Princíp činnosti tepelného čerpadla
Tepelné čerpadlo je zariadenie, ktoré využíva nízkoteplotnú energiu, ktorej je okolo nás neobmedzené množstvo. Teplo odoberá zo vzduchu z vody, alebo z pôdy (odvádza ho z nižšej teplotnej hladiny do vyššej teplotnej hladiny).
Tepelné čerpadlo energiu nevyrába, len ju prečerpáva na vyššiu teplotnú úroveň, pri spotrebe určitého množstva elektrickej energie. V praxi to znamená, že na získanie 1 kW tepla potrebujeme len 0,20 až 0,30 kW elektrickej energie čo pri vhodných podmienkach dokáže ušetriť 50 až 80 percent nákladov na vykurovanie a ohrev pitnej vody. Prečerpanú energiu tak získava takmer zadarmo. Pri tepelnom čerpadle tepelný výkon z 1 kW elektrickej energie závisí od hodnoty COP (koeficient účinnosti tepelného čerpadla – výkonové číslo). Priemerná hodnota COP sa pohybuje okolo 3 – 5. To znamená, že energia vyrobená z tepelného čerpadla je 3 – 5 krát lacnejšia ako energia z priameho elektrického vykurovania.
Typy tepelných čerpadiel - výhody/nevýhody
Tepelné čerpadlo zem/voda
Odoberá nízkoteplotnú energiu z pôdy prostredníctvom plošných kolektorov (hadíc), alebo hĺbkových zemných vrtov naplnených nemrznúcou zmesou, ktorá prenáša teplo medzi zemou a tepelným čerpadlom.
Výhody: na prvý pohľad nižšia spotreba elektriny pri prevádzke (treba zohľadniť aj energiu na pohon obehových čerpadiel zemných kolektorov), nižšie zriaďovacie náklady samotného tepelného čerpadla (ak neberieme do úvahy zemné práce pri ukladaní plošných kolektorov alebo vrtov), stabilný výkon a preto aj vyššie vykurovacie COP.
Nevýhody: systém s plošnými kolektormi vyžaduje dostatočne veľký pozemok min. 300 – 400 m² s možnosťou výkopu do potrebnej hĺbky zohľadňujúc pritom rozmiestnenie možných ďalších stavieb (bazén, garáž), vymrazovanie pôdy v okolí kolektorov - nemožnosť výsadby teplomilných rastlín (potrebná regenerácia zeme v prípade celoročnej prevádzky – TÚV, bazén), vyššie investičné náklady na realizáciu vrtov, nutnosť obstarania stavebného povolenia pre vrty.
Tepelné čerpadlo voda/voda
Odoberá teplo zo spodnej alebo geotermálnej vody, ktorá je prečerpávaná cez výmenník tepelného čerpadla a je vrátená späť do zeme.
Výhody: na prvý pohľad nižšia spotreba elektriny pri prevádzke (treba však zohľadniť aj energiu na pohon studničného čerpadla), nižšie zriaďovacie náklady samotného tepelného čerpadla (treba však prirátať náklady na realizáciu čerpacieho a vsakovacieho vrtu, studničné čerpadlo a účinnú filtráciu vody), stabilný výkon a preto aj vyššie vykurovacie COP.
Nevýhody: realizácia čerpacieho a vsakovacieho vrtu s trvalou výdatnosťou min. 0,5 l/sec vrámci jedného pozemku tak aby sa navzájom neovplyvňovali, nižšia životnosť komponentov pre čerpanie vody (čerpadlá, filtre), vyššie náklady na servis z dôvodu nutných kontrol a údržby (čistenie výmenníkov a filtrov, využitie je možné iba v lokalitách s dostatkom vody (spodnej, geotermálnej, technologickej).
Tepelné čerpadlo vzduch/voda
Odoberá energiu priamo z vonkajšieho vzduchu a získané teplo využíva pre ohrev vody vo vykurovacom systéme alebo v zásobníku pitnej vody.
Dá sa povedať, že práve tepelné čerpadlá vzduch/voda sú z hľadiska progresívneho vývoja a inovácií v poslednom období veľmi preferovaným a vyhľadávaným zdrojom vykurovania a ohrevu pitnej vody a prípadne aj chladenia. Sú jednoduchou a rýchlou voľbou nielen pre rodinné domy, ktoré tak nie sú limitované žiadnymi externými zdrojmi energie alebo priestoru, ale aj pre náročné výrobné prevádzky alebo obchodné priestory. Dajú sa inštalovať v krátkom čase a prakticky kdekoľvek.
