E-kniha: Tepelné čerpadlo pro váš dům - Robert Karlík

Tepelné čerpadlo

Robert Karlík

Tepelné čerpadlo pro váš dům

Vydala Grada Publishing, a.s.

U Průhonu 22, Praha 7

obchod@grada.cz, www.grada.cz

tel.: +420 220 386 401, fax: +420 220 386 400

jako svou 3643. publikaci

Odpovědná redaktorka Jarmila Baumová

Sazba Vladimír Velička

Fotografi e na obálce z archivu fi rmy Tepelná čerpadla IVT s.r.o.

Fotografi e v knize z archivu fi rem Tepelná čerpadla IVT s.r.o., Gerotop spol. s r.o.

a Termo Komfort s.r.o.

Počet stran 112

První vydání, Praha 2009

Vytiskly Tiskárny Havlíčkův Brod, a. s.

Husova ulice 1881, Havlíčkův Brod

© Grada Publishing, a.s., 2009

Cover Design © Grada Publishing, a.s., 2009

Názvy produktů, fi rem apod. použité v knize mohou být ochrannými známkami

nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků.

ISBN 978-80-247-2720-2

Velké poděkování patří panu Milanu Trsovi, který do knihy přispěl kapitolami 3.1, 3.2, 3.3,

dále pak Ing. Josefu Slováčkovi za odbornou korekturu a v neposlední řadě fi rmám Tepelná

čerpadla IVT s.r.o., Gerotop spol. s r.o. a Termo Komfort s.r.o, které do publikace poskytly

obrázky.

DOPORUČUJE TUTO PUBLIKACI ZÁJEMCŮM O INSTALACI

ÚSPORNÝCH VYTÁPĚCÍCH SYSTÉMŮ S TEPELNÝMI ČERPADLY.Tepelné čerpadlo pro váš dům

OBSAH

1 Tepelné čerpadlo obecně ............................................................. 7

1.1 Co je to tepelné čerpadlo ................................................................... 7

1.2 Historie a vznik ................................................................................... 7

1.3 Princip ................................................................................................. 8

1.4 Parametry tepelných čerpadel ........................................................... 9

2 Typy tepelných čerpadel ............................................................. 12

2.1 Tepelné čerpadlo typu země/voda .................................................. 12

2.2 Tepelné čerpadlo typu vzduch/voda ............................................... 13

2.3 Tepelné čerpadlo typu voda/voda ................................................... 16

2.4 Tepelné čerpadlo typu vzduch/vzduch ........................................... 16

2.5 Tepelná čerpadla s přímým odběrem tepla .................................... 17

3 Zdroje nízkopotenciálního tepla ................................................... 19

3.1 Zemní plošný kolektor .....................................................................20

3.2 Vrty – geotermální vertikální sondy ................................................30

3.3 Energetické piloty .............................................................................40

3.4 Spodní voda ......................................................................................43

3.5 Povrchová voda .................................................................................46

3.6 Venkovní vzduch ...............................................................................48

3.7 Odpadní a větrací vzduch ................................................................ 51

3.8 Sluneční kolektory ............................................................................52

4 Návrh, montáž a provoz tepelného čerpadla .................................... 53

4.1 Určení velikosti tepelného čerpadla ................................................53

4.2 Tepelná soustava ............................................................................... 57

4.3 Návrh vhodného ohřívače TV .........................................................60

4.4 Volba primárního zdroje tepla ........................................................ 61

4.5 Kapacita elektrické přípojky ............................................................ 64

4.6 Umístění tepelného čerpadla a řešení stavebních detailů .............66

4.7 Akumulace ........................................................................................ 71

4.8 Regulace ............................................................................................ 72

4.9 Montáž .............................................................................................. 72

4.10 Zkušební provoz ............................................................................... 74

Obsah

6 Tepelné čerpadlo pro váš dům

OBSAH

5 Využití tepelného čerpadla .......................................................... 75

5.1 Bivalentní zdroje tepla ..................................................................... 75

5.2 Ohřev bazénové vody a whirpoolů .................................................. 77

5.3 Kombinace ohřevu TV solárními kolektory

a tepelným čerpadlem ......................................................................79

