Sháníte tiché tepelné čerpadlo? Náš tip je značka Buderus

Ještě nedávno vzácný a dnes už téměř běžný zdroj tepla pro vytápění a ohřev vody je tepelné čerpadlo. Toto zařízení – stručně řečeno – v topné sezóně odjímá teplo venkovnímu vzduchu, který je tak ochlazován, zatímco interiér budovy a užitková voda jsou takto získaným teplem ohřívány. Značka Buderus patří do absolutní špičky v účinnosti i designu těchto zařízení.

Když tepelné čerpadlo během svého koloběhu ochladí chladný venkovní vzduch (zdroj tepla) o objemu 100 m3 a teplotě 0 °C na teplotu -10 °C, získá tak teplo, kterým lze ohřát 1 m3 vnitřního vzduchu o teplotě 20 °C až na teplotu 120 °C. To říká zákon zachování energie.

Jiný zákon ale popisuje proveditelnost popsaného děje. Za běžných okolností popsaný děj neprobíhá spontánně, podobně jako nelze ze studny s vodní hladinou několik metrů pod zemským povrchem spontánně přivést vodu potrubím až do nadzemních pater budov. Nicméně proveditelné to je: musíme ale vzít na pomoc vodní pumpu, která vodu vynese až do požadovaného patra. To se v praxi realizuje dostatečným přetlakem v podzemní vodovodní síti.

Princip tepelného čerpadla

V případě tepelného čerpadla odebíráme teplo z chladného venkovního zdroje tepla (vzduchu, země a řidčeji vody – studna, rybník či vodoteč), které tím ochladíme, a získaným teplem pak ohřejeme vnitřní otopné médium (voda nebo vzduch). Když tepelné čerpadlo ochladí 1 000 m3 venkovního vzduchu o 5 °C, získaným teplem pak ohřeje až 500 m3 vnitřního vzduchu o 10 °C. Tento děj (ohřívání těles chladnějším zdrojem tepla) ovšem neprobíhá spontánně, nýbrž vyžaduje určitý pracovní výkon; vynaložená práce je ale menší, než odpovídá čerpanému teplu.

Základní rozdělení tepelných čerpadel

Kompaktní TČ: U tohoto řešení je tepelný výměník chladivo/voda (v tomto případě kondenzátor) integrován ve venkovní jednotce. Chladivový okruh je tak pevně hermeticky uzavřen ve venkovní jednotce, která je s vnitřní jednotkou spojena vodním vedením. Tím se výrazně snižuje riziko potenciálního úniku chladiva. Možnou nevýhodou je nebezpečí zamrznutí, které, jak říká pan Šubrt, produktový specialista značky Buderus, se řeší např. řízením chodu tak, aby teplota otopné vody neklesla pod stanovenou mez.

Mezi nesporné výhody patří montáž. Je snadná a rychlá, bez nutnosti na ni mít topenáře s rozšířenou kvalifikací. Navíc náklady na pořízení jsou nižší než u TČ splitového.

Pro naše prostředí je deklarováno jako vhodné následující řešení:

Příklad: Kompaktní tepelné čerpadlo vzduch - voda s integrovaným zásobníkem teplé vody 190 l Logatherm WLW196i-4 AR S+ T190 Comforttopný výkon 5,5 kW a topný faktor COP 4,25.

To znamená, že tepelné čerpadlo dodává do vytápěného prostoru při topném výkonu 5,5 kW jmenovitě 4,25x více tepla, než kolik spotřebuje elektřiny ke svému provozu. To platí za standardních podmínek, kdy vnitřní klima není ani přetápěné, ani podchlazené. Venkovní teplota se pak vztahuje k dlouhodobému teplotnímu průměru venkovní teploty v „otopném“ období.

Novější verze tohoto zařízení je kompaktní tepelné čerpadlo vzduch–voda Logatherm WLW196i AR S+, které využívá obnovitelnou energii a nabízí vysoký tepelný komfort, reprezentovaný dvěma stupni výkonu 4 kW a 6 kW pro novostavby (do 220 m2) i pro modernizaci a také nový design s integrovaným hlukovým difuzorem pro tichý provoz s inovativním systémem MyEnergyMaster a fotovoltaikou jako systémovým rozšířením do 60 % úspory elektrické energie v domácnosti.

Splitové TČ: Zde je tepelný výměník chladivo/voda (kondenzátor) integrován uvnitř vnitřní jednotky (v hydraulickém modulu, který je ve vytápěném objektu). Propojení mezi venkovní a vnitřní jednotkou je pak pomocí vedení chladiva, které lze libovolně natáhnout s minimálními tepelnými ztrátami až na vzdálenost např. 75 m od vnitřní jednotky (dle typu zařízení).

