Tepelná čerpadla

Obecně o tepelných čerpadlech

---

Na následujících řádcích si stručně vysvětlíme, na jakém principu fungují tepelná čerpadla, s jakými typy nebo provedeními tepelných čerpadel se můžeme setkat, a další některé užitečné informace.

Jaké rozlišujeme druhy tepelných čerpadel?

Celkem se můžeme setkat se třemi základními druhy tepelných čerpadel. Liší se pouze podle primárního zdroje, odkud odebírají potřebnou tepelnou energii pro svůj provoz (země, voda a vzduch). Nejčastějším, a nyní nejrozšířenějším typem pro naši zeměpisnou šířku jsou právě tepelná čerpadla vzduch/vzduch a vzduch/voda. Nízkopotenciálním zdrojem tepla pro tepelná čerpadla je okolní vzduch. Účinnost těchto čerpadel je tedy již z principu zásadně ovlivněna průměrnými teplotami okolního vzduchu v dané oblasti. Velkou výhodou je všudypřítomný vzduch, snadná instalace a pro naši zeměpisnou oblast s vyššími průměrnými teplotami také velmi dobrá účinnost. Dalším nejrozšířenějším typem tepelných čerpadel jsou země/voda. Nízkopotenciálním zdrojem tepla je země, kde tepelnou energii odebíráme pomocí vrtů nebo zemních kolektorů. Účinnost těchto tepelných čerpadel je v průběhu roku téměř neměnná, a proto se využívají spíše v oblastech s nižšími průměrnými teplotami. Instalace takovéhoto typu čerpadla je značně náročnější, a tudíž i investičně mnohem nákladnější, výhodou však zůstává bezesporu velmi dobrá účinnost v průběhu celého roku. Posledním nejméně častým druhem tepelných čerpadel jsou voda/voda, kde zdrojem může být např. studna nebo jiný vodní zdroj. Účinnost těchto zařízení bývá zpravidla nejvyšší, ale velkou nevýhodou zůstává velmi malá dostupnost tohoto zdroje s dostatečným množstvím kvalitní vody, která má značný vliv na živostnost a spolehlivost tepelného čerpadla.

Jaké jsou provedení tepelných čerpadel?

Podle provedení rozlišujeme tepelná čerpadla vzduch/voda na tzv. kompaktní a splitové. U kompaktního provedení tepelných čerpadel je tepelný výměník chladivo/voda (v tomto případě kondenzátor) integrován uvnitř venkovní jednotky. Chladivový okruh je tak pevně uzavřen ve venkovní jednotce a propojení mezi venkovní a vnitřní jednotkou je pomocí vodního vedení. Toto provedení však přináší svá úskalí z hlediska zabezpečení co nejmenších tepelných ztrát a zajištění proti zamrznutí vodního vedení ve venkovním prostředí. Proto tepelná čerpadla v kompaktním provedení jsou určena spíše pro oblasti s vyššími průměrnými teplotami. Velkou výhodou těchto tepelných čerpadel je rychlá a snadná montáž. Pro naše podmínky je mnohem využívanější tzv. splitové provedení. Tepelný výměník chladivo/voda (kondenzátor) je integrován uvnitř vnitřní jednotky (tzv. v hydraulickém modulu, který je umístěn uvnitř vytápěného objektu). U splitového provedení tepelného čerpadla je propojení mezi venkovní a vnitřní jednotkou pomocí vedení chladiva, které lze libovolně natáhnout s minimálními tepelnými ztrátami až na vzdálenost např. 75 m od vnitřní jednotky (dle typu zařízení). Venkovní jednotku tepelného čerpadla je tak možné velmi snadno umístit kdekoli v okolí vytápěného objektu. Prostřednictvím chladiva R 410A, které díky svým vlastnostem nezamrzá, není potřeba žádná ochrana proti zamrznutí.

Princip tepelného čerpadla vzduch/voda

Jak už jsme se výše zmínili, tepelná čerpadla typu vzduch/voda jsou pro naše zeměpisné podmínky u nás nejrozšířenější. Jejich nespornou výhodou je jejich nižší pořizovací cena a nejméně náročná instalace v porovnání s ostatními tepelnými čerpadly. Tím je i zásadně ovlivněna investiční návratnost těchto zařízení, která je nejkratší a z pravidla bývá 5 až 7 let dle typu zařízení. Tepelná energie se v jejich případě čerpá z okolního vzduchu v blízkosti vytápěného objektu. Díky stále novým technologiím lze nyní tyto zařízení provozovat i při velmi nízkých venkovních teplotách (některá tepelná čerpadla mají garantovaný operační provoz až do venkovní teploty -28 °C).