Výhody: jednoduchá a rýchla inštalácia, bez nárokov na veľkosť pozemku alebo vodného zdroja. Nižšie a hlavne konečné zriaďovacie náklady v porovnaní s tepelnými čerpadlami zem/voda alebo voda/voda (žiadne vrty ani studne). Jednoduché využitie pre chladenie v letnom období. Nízke prevádzkové náklady v porovnaní s elektrickým alebo plynovým vykurovaním. V konečnom dôsledku zrovnateľné aj lepšie prevádzkové náklady oproti systémom zem/voda a voda/voda ak do celkovej bilancie prirátame výkonné obehové čerpadlá potrebné na obeh primárneho média.
Nevýhody: u split systémov je potrebné prepojiť vonkajšiu a vnútornú jednotku chladivovým potrubím ako pri klimatizácii (realizuje chladiarenská odborná firma).
Pri systéme vzduch/voda od výrobcu Mitsubishi Electric je možné s technológiou tepelného čerpadla ZUBADAN vykurovať do vonkajšej teploty vzduchu až -28°C, kde 100 % výkonu čerpadla pracuje do vonkajšej teploty až do -15°C bez použitia bivalentného dohrevu z ďalšieho zdroja a pri -25°C dosahuje ešte stále 75 % menovitého výkonu. Samozrejmosťou prevádzky ZUBADANU je výroba teplej pitnej vody s teplotou 60°C, ale aj tichosť vonkajšej jednotky (len 45 dB) a preto vhodný aj do radovej zástavby. Celý systém pracuje v plnoautomatickej prevádzke s možnosťou ovládania cez wi-fi sieť a internet. Nový systém vstrekovania chladiva, špeciálne uloženie a tvar potrubia vo výparníku spolu s energetickou efektivitou A++ radia výrobcu Mitsubishi Electric dlhodobo na špičku kvality aj hodnotenia spotrebiteľov.
Tepelné čerpadlo vzduch/vzduch
Tepelné čerpadlo vzduch/vzduch je ďalším veľmi progresívnym zdrojom kúrenia a zároveň chladenia. Pre jeho univerzálnosť sa používa takmer vo všetkých oblastiach občianskej či priemyselnej vybavenosti. Tepelné čerpadlo odoberá teplo z vonkajšieho vzduchu a ohrieva, alebo chladí vnútorný vzduch bez použitia klasického konvenčného vykurovacieho alebo chladiaceho systému a dosahuje väčšinou preto aj vyšší vykurovací faktor ako ostatné tepelné čerpadlá. Systém Mr. Slim+ od Mitsubishi Electric umožňuje napríklad aj využitie odpadového tepla z klimatizácie na ohrev pitnej vody. Pri takejto prevádzke môže dosiahnuť faktor COP až 7,0.
Ďalšia vychytávka od značky Mitsubishi Electric je tepelné čerpadlo vzduch/vzduch Hyperheating umožňujúce prevádzku do vonkajšej teploty -15°C so 100 % výkonom a garantovanou prevádzkou do vonkajšej teploty až -25°C. Je zaujímavé, že je veľmi obľúbené práve u obyvateľov severských škandinávskych krajín.
Výhody: najnižšia obstarávacia cena v porovnaní s ostatnými typmi tepelných čerpadiel. Jednoduchá a rýchla inštalácia. Tepelné čerpadlo je zvyčajne vybavené aj funkciou chladenia. Môžu sa tu využiť aj ďalšie doplnkové funkcie ako odvlhčovanie alebo čistenie a ionizácia vzduchu. Netreba inštalovať klasické konvenčné kúrenie a tým aj veľká úspora nákladov pri stavbe objektu.
Nevýhody: počet vnútorných jednotiek pripojiteľných k jednej vonkajšej jednotke je obmedzený. Systém nie je vhodný pre objekty s veľkým počtom malých miestností.
Všetky súčiastky pre tepelné čerpadlá a klimatizácie Mitsubishi Electric sú od začiatku vyrábané a testované pre potreby Mitsubishi Elecric a zaručujú tak potrebnú kompaktibilitu, vysokú kvalitu a dizajnovú úroveň týchto výrobkov. Značka Mitsubishi Electric je už viac ako 100 rokov synonymom kvality a tvorí nadčasového lídra na celosvetovom trhu.