5.4 Vzduchotechnika ..............................................................................80

5.5 Chlazení a klimatizace .....................................................................82

5.6 Nové trendy ve využívání tepelných čerpadel ................................ 84

6 Ekonomika tepelného čerpadla .................................................... 88

6.1 Plyn, kotel na biomasu nebo tepelné čerpadlo ..............................88

6.2 Náklady na energie v domácnosti ...................................................93

6.3 Návratnost solárního ohřevu teplé vody .........................................96

6.4 Ekonomika provozu tepelného čerpadla

s teplovodní krbovou vložkou ..........................................................98

6.5 Má volba topného systému vliv na ekonomiku provozu

tepelného čerpadla? ..........................................................................99

6.6 Možnost dotace z programů SFŽP ............................................... 100

7 Výběr tepelného čerpadla ......................................................... 101

7.1 Jak postupovat při výběru správného typu ................................... 101

7.2 Na co si dát pozor .......................................................................... 102

7.3 Porovnání nabídek od jednotlivých dodavatelů ........................... 105

KAPITOLA

1

TEPELNÉ ČERPADLO OBECNĚ

7Tepelné čerpadlo pro váš dům

1 Tepelné čerpadlo obecně

1.1 Co je to tepelné čerpadlo

Tepelná čerpadla jsou jedním z alternativních zdrojů obnovitelné energie. Odnímají

teplo z okolního prostředí vytápěného objektu (země, vzduchu, vody), převádějí

ho na vyšší teplotní hladinu a uvolněné teplo využívají pro vytápění a ohřev teplé

vody.

Tepelné čerpadlo se většinou skládá ze dvou částí – venkovní a vnitřní. Vnitřní

jednotku na první pohled nerozeznáte od běžného plynového kotle nebo ohřívače

vody. Nemá žádné zvláštní nároky na umístění ani velikost prostoru a zajišťuje

předávání tepla do topného systému. Venkovní část zajišťuje odebírání tepla ze

zvoleného „zdroje“ (země, vzduchu, vody). Velikost a podoba venkovní části závisí

na tom, z jakého zdroje se teplo získává (bude podrobněji probráno dále).

1.2 Historie a vznik

Základní myšlenku principu tepelné

ho čerpadla vyslovil již v roce 1852

Lord Kelvin ve své druhé větě termo

dynamické. Ta má několik částí, tou

nejdůležitější je ale tvrzení, že teplo se

šíří vždy ve směru od teplejší ke stu

denější části, čehož princip tepelného

čerpadla využívá.

První tepelné čerpadlo v podstatě

náhodou sestrojil americký vynález

ce Robert C. Weber. Když prováděl

pokus s nízkými teplotami, údajně se Obr. 1 Lord Kelvin

KAPITOLA

1

8 Tepelné čerpadlo pro váš dům

TEPELNÉ ČERPADLO OBECNĚ

omylem dotknul výstupního potrubí mrazicího stroje a to jej popálilo. Dále prý dotyčný Robert C. Weber zkoušel propojovat pokusný mrazák s bojlerem a místo mrazení začal experimentovat s ohříváním vlastního domu. Následně zkusil úspěšně čerpat teplo ze země pomocí zemních kolektorů. A jelikož ho výsledky velmi příjemně překvapily, v následujícím roce již dokonce prodal svůj starý kotel na uhlí. 1.3 Princip Laicky řečeno, tepelné čerpadlo lze přirovnat k principu chladničky. Ta odebírá teplo potravinám v ní uloženým a tímto teplem vytápí místnost, kde je umístěna. V případě tepelného čerpadla se teplo získává z okolního prostředí, nejčastěji prostřednictvím kapaliny – nemrznoucí směsi (většinou jde o prostý denaturovaný líh), která proudí v trubkách zakopaných v zemi a „natahuje“ teplo z okolí. Kapalina ohřátá „přírodním teplem“ se odvádí do výparníku tepelného čerpadla, kde se nízkopotenciální teplo předá chladivu kolujícímu uvnitř zařízení. To platí u systémů, kdy se tepelná energie obsažená v zemi přenáší do domu. Obdobně však lze teplo z venkovního vzduchu procházející výparníkem (připomíná to chladič v automobilu) odnímat přenosem do chladiva, a to i při velmi nízkých teplotách vzduchu. Chladivo se tím ve výparníku vypaří a vzniklý plyn je nasán kompresoSchéma 1 Princip tepelného čerpadla

