ktoré možno na ohrev teplej vody a vykurovanie využívať počas celého roka.

Kým teda spomínané slnečné kolektory, či fotovoltaické články sa využívajú skôr iba ako doplnkový zdroj energie alebo tepla, tepelné čerpadlo môže byť za istých okolností v montovaných domoch s pasívnym a nízkoenergetickým štandardom využívané ako jediný zdroj tepla. Tepelné čerpadlo tak má všetky predpoklady na to, aby sa stalo neoddeliteľnou súčasťou montovaných domov.

Tepelné čerpadlá vo všeobecnosti šetria prírodné zdroje, znižujú emisie oxidu uhličitého a ich inštaláciou majiteľ montovaného domu získava energetickú nezávislosť na fosílnych palivách. Pridanou hodnotou tepelných čerpadiel je možnosť ich pripojenia už do existujúcich vykurovacích systémov. Mimochodom téme vykurovania sme sa venovali v našich minulých príspevkoch prečítajte si preto článok „Aké sú možnosti vykurovania v montovaných domoch“ alebo „Podlahové vykurovanie v montovaných domoch“. Pozornosť si však zaslúžia tiež funkcie tepelných čerpadiel „Active cooling“ alebo „Natural Cooling“. Vďaka týmto funkciám tepelné čerpadlá okrem vykurovania počas chladných mesiacov umožňujú v lete príjemne ochladiť interiér montovaného domu. Tepelné čerpadlá sa delia na niekoľko typov, pričom základný rozdiel spočíva v tom, z akého obnoviteľného zdroja získavajú energiu.

1. Tepelné čerpadlo vzduch – voda

Tepelné čerpadlo tohto typu využíva ako primárny zdroj tepla vonkajší vzduch. Tepelné čerpadlo vzduch – voda sa konštrukčne podobá na klimatizačné jednotky a preto pri jeho inštalácii nevznikajú žiadne dodatočné náklady. Tepelné čerpadlo je určené na celoročný ohrev vody a vykurovanie. Samozrejmosťou je potom možnosť letného temperovania miestností montovaného domu. Predstavuje najčastejšie používané a cenovo najdostupnejšie tepelné čerpadlo, ktoré je vhodnou alternatívou akýchkoľvek kotlov na fosílne palivá alebo elektrokotlov.

Približne 70 % tepelnej energie ktorú dodá toto tepelné čerpadlo pochádza priamo zo vzduchu. Pre objektívnosť však treba povedať, že v prípade dlhodobejších vonkajších mimoriadne nízkych mínusových teplôt bude potrebné prikúriť záložným elektrickým zdrojom, ktorý však tvorí súčasť tepelného čerpadla. Pre nízkoenergetické montované domy s malými teplotnými stratami je vhodné nainštalovať tepelné čerpadlo s rekuperáciou tepla, ktoré pri riadenom vetraní ešte dokáže zvýšiť tepelný zisk.

2. Tepelné čerpadlo zem – voda

V tomto prípade je zdrojom tepla zem. Tepelné čerpadlá môžu efektívne získavať nízkopotenciálne teplo zo zeme dvomi spôsobmi. Pri prvom sa hadice plošného zemného kolektora inštalujú pod približne 0,8 m až 1,5 metrovú vrstvu zeminy, ktorá nezamŕza a kde je stabilná teplota počas celého roka. V hadiciach kolektora potom prúdi teplonosná kvapalina. Najčastejšie ide o roztok pozostávajúci z vody a chloridu sodného.

Toto riešenie je však náročné na priestor, pretože plošný zemný kolektor na svoje uloženie vyžaduje dvoj až trojnásobne väčšiu plochu ako bude samotná vykurovaná plocha. V praxi to bude znamenať, že plošný kolektor uložený do bežnej pôdy bude napríklad pri 10 kW tepelnom čerpadle s odoberaným výkonom 25 W/m2 pokrývať plochu cca 400 m2, pričom dĺžka hadíc kolektora dosiahne takmer 700 m. Na veľkosť plochy má však vplyv typ pôdy a hlinité pôdy zvyčajne vyžadujú o niečo menšie plochy na uloženie podzemného kolektora.

Pri druhom spôsobe bude tepelné čerpadlo využívať teplo z hlbinného zemného vrtu, ktorý má oproti podzemnému kolektoru iba minimálne požiadavky na priestor, ale vyžaduje si podstatne vyššiu vstupnú investíciu.

3. Tepelné čerpadlo voda – voda

Tepelné čerpadlo tohto typu patrí k najefektívnejším čerpadlám vôbec. Primárnym zdrojom energie je voda, ktorá má najlepší tepelný potenciál, pretože sa vyznačuje pomerne stabilnou teplotou aj počas mimoriadne chladných zimných mesiacov. Vďaka vode tak môže toto tepelné čerpadlo počas celého roka pracovať s dostatočným tepelným výkonom. Odpadá tak potreba iného dokurovania.

Podmienkou inštalácie tepelného čerpadla je dostatok vody, ktorá však musí vyhovovať požiadavkám na primeranú kvalitu a nesmie obsahovať nečistoty. Ak by voda týmto kritériám nevyhovovala, tepelné čerpadlo by muselo byť chránené predradeným výmenníkom, čo by však v konečnom dôsledku viedlo k nižšej efektivite čerpadla.

Obeh vody pri inštalácii tepelného čerpadla je zabezpečený po navŕtaní dvoch studní. Jedna z nich je čerpacia a druhá vsakovacia. Výdatnosť čerpacej studne v hodnotách 50 až 100 litrov vody za minútu, bude postačovať na dosiahnutie 10 kW výstupného tepelného výkonu čerpadla. V prípade, že výdatnosť jednej studne nebude postačovať na dosiahnutie primeraného tepelného výkonu, môžu sa urobiť a využiť viaceré vrty. Vo všeobecnosti sa odporúča aby hladina podzemnej vody bola maximálne v hĺbke 20-ich metrov. S klesajúcou hĺbkou hladiny totiž priamo úmerne stúpa spotreba elektrickej energie potrebná na jej prečerpanie a tým aj celkové náklady.

Investovať do tepelných čerpadiel sa oplatí

Energia ktorú využívajú tepelné čerpadlá je prakticky zadarmo. Cena tepelných čerpadiel oproti elektrickým alebo plynovým kondenzačným kotlom je síce takmer dvojnásobná, ale následné prevádzkové náklady jednoznačne vypovedajú v prospech tepelných čerpadiel. Investícia sa vám môže vrátiť v priebehu 5 až 10 rokov a nezabudnite, že na tepelné čerpadlá ešte stále môžete získať štátnu dotáciu. Tá predstavuje sumu 370 € na 1 kW výkonu tepelného čerpadla. Celkovo tak môžete získať 3 700 €. Viac informácií o dotáciách získate na stránke Slovenskej inovačnej a energetickej agentúry alebo tiež na stránkach www.zelenadomacnostiam.sk.