Tepelné čerpadlo môže počas leta účinne chladiť

To, že tepelné čerpadlo vykuruje najviac ekonomicky a ekologicky, je známe. Viete však, že v letnom období môže aj účinne chladiť?

Tepelné čerpadlá fungujú rovnakým spôsobom ako chladničky, dokážu odčerpávať teplo. Rozhodujúci je iba smer prečerpávania tepelnej energie. Pri vykurovaní z exteriéru do interiéru a pri chladení z interiéru do exteriéru. Každé tepelné čerpadlo teda možno prispôsobiť aj režimu chladenia. Stačí ho doplniť o pár komponentov, aby technológia mohla nahradiť aj klimatizáciu. Pravda je, že tepelné čerpadlo s chladiacou funkciou je asi o tristo až päťsto eur drahšie ako bez nej.

Reverzibilné tepelné čerpadlá majú obvykle výstupy do kúrenia či chladenia a môžu mať aj ďalšie, napríklad na prípravu teplej úžitkovej vody či ohrev vody v bazéne. Ak sa systém správne navrhne, tak ani investičné náklady nemusia byť vysoké. Prvotná investícia pri správne zvolenom tepelnom čerpadle sa môže vrátiť za tri až sedem rokov na úsporách za energie. Najväčšiu popularitu u nás majú tepelné čerpadlá vzduch – voda, prípadne vzduch – vzduch, ktoré získavajú teplo z okolitého vzduchu.

Chladenie vzduchom

Tepelné čerpadlo vzduch – vzduch je v princípe klasická klimatizácia a je to najjednoduchšie a najlacnejšie riešenie vykurovania tepelným čerpadlom. Chladí fúkaním vzduchu z vnútornej jednotky, najčastejšie umiestnenej nad dverami, čo môže byť pre niekoho nepríjemný pocit. Väčšina nástenných jednotiek je vybavená špeciálnymi senzormi, ktoré vedia po zaregistrovaní osoby v klimatizovanom priestore presmerovať prúd vzduchu mimo nej. Alebo, naopak, ak nezistí v miestnosti žiaden pohyb, po určitom čase prejde chladenie do útlmu.

Mnohé jednotky lákajú aj filtrovým vybavením. Uhlíkové filtre a ionizátory vzduchu však zvyčajne nemajú očakávaný účinok. Výsledný rozdiel medzi vzduchom, ktorý prejde takýmto filtrom a ktorý ním neprejde, je bežne nemerateľný. Existujú však modely so zabudovanou plnohodnotnou čističkou vzduchu a tie už dokážu kvalitne čistiť vzduch. Ich cena je však bežne o päťsto až tisíc eur vyššia.

Komfortnejší je systém kanálových jednotiek, keď sa teplo alebo chlad rozdistribuuje pomocou vzduchotechnických potrubí po chladenom objekte do požadovanej zóny. V tomto prípade si možno chladenie maximálne prispôsobiť – upraviť rýchlosť prúdenia vzduchu, rozviesť ho takým spôsobom, aby bol čo najneškodnejší a fúkal napríklad na okná. Navyše sa eliminuje hlučnosť, pretože vnútorná jednotka je umiestnená mimo klimatizovaných miestností a vhodným dimenzovaním potrubných rozvodov sa takmer úplne dá zamedziť šíreniu hluku cez ne.

Keď chladí voda

Tepelné čerpadlo vzduch – voda tiež dokáže okrem vykurovacej vody pripraviť aj chladiacu vodu a ňou ochladzovať interiér. Vonkajšia jednotka tepelného čerpadla vyzerá ako klasická klimatizácia, vnútorná je však takzvaný hydrobox s výmenníkom, odkiaľ sa chladená voda rozvádza rúrkami do koncového chladiaceho elementu. Na distribúciu chladu je vhodný ako koncový element stenový či stropný vykurovací systém, v ojedinelých prípadoch aj podlahové kúrenie, alebo fancoilové ventilátorové jednotky. Vzhľadom na kondenzáciu vlhkosti nemožno použiť klasické radiátory, čiastočne použiteľné by mohli byť nízkoteplotné, ale aj ich efektivita je veľmi nízka a zvyčajne zanedbateľná.