Kompresor

Exp. ventil

Výparník Kondenzátor

1 kW

3 kW

4 kW

Voda

10/5

Voda

50/45

Zemní kolektor

Vrt

Spodní voda

Radiátory

Bojler

Bazén

KAPITOLA

1

TEPELNÉ ČERPADLO OBECNĚ

9Tepelné čerpadlo pro váš dům

rem. Kompresor tepelného čerpadla prudce stlačí o několik stupňů ohřáté plyn

né chladivo, a díky fyzikálnímu principu komprese, kdy při vyšším tlaku stoupá

teplota, jako teplotní výtah „vynese“ ono nízkopotenciální teplo na vyšší teplotní

hladinu cca 80 °C. Kompresorem zahřáté chladivo putuje do kondenzátoru, zde

předá teplo do topné vody k vytápění celého domu, ohřevu vody v bojleru nebo

bazénu a plynné chladivo změní svoje skupenství na kapalné. Z kondenzátoru

putuje kapalné chladivo přes expanzní ventil, kde se prudce ochladí, zpět do vý

parníku kde se opět ohřeje.

Tento cyklus se stále a rychle opakuje, což způsobuje, že tepelné čerpadlo skutečně

přečerpává teplo z vnějšího prostředí do vytápěného domu.

V praxi se také můžete setkat s označením primární a sekundární okruh. Primární

okruh je v podstatě ta část tepelného čerpadla, která je zakopaná v zemi, sekundární

okruh pak představuje topný systém.

V případě tepelných čerpadel vzduch/voda je primární okruh nahrazen přívo

dem venkovního vzduchu do zařízení pomocí ventilátoru, který je jejich nutnou

součástí.

1.4 Parametry tepelných čerpadel

Základním parametrem tepelných čerpadel je topný faktor (COP – Coeffi cient of

Performance). Toto bezrozměrové číslo vypovídá o „účinnosti“ tepelného čerpadla.

Jedná se o teoretický poměr mezi vyrobeným teplem a spotřebovanou elektrickou

energií. Čím je vyšší topný faktor, tím lepší je tepelné čerpadlo, protože jeho

provoz je levnější.

Toto číslo může nabývat u velmi dobrých tepelných čerpadel za optimálních pod

mínek až hodnoty 7. Běžně se topný faktor pohybuje v rozmezí od 2,5 do 5. Není

ovšem veličinou, která by byla k danému tepelnému čerpadlu jednou provždy

přiřazena. Mění se dle podmínek, v nichž tepelné čerpadlo pracuje.

Jako jednoduchý a názorný příklad si můžeme představit tepelné čerpadlo, které

má výkon 12 kW a na svůj provoz spotřebuje 3 kW. Topný faktor zjistíme z pros

tého výpočtu: 12/3 = 4.

Když se podíváme na příklad, kde za stejných podmínek porovnáme dvě tepelná

čerpadla a jedno bude mít např. topný faktor 4,5 a druhé 3,3 zjistíme, že to druhé

KAPITOLA

1

TEPELNÉ ČERPADLO OBECNĚ

10 Tepelné čerpadlo pro váš dům

spotřebuje pro svůj provoz zhruba o třetinu více elektrické energie než první, a tudíž jeho provoz je podstatně dražší. Topný faktor při provozu tepelného čerpadla může klidně kolísat mezi hodnotou 2 až 7. Vše je závislé na provozních podmínkách. Při výběru tepelných čerpadel je tedy třeba srovnávat srovnatelné. Při vyjádření topného faktoru se můžeme setkat např. s tímto zápisem: COP při 0 °C / 35 °C je 4,5 dle EN 14 511. Tento zápis přeložený do jazyka srozumitelného znamená, že se jedná o tepelné čerpadlo, které má při vstupu tekutiny o teplotě 0 °C z primárního okruhu, na výstupu do sekundárního okruhu tekutinu o teplotě 35 °C topný faktor 4,5. EN 14 511 znamená, že měření proběhlo v exaktních podmínkách dle metodiky normy EN 14 511. Různé typy tepelných čerpadel mají i různé hodnoty, při kterých se vzájemně srovnávají. Pro tepelná čerpadla typu vzduch/voda se parametry udávají při 2 °C/35 °C, pro tepelná čerpadla typu země/voda je to při 0 °C/35 °C a pro tepelná čerpadla typu voda/voda je to 10 °C/35 °C.