Zjednodušený princip fungování tepelného čerpadla si můžeme vysvětlit následovně. Ventilátory umístěné ve venkovní jednotce tepelného čerpadla nasávají okolní venkovní vzduch a přivádí ho k tepelnému výměníku (výparník). Kapalné chladivo, které proudí výparníkem je chladnější než přiváděný okolní vzduch a tepelná energie tedy přechází ze vzduchu do chladiva a dochází tak k jeho vypařování (odtud výparník). Plynné chladivo je nasáváno a navíc k tomu stlačeno kompresorem. Během této komprese se zvyšuje nejen teplota ale i zároveň tlak chladiva. Přehřáté páry pak proudí do druhého tepelného výměníku (kondenzátor), kde předá tepelnou energii do otopného systému a chladivo tak opět zkapalní, neboli zkondenzuje (odtud kondenzátor). Navíc dále dojde pomocí expanzního ventilu k jeho prudkému snížení tlaku. Kapalné chladivo dále proudí znovu do výparníku a celý cyklus se opakuje.

Pravda, nebo mýtus?

Pravdou je, že díky stále novým technologiím, jsou nyní vlastnosti tepelných čerpadel typu vzduch/voda na tak vysoké technické úrovni, že jsou nyní již zpravidla schopné monovalentně (bez pomocného zdroje) vytápět objekt a nahřívat teplou vodu kompletně v průběhu celého roku a to až do venkovní teploty -15 °C. Celková účinnost těchto zařízení, je tak mnohem vyšší než dosahovali dříve např. klasická tepelná čerpadla, kde pomocný zdroj (nejčastěji elektrokotel), byl nedílnou součástí každého tepelného čerpadla, který se vždy podílel na provozu už od teploty např. -5 °C venkovního vzduchu. U starších tepelných čerpadel dále zabraňovalo jejich většímu využití např. problém se zamrzáním, nebo velmi nízká výstupní teplota topné vody, která znemožňovala nejen nahřátí zásobníku teplé vody na vyšší teplotu, ale i čas který byl potřebný pro nahřátí zásobníku, byl neúměrně dlouhý a tudíž pro běžný provoz nevyužitelný. Jelikož rychlost ohřevu teplé vody v zásobníku, značné ovlivňuje míru komfortu a náklady na ohřev teplé vody mohou dokonce v některých případech činit až 1/3 všech nákladů na vytápění, tak se využívali spíše pouze jako předehřev. V dnešní době je ohřev teplé vody pro většinu tepelných čerpadel naprostou samozřejmostí a dosahují dnes běžně výstupní teploty topné vody až 55 °C do -15 °C venkovní teploty. Pravdou však stále zůstává, že i nadále jsou záložní zdroje součástí většiny tepelných čerpadel a to převážně pouze pro zvláštní případy jako je např. program Legionella pro zásobníky teplé vody, nebo pro neočekávané poruchy na tepelném čerpadle. Tímto je zajištěn maximální možný tepelný komfort a zabezpečen bezproblémový provoz vytápění vč. zajištění teplé vody i v případě krátkodobě velmi nízkých venkovních teplot, nebo výpadku tepelného čerpadla. Kompletní správu nad tímto záložním zdrojem má vždy uživatel obvykle u každého lepšího tepelného čerpadla.

Ekologická šetrnost tepelných čerpadel

Jednou z mnoha dalších výhod všech tepelných čerpadel je jejich nenáročný provoz či ekologická šetrnost. Většina tepelných čerpadel, která se dnes na trhu nabízejí, jsou vybavena těmito nejmodernějšími technologiemi, které nejen ušetří Vaše náklady za vytápění a ohřev teplé vody, ale zároveň jsou také velmi komfortní a navíc šetrná k životnímu prostředí.

Unikátní patentované technologie od Mitsubishi Electric

Jedním z největších světových výrobců tepelných čerpadel v současnosti na trhu je právě Mitsubishi Electric. Nejen v této ale i v dalších oblastech patří mezi světovou špičku a neustále přichází s novými standardy a technologiemi. Díky těmto jedinečným technologiím, které stále ve větší míře využívají i ostatní dodavatelé a výrobci na trhu je tento sortiment s tepelnými čerpadly neustále na vzestupu a jejich využití v praxi stále roste.

Zpět na začátek stránky