Možnou nevýhodou je vyšší pořizovací cena a nutnost sehnat topenáře s rozšířenou kvalifikací, který nám TČ nainstaluje a uvede do chodu.

Mezi výhody patří, že venkovní jednotku tepelného čerpadla je možné umístit kdekoli v okolí vytápěného objektu. Díky chladivu, které nezamrzá, pak není třeba žádné ochrany proti zamrznutí.

Splitové Tepelné čerpadlo vzduch-voda Logatherm WPLS.2

Splitová tepelná čerpadla řady Logatherm WPLS.2 jsou unikátní svým děleným řešením. Skládají se ze dvou modulů, venkovního a vnitřního, které jsou dále spojeny potrubím s teplonosnou látkou. Kompaktní rozměry venkovního modulu umožňují montáž téměř kamkoliv. Se splitovými tepelnými čerpadly WPLS.2 dosáhnete vyšší úspory energie při zachování stejné tepelné pohody.

Ohřev vody pomocí tepelného čerpadla

Významným spotřebitelem energie je také voda, přesněji její ohřev v bojleru nebo v kuchyni při vaření. Voda v tekutém stavu má totiž mezi běžnými látkami výrazně nejvyšší měrnou tepelnou kapacitu, vyjádřenou číslem 4 180 J/(kgK). Pro srovnání: líh (etanol) má jen 2 430 J/(kgK) a vzduch (0 °C teplý) jen 1 000 J/(kgK).

Lze tedy říct, že ohřev vody je energeticky náročný; dokonce mnohem náročnější, než temperování vnitřního vzduchu; nicméně množství ohřívané vody v bojleru je vedle objemu domovního vzduchu zanedbatelné, takže energetickou spotřebu bojleru většinou neřešíme. Nasazení tepelného čerpadla s topným faktorem COP 4,25, i když je tento faktor v režimu ohřevu vody na teplotu cca 60 °C znatelně nižší, je na každý pád levnější a ekologicky šetrnější, než přímý elektrický ohřev.

Splitové tepelné čerpadlo s tichým provozem? Logatherm WPLS.2 Comfort

Jinou pozoruhodnou předností tohoto tepelného čerpadla je velmi tichý provoz. To uvítá každý, kdo nemá k dispozici samostatnou technickou místnost, natož sklep či suterén pod obytným prostorem, kam lze vnitřní jednotku umístit.

Vnitřní a tichou jednotku celé splitové sestavy tepelného čerpadla lze tak umístit i uvnitř bytu, například do chodby nebo pracovní místnosti; venkovní pak na fasádu domu nebo pod okno. V zásadě lze říct, že pro každý obytný prostor lze navrhnout a realizovat vhodné tepelné čerpadlo pro vytápění a ohřev užitkové vody. A dodejme, že i pro účely letního chlazení.

Celoroční energetika domu, aneb letní chlazení

Česká energetika budov pracuje jen s teplotami venkovního vzduchu, což je pozoruhodně nepřesné. Neschopnost vidět sluneční záření a pracovat s ním způsobilo, že se neřeší letní přehřívání budov, ani vliv barev fasád a střech domů na energetiku budov, zejména letní.

Sluneční záření je přehlíženo i u zimní energetiky budov: Opomíjí se, že i zimní sluneční záření ohřívá fasádu, střechu i okna domů, a mění tak venkovní výpočtovou okrajovou podmínku, která je nepřesně zastoupena teplotou venkovního vzduchu. Oficiální stavební energetika nás tak umístila kamsi do doby ledové a přehlíží posuzování domů podle skutečné energetické (s)potřeby.

Návrh tepelného čerpadla by proto měl pracovat s fakty. Jedině tak nabídne uživatelům dobrou službu, to znamená požadovanou vnitřní teplotu bez ohledu na intenzitu slunečního záření nebo vliv chladivé oblohy.

Závěr

V tomto příspěvku byla na příkladu tepelných čerpadel vzduch – voda značky Logatherm popsána jejich funkce a energetická účinnost. V příštím příspěvku si blíže popíšeme tepelná čerpadla země – voda od stejné společnosti Buderus, která mají ve srovnání s již popsanými tepelnými čerpadly některé výhody i nevýhody.

— kontakty —

Bosch Termotechnika s.r.o.

Průmyslová 372/1, 108 00 Praha - Štěrboholy

T: +420 261 300 300
WWW: https://www.buderus.com/cz

Autor: RNDr. Jiří Hejhálek
Foto: archiv firmy