Tab. 1 Příklad parametrů zemního tepelného čerpadla za různých podmínek

Tepelné čerpadlo ABC

Výkon při 0 °C / 35 °C

1)

[kW] 6,0 7,7 11,2

Příkon [kW] 2,0 2,4 3,4

Topný faktor při 0 °C / 35 °C 3,0 3,2 3,3

Výkon při 0 °C / 35 °C

1)

[kW] 5,4 7,5 10,9

Příkon [kW] 2,2 3,0 4,4

Topný faktor při 0 °C / 35 °C 2,4 2,5 2,5

¹) hodnota při výkonu 0 °C / 35 °C a 0 °C / 50 °C jsou stanoveny dle normy EN 14 511

KAPITOLA

1

TEPELNÉ ČERPADLO OBECNĚ

11Tepelné čerpadlo pro váš dům

Tab. 2 Příklad parametrů vzduchového tepelného čerpadla za různých podmínek

Tepelné čerpadlo ABC

Výkon při -7 °C / 35 °C

[kW] 5,1 7,1 9,8

Příkon [kW] 2,0 2,5 3,8

Topný faktor při -7 °C / 35 °C 2,5 2,9 2,6

Výkon při 2 °C / 35 °C

[kW] 6,6 8,8 12,2

Příkon [kW] 2,1 2,8 3,8

Topný faktor při 2 °C / 35 °C 3,1 3,2 3,2

Výkon při 2 °C / 50 °C

[kW] 6,2 8,5 11,5

Příkon [kW] 2,6 3,4 4,8

Topný faktor při 2 °C / 50 °C 2,4 2,5 2,4

Výkon při 7 °C / 35 °C

[kW] 8,3 11,3 15,4

Příkon [kW] 2,4 3,0 4,2

Topný faktor při 7 °C / 35 °C 3,7 3,8 3,7 Topný faktor je příznivější, pokud je teplota výstupní vody nižší. Z tohoto důvodu je praktické instalovat s tepelnými čerpadly podlahové topení, kterému stačí pro provoz nižší teplota než radiátorům.

KAPITOLA

2

TYPY TEPELNÝCH ČERPADEL

12 Tepelné čerpadlo pro váš dům

2 Typy tepelných čerpadel V označení systémů tepelných čerpadel se setkáváme s výrazy země, voda, vzduch oddělenými lomítkem. První označuje, odkud tepelné čerpadlo bere energii (země, voda, vzduch), slovo za lomítkem označuje, jak tepelné čerpadlo energii dodává do objektu (vzduch, voda). 2.1 Tepelné čerpadlo typu země/voda Tento typ tepelných čerpadel patří mezi velmi významné systémy. Vzhledem k jeho provozu vůči venkovním klimatickým podmínkám můžeme tento systém hodnotit

jako „nejstabilnější“. Tepelná čerpadla

typu země/voda jsou většinou provozo

vána v bivalentním provozu, to zname

ná, že pod bodem bivalence (teplota

kolem –5 °C až –8 °C) připíná doplň

kový zdroj tepla (zpravila elektrokotel)

a tepelnou pohodu zajišťují oba zdro

je současně. V některých případech je

můžeme provozovat i monovalentně,

což má svoje výhody a nevýhody. Více

informací o provozu a ekonomice se

dozvíme dalších kapitolách.

Jedná se o zařízení, které je umístěno

uvnitř objektu, většinou v technické

místnosti. Na trhu naleznete jak pro

vedení kompaktní (tepelné čerpadlo

včetně bojleru na teplou užitkovou

vodu a doplňkového zdroje), tak pro

vedení standardní (pouze tepelné čer

padlo).Obr. 2 Tepelné čerpadlo země/voda

KAPITOLA

2

TYPY TEPELNÝCH ČERPADEL

13Tepelné čerpadlo pro váš dům

Jeho jedinou nevýhodou jsou zemní práce, které jsou s jeho instalací velice úzce

spjaty. Pro čerpání tepla ze země potřebujeme buď zemní kolektor (někdy též

označovaný jako horizontální kolektor), nebo geotermální vrty (zde se můžeme

setkat i s označením vertikální kolektor). Prvně jmenovaný zdroj tepla vyžaduje

rozsáhlé zemní práce, resp. dlouhé výkopy. Ty se ovšem dají pořídit poměrně levně

v porovnání s geotermálními vrty. Vertikální kolektory jsou jednou z nejdražších

položek v rozpočtu celého systému vytápění objektu.

