Všeobecne sú známe 3 základné druhy tepelných čerpadiel vzduch-voda, voda-voda, zem-voda. Každé z nich má svoje výhody aj nevýhody a pokúsim sa vysvetliť ich. Naša spoločnosť ale prichádza na trh s unikátnym tepelným čerpadlom, ktoré využíva výhody všetkých troch druhov tepelných čerpadiel. Ide o hybridné tepelné čerpadlo AUREL.
Hybridné tepelné čerpadlo AUREL
Ide o novinku, ktorú v najbližších dňoch uvádzame na trh ako prvá a jediná spoločnosť (celosvetovo).
Ponúkame tepelné čerpadlo, ktoré dokáže odoberať teplo zo vzduchu, z vody, aj zo zeme súčasne a združuje tak výhody všetkých troch typov tepelných čerpadiel.
Uvediem pár príkladov využitia takéhoto tepelného čerpadla, ktoré nás inšpirovali k jeho vývoju.
Príklad 1:
Klient má malý pozemok – na plošný kolektor by potreboval 6 árov, k dispozícii má len 3 áre. Podzemnú vodu nemá k dispozícii a hĺbkové vrty sú pre neho drahé. Vzhľadom na lokalitu (severné Slovensko) by bolo tepelné čerpadlo vzduch voda pre zimnú prevádzku pomerne neefektívne.
Navrhli sme mu hybridné tepelné čerpadlo, ktoré odoberá teplo zo vzduchu, ale aj zo zeme. Pokiaľ je to efektívne, využíva teplo zo vzduchu, ale bude mať aj plošný zemný kolektor, ktorý by mu ako jediný zdroj nestačil (lebo je malý), ale na vykrytie energetických špičiek (v čase, keď je tepelné čerpadlo vzduch-voda neefektívne) je aj ten malý kolektor dostatočný.
Oproti tepelnému čerpadlu typu vzduch-voda sa dosiahne výrazne vyššie COP (bude mať nižšiu spotrebu elektriny) a zabezpečí sa aj efektívnejšie chladenie objektu v letnom období.
Príklad 2:
Klient má malý pozemok, má ale studňu, ktorá má výdatnosť 0,2 l/s. Pre tepelné čerpadlo voda-voda by potreboval výdatnosť studne 0,4 l/s a hĺbkové vrty sú aj pre neho drahé.
Navrhli sme mu hybridné tepelné čerpadlo, ktoré odoberá teplo zo vzduchu, k tomu využije energiu podzemnej vody na vykrytie energetických špičiek a nemusí sa v čase najväčších zím využívať elektrošpirála (ako sa to štandardne rieši pri tepelných čerpadlách vzduch-voda).
Oproti tepelnému čerpadlu typu vzduch-voda sa dosiahne výrazne vyššie COP a zabezpečí sa aj efektívnejšie chladenie objektu v letnom období.
Príklad 3:
Klient má síce veľký pozemok, ale pekne upravený a nechce ho rozryť budovaním zemného kolektoru. Podzemnú vodu nemá k dispozícii a hĺbkové vrty sú pre neho drahé. Býva na lazoch, kde sú zimy tuhé, čo nie je pre tepelné čerpadlá vzduch – voda ideálne. Pre voľbu štandardného tepelného čerpadla je to skoro neriešiteľný problém. Tento klient ale chová kone, ktoré neustále tvoria celkom slušnú kopu hnoja. Nie je síce až tak veľká, aby mohla byť zdrojom tepla pre celý domček, ale tie najväčšie zimy nám pomôže preklenúť.
Navrhli sme mu hybridné tepelné čerpadlo, ktoré odoberá teplo zo vzduchu – pokiaľ je to efektívne, k tomu vybuduje „hnojový kolektor“ – čiže rúrky s chladiacou vodou položí na dno hnojovej jamy. „Hnojový kolektor“ by mu ako jediný zdroj nestačil, ale na vykrytie energetických špičiek (v čase, keď je tepelné čerpadlo vzduch-voda neefektívne) je aj tá malá kopa hnoja dosť veľká.
Oproti tepelnému čerpadlu typu vzduch-voda sa dosiahne výrazne vyššie COP, bez nutnosti použitia elektrošpirály na vykrytie energetických špičiek.
A na jar, keď sa oteplí – použije vymrazený hnoj na pohnojenie pasienkov.
Verím, že podobné využitia hybridného tepelného čerpadla si viete predstaviť aj pri svojom domčeku a určite si viete predstaviť kam ponoríte rúrku s chladiacou vodou – či do zeme na malom pozemku, či do kopy hnoja, alebo vsakovacej jamy za čističku odpadových vôd alebo Vás napadne iné originálne riešenie.