Fan-coily fungujú podobne ako pri klasickej klimatizácii. Do fan-coilu vstupuje studená voda ochladzovaná v tepelnom čerpadle, ventilátorom sa ofukuje tepelný výmenník a dopravuje chladný vzduch do priestoru. Plocha výmenníka je pomerne malá, preto musí mať jeho povrch veľmi nízku teplotu, bežne päť až desať stupňov Celzia, aby sa vzduch v miestnosti účinne vychladil. Na takomto studenom povrchu sa však zráža vlhkosť obsiahnutá v teplom vzduchu a na tvorbu kondenzátu sa spotrebuje približne 10 až 20 percent energie.

Efektívnejšie a účinnejšie je stenové chladenie alebo stropné, pretože odovzdá celý chladiaci výkon.

Rúrkovým registrom podobným podlahovému kúreniu v konštrukcii prúdi chladná kvapalina, ktorá ochladí plochu stropu či steny a od nich sa sálaním vychladí celá miestnosť. Teplota vody v rúrkach je pomerne vysoká, približne 17 až 22 stupňov Celzia, aby teplota stropu neklesla pod teplotu rosného bodu v interiéri. Inak by sa na ňom zrážala vzdušná vlhkosť, čím by klesla aj jeho efektivita a poškodili by sa stavebné konštrukcie a interiér, navyše by sa vytvorilo nezdravé prostredie s podmienkami na šírenie plesní a podobne. Chladiaca plocha stropu je mnohonásobne väčšia ako plocha tepelného výmenníka fan-coilov, preto sa aj pri jej vyššej teplote interiér príjemne ochladí.

Sofistikované modely tepelných čerpadiel vzduch – voda a vzduch – vzduch, môžu využívať aj odpadové teplo v rámci riadeného vetrania domu a fungovať ako rekuperačná jednotka.

Odborník radí: Peter Oslanec

Aký systém chladenia je najvhodnejší?

Chladenie domácnosti tepelným čerpadlom je vec komfortu. Dá sa to urobiť aj lacnejšie, montážou jedného fan-coilu na stenu, ktorý bez extra funkcií stojí dvesto – tristo eur. Napríklad spoločné kanálové fan-coily pre viacero miestností v spojení s tepelným čerpadlom sú už o niečo drahšie, navyše je problém vyregulovať systém tak, aby bola teplota v jednom priestore iná ako v druhom. Technicky je síce možné celý systém z hľadiska regulácie teplôt zautomatizovať, ale značne sa predraží. Potom je lepšie aj výhodnejšie stropné chladenie, pri ktorom sa podchladí celá stavebná konštrukcia a sálavým chladením udržiava priestor neprehriaty s minimálnou spotrebou energie.

Počas letnej sezóny dokáže chladiaci systém s tepelným čerpadlom v spojení s ideálnym chladiacim elementom dosiahnuť sezónne výkonové číslo SEER niekde okolo 10, čo znamená, že z jedného kilowattu elektrickej energie môžeme získať až 10 kW chladiacej energie. V zime zas v spojení s ideálnym vykurovacím systémom či elementom môžeme dosiahnuť sezónne výkonové číslo SCOP niekde okolo 6, čo znamená, že z jedného kilowattu elektrickej energie môžeme získať približne až 6 kW vykurovacej – tepelnej energie. Existujú systémy, ktoré dokážu súčasne chladiť i kúriť. Ich výhoda je, že v prechodnom období, pri vonkajšej teplote +15 °C, môžu byť južné miestnosti už prehriate a potrebujú schladiť, naopak, severné budete chcieť ešte dokurovať. A v tomto období je ich účinnosť výrazne vyššia ako ich SCOP či SEER.

Náročnejšie

Zariadenia využívajúce na kúrenie a ohrev vody teplo zo zeme alebo podzemných vôd sú náročnejšie na inštaláciu i vstupné investície. Dosahujú síce lepšie prevádzkové parametre a vyššiu úsporu prevádzkových energií, ale tvoria len časť skutočných nákladov na ich prevádzku. Pre bežné rodinné domy sa zvyčajne nevráti investícia do nich vzhľadom na vyššie nároky na údržbu. V pomere k vyšším investičným nákladom sa oplatia až pri vyšších výkonoch, napríklad 100 kW a podobne.

Autor: PEKNÉ BÝVANIE/Adela Motyková, pluska.sk