Podmínky pro volbu kolektorů jsou dány především geologickou situací a dále

umístěním budovy v zástavbě. U nových domů, které se staví na zelené louce

a mají k dispozici dostatečný prostor, se rozhodně doporučují kolektory horizon

tální. V případě, že není dostatečná plocha pro horizontální kolektor, je na místě

volba kolektoru vertikálního. Geotermální vrty se upřednostňují v kompaktních

horninách, které nevyžadují pažení. Teplo z plošného kolektoru či vrtu je možné

odebírat po celý rok tzn. i v letních měsících, kdy využíváme tepelné čerpadlo

hlavně pro ohřev teplé vody. V případě volby geotermálního vrtu je možné využití

jeho chladicího výkonu. Možnost použití geotermálního vrtu na chlazení bude

probráno později.

Tepelná čerpadla pracující s tímto systémem poskytují stabilní výkon a úspory,

které dosahují až 70 % provozních nákladů na provoz tradičního topného systému.

Zmiňovaná stabilita se projevuje i ve velmi dlouhé životnosti celého systému.

O způsobu uložení kolektoru v zemi a určení jeho velikosti se dozvíte v samostatné

kapitole.

Díky nezávislosti zemního tepelného čerpadla na venkovních klimatických pod

mínkách je možné jeho použití takřka kdekoliv, nevyjímaje drsné horské oblasti,

kde venkovní teploty dosahují i pod –25 °C.

2.2 Tepelné čerpadlo typu vzduch/voda

Tento systém má mnoho výhod vyplývajících ze snadné instalace a velké univerzál

nosti. Tepelné čerpadlo tohoto typu lze namontovat prakticky na jakoukoliv stavbu,

a to velmi jednoduše. Při použití tohoto typu odpadají složité zemní práce spojené

s případem zemního tepelného čerpadla, a je jasné, že i pořizovací náklady budou

nižší. Výkon tepelného čerpadla se mění s teplotou venkovního vzduchu, tedy

vzrůstá-li teplota venkovního vzduchu, roste i výkon tepelného čerpadla, naopak

KAPITOLA

2

TYPY TEPELNÝCH ČERPADEL

14 Tepelné čerpadlo pro váš dům

klesá-li teplota, klesá i výkon. Z tohoto důvodu jsou tepelná čerpadla vzduch/ voda výhradně provozována v bivaletním provozu, to znamená, že pod bodem bivalence (teplota kolem –3 °C až –5 °C) připíná doplňkový zdroj tepla (zpravila elektrokotel) a tepelnou pohodu zajišťují oba zdroje současně. Minimální teplota, při které vzduchové tepelné čerpadlo ještě pracuje, je –20 °C, lze se setkat i se stroji pracujícími až do –25 °C. Nárazově dokáže pracovat i při nižších teplotách než zmiňovaných –20 °C. Při dlouhodobě nižších teplotách pokrývá tepelnou potřebu jen doplňkový zdroj a proto musí jeho výkon pokrýt potřebu tepla celé

ho objektu. Návrhem a ekonomikou

provozu se budeme zabývat v dalších

kapitolách této knihy.

Tepelná čerpadla vzduch/voda se sklá

dají buď ze dvou jednotek a to ven

kovní a vnitřní, nebo z kompaktního

provedení, kdy celé tepelné čerpadlo

může stát venku, nebo uvnitř objektu.

V případě děleného provedení (ně

kdy se mu říká „split“) venkovní část

nasává okolní vzduch a je většinou

umístěna na jižní straně domu nebo

na střeše, vnitřní zajišťuje ohřev teplé

vody a topného systému. Na trhu jsou

rovněž vzduchová tepelná čerpadla

pouze vnitřního provedení. U tohoto

typu je nutné propojit jednotku vhod

ným vzduchotechnickým potrubím

Obr. 4 Tepelné čerpadlo vzduch/voda –

vnitřní provedení

Obr. 3 Tepelné čerpadlo vzduch/voda –

venkovní jednotka

KAPITOLA

2

TYPY TEPELNÝCH ČERPADEL

15Tepelné čerpadlo pro váš dům

přes obvodovou zeď s vnějším prostředím k zajištění přívodu a odvodu využívaného

venkovního vzduchu. Množství protékaného vzduchu činí řádově tisíce m

3

/h.