Pre lepšie pochopenie, prečo ponúkame hybridné tepelné čerpadlo AUREL, pokúsim sa v ďalšej časti zjednodušene vysvetliť ako fungujú základné tri druhy tepelných čerpadiel a aké výhody, alebo nevýhody má použitie každého z nich.
Tepelné čerpadlá vzduch-voda
Tieto tepelné čerpadlá odoberajú teplo z vonkajšieho vzduchu a prenášajú ho do vykurovacej sústavy.
Výhodou týchto tepelných čerpadiel je ich jednoduchá inštalácia, ich veľká ponuka na našom trhu a aj pomerne nízka celková cena celého zdroja tepla.
Hlavnou nevýhodou týchto tepelných čerpadiel je fakt, že čím je vonku chladnejšie, tým pracuje tepelné čerpadlo menej hospodárne (dosahuje nižšie hodnoty COP) a zároveň dokáže zabezpečiť menej tepla. Pritom, čím je vonku väčšia zima, tým viac tepla samozrejme potrebujeme na vykúrenie domu. Výsledok je ten, že čím viac tepla potrebujeme, tým ho menej vieme vyrobiť tepelným čerpadlom, ktoré spotrebuje viac elektriny na svoju činnosť a zbytok tepla, ktoré nedokáže zabezpečiť tepelné čerpadlo sa štandardne zabezpečuje elektrošpirálou, ktorá zabezpečuje teplo najdrahšou energiou – elektrickou.
Napriek uvedeným nedostatkom sa dá dosiahnuť pri dobrých inštaláciách tepelných čerpadiel vzduch-voda v rodinných domoch na južnom Slovensku (teplejšie oblasti) spotreba elektriny na vykurovanie a ohrev vody na úrovni 35% oproti riešeniu s lacným elektrokotlom, alebo elektrickým podlahovým vykurovaním.
Ďalším prínosom oproti elektrickému vykurovaniu je možnosť využiť tepelné čerpadlo vzduch voda v lete na chladenie, pričom spotreba elektriny na chladenie je porovnateľná s bežnými klimatizačnými jednotkami, takže v jednom zariadení máte dve funkcie.
Pri výbere tepelného čerpadla si ale treba dať pozor na jeho správne parametre, lebo názvy tepelných čerpadiel vzduch-voda väčšinou vytvárajú u zákazníkov vyššie očakávania výkonu a efektívnosti, ktoré v praxi nie sú dosahované. Túto tému som opísal v prvej časti príspevku a opäť zdôrazňujem: Dajte si pri výbere tepelného čerpadla poradiť odborníkom. My nazývame veci správnym menom.
Tepelné čerpadlá voda-voda
Tieto tepelné čerpadlá odoberajú teplo z vody – väčšinou podzemnej a prenášajú ho do vykurovacej sústavy. Odber tepla z podzemnej vody sa väčšinou rieši pomocou studní, kde z jednej (alebo viacerých) čerpáme podzemnú vodu, ktorú pomocou tepelného čerpadla ochladzujeme (odoberáme z nej teplo) a ochladenú vodu vypúšťame do druhej studne (môže ich byť viac).
Výhodou tohto riešenia je skutočnosť, že podzemná voda má celý rok (aj v zime) teplotu cca +8 až +13°C, takže v zimnom období tepelné čerpadlo v takejto sústave pracuje oveľa efektívnejšie ako tepelné čerpadlo vzduch-voda, ktoré odoberá teplo zo vzduchu, ktorý môže v zime dosahovať aj teploty pod -20°C.
Nevýhodou riešenia je nutnosť vytvorenia sústavy studní s vysokou výdatnosťou, ktoré ale nie je možné vybudovať na väčšine pozemkov na Slovensku. Ideálnymi lokalitami pre takéto riešenie sú oblasť Žitného ostrova a oblasti v tesnej blízkosti riek.
Ďalšou nevýhodou je veľakrát kvalita podzemnej vody, ktorá môže spôsobovať zanášanie, alebo koróziu výmenníkov tepla, filtrov, zariadení, čo môže mať negatívny vplyv na prevádzkové náklady zdroja tepla.
Vďaka vyrovnanej teplote podzemnej vody sa dá dosiahnuť pri dobrých inštaláciách tepelných čerpadiel voda-voda v rodinných domoch spotreba elektriny na vykurovanie a ohrev vody na úrovni 25% oproti riešeniu s lacným elektrokotlom, alebo elektrickým podlahovým vykurovaním.
Ďalším prínosom oproti elektrickému vykurovaniu je možnosť využiť podzemnú vodu na chladenie. Pri chladení podzemnou vodou ale vzniká výhoda aj oproti tepelným čerpadlám vzduch voda, pretože podzemná voda už vychladená je, stačí ju prečerpávať cez chladiacu sústavu objektu. Nie je teda potrebné chlad „vyrábať“ za pomoci kompresorov (ktoré majú veľkú spotrebu elektriny) v klimatizačných jednotkách, alebo tepelných čerpadlách vzduch-voda.