Vzduch protékající tepelným čerpadlem vytváří určitou úroveň hluku. Ten hluk

může při chodu vzduchového tepelného čerpadla rušit jak přímo investora, tak

sousedy. Proto je třeba brát ohled na umístění jednotky na pozemku. U kvalitních

vzduchových čerpadel se hodnota akustického tlaku ve vzdálenosti 5 m od venkov

ní jednotky pohybuje pod hodnotu 40 dB(A), což se dá přirovnat např. k tikotu

budíku vzdáleného 2 m.

Tab. 3 Úroveň akustického tlaku v závislosti na směru a vzdálenosti od tepelného

čerpadla v dB(A).

2

1

3

4

5 m

10 m

10 m

10 m

10 m

5 m

5 m

5 m

A

1234

1 m49465046

5 m38353935

10 m 32 29 33 29

Jak již bylo zmíněno je výkon tepelného čerpadla závislý na teplotě okolního

vzduchu. Proto není vhodné jejich použití do horských oblastí s dlouhotrvajícími

nízkými venkovními teplotami. Často pak připíná dotopový kotel a rostou tak

provozní náklady (více v kapitole věnované ekonomice provozu).

+

KAPITOLA

2

TYPY TEPELNÝCH ČERPADEL

16 Tepelné čerpadlo pro váš dům

2.3 Tepelné čerpadlo typu voda/voda Tento systém tepelných čerpadel nabízí nejvyšší topný faktor, ale lokalit vhodných k jeho instalaci je naopak málo. Tepelná energie se může odebírat z vody povrchové nebo podzemní. Pokud to geologické dispozice a vydatnost pramene dovolí, jsou studny tím nejlepším zdrojem tepelné energie. Podzemní voda má poměrně stabilní teplotu kolem 10 °C, je tak nejteplejším přírodním zdrojem. K tomuto typu tepelného čerpadla jsou třeba dvě studny, a to jedna topná neboli zdrojová a druhá vsakovací. Měly by od sebe být vzdáleny minimálně 15 m. Pro běžný rodinný dům je třeba vydatnost pramene alespoň 0,5 l/s. Ověření vydatnosti seriózními, dostatečně dlouhými čerpacími zkouškami by

se rozhodně nemělo podceňovat. Po

řizovací cena těchto studií bývá nižší

než geotermální vrty, ale provozní

náklady jsou díky potřebě čerpání

vody vyšší.

Řeky, rybníky a jiné vodní plochy

jsou jako zdroj tepla v instalacích

tepelných čerpadel spíš raritou. Je

jich využívání je spojeno s náročnou

administrativou a především se sou

hlasem jejich majitele nebo správce

a u toho to zpravidla skončí. Kromě

toho teplota vody v povrchových to

cích kolísá. 2.4 Tepelné čerpadlo typu vzduch/vzduch Tepelná čerpadla vzduch/vzduch pracují na stejném principu jako tepelná čerpadla vzduch/voda, jen s tím rozdílem, že tepelný výkon předávají vnitřnímu vzduchu objektu. Na trhu se v současné době objevují malá nástěnná tepelná čerpadla pracující na tomto principu. Jsou velmi vhodná do objektů s požadavkem temperace po většinu topné sezóny např. chaty. Obr. 5 Tepelné čerpadlo vzduch/vzduch –

venkovní jednotka

KAPITOLA

2

TYPY TEPELNÝCH ČERPADEL

17Tepelné čerpadlo pro váš dům

Dále se mohou použít do malých

bytů. Ale v takovém případě je třeba

mít na paměti, že se vytápí přede

vším místnost, kde je tepelné čerpa

dlo nainstalováno, a do dalších po

kojů za zavřenými dveřmi se teplo

dostává obtížněji.

Mezi tento typ tepelných čerpadel

bývají řazeny i systémy na rekupera

ci tepla. V takovém případě se jedná

o složité systémy s kombinací výmě

níků