Tepelné čerpadlá zem-voda
Tieto tepelné čerpadlá odoberajú teplo zo zeme a prenášajú ho do vykurovacej sústavy. Odber tepla zo zeme sa väčšinou rieši pomocou plošného zemného kolektoru, alebo hĺbkového vrtu. Oba spôsoby fungujú podobne ako podlahové vykurovanie, kde v rúrkach cirkuluje vykurovacia voda – ohrieva podlahu a teplá podlaha ohrieva vzduch v miestnosti. Pri zemnom kolektore je to presne naopak – v rúrke cirkuluje chladiaca voda, ktorá sa od zeme ohrieva (ochladzuje zem), táto ohriata voda sa dodáva do tepelného čerpadla, ktoré z nej odoberie teplo (vychladí ju) a znovu ju pošle na ohriatie do zemného kolektoru. Ak máme dosť veľký pozemok vedieme rúrky v zemi, v hĺbke minimálne 1,5 m „krížom-krážom“ po pozemku a vytvoríme tak plošný zemný kolektor.
Ak nemáme dosť veľký pozemok, urobí sa do zeme vrt hlboký väčšinou 100 m, to vrtu sa zavedie rúrka, vrt sa vyplní zeminou (bentonitom) a vznikne podobná sústava ako plošný kolektor, len rúrky s chladiacou vodou neťaháme 100 metrov doprava-doľava, ale 100 metrov do zeme a zo zeme. Pre najmenšie bungalovy stačí jeden vrt, pre väčšie domy ich treba viac.
Výhodou čerpania tepla zo zeme je skutočnosť, že zem už v hĺbke okolo 2 metrov má celý rok (aj v zime) teplotu cca +8 až +10°C, takže v zimnom období tepelné čerpadlo v takejto sústave pracuje oveľa efektívnejšie ako tepelné čerpadlo vzduch-voda, ktoré odoberá teplo zo vzduchu, ktorý môže v zime dosahovať aj teploty pod -20°C.
Výhodou oproti tepelným čerpadlám voda-voda je že nepotrebujete sústavu výdatných studní, ktorá sa na väčšine pozemkov nedá zrealizovať. Ďalšia výhoda je, že v potrubiach zemného kolektoru cirkuluje upravená voda, ktorá nespôsobuje zanášanie technológie.
Sústavy tepelných čerpadiel zem-voda sú najspoľahlivejšie, vykazujú najmenej porúch, majú najmenšie prevádzkové náklady zo všetkých spôsobov inštalácií tepelných čerpadiel.
Nevýhodou tepelných čerpadiel zem -voda v kombinácii s plošným zemným kolektorom je nutnosť mať veľký pozemok (približne 4 násobok vykurovanej plochy), čo býva v prímestských zástavbách problém, pretože pri najmenších bungalovoch potrebujete plochu pozemku cca 5 árov.
Nevýhodou tepelných čerpadiel zem – voda v kombinácii s hĺbkovými vrtmi je len ich cena. Ide o najdrahšie riešenie, ktoré je ale spoľahlivé, nevyžaduje veľký pozemok, umožňuje lacnú prevádzku nielen vykurovania, ale aj chladenia. Cena sústavy hĺbkových vrtov pre tepelné čerpadlo zem-voda s výkonom 10 kW je na úrovni cca 15 000 Eur.
Aký typ tepelného čerpadla si vybrať?
Každý druh má svoje výhody, aj nevýhody, výber preto nie je jednoduchý. Pri domoch na veľkých pozemkoch nám vychádza pomer investície a prevádzkových nákladov najvýhodnejšie vždy pre tepelné čerpadlo zem – voda s plošným kolektorom. Kto taký pozemok má – treba to využiť. Väčšina ho ale nemá a potom už musíte robiť kompromisy.
Použijem lacné vzduchové tepelné čerpadlo pri ktorom budem mať vyššiu spotrebu elektriny?
Alebo čerpadlo so sústavou hĺbkových vrtov pri ktorom miniem málo elektriny a budem mať bezproblémovú prevádzku, ale je to veľmi drahé?
Každý sa rozhodne inak, ale tie rozhodnutia sú veľmi ťažké a nikdy Vám neprinesú úplnú spokojnosť s riešením.
Naša spoločnosť ponúka riešenie tohto problému – hybridné tepelné čerpadlo AUREL.
S nami sa dajú riešiť neštandardné inštalácie tepelných čerpadiel. Tešíme sa na spoluprácu pri vymýšľaní nových aplikácii pre naše hybridné tepelné čerpadlo AUREL, spolu s Vami – našimi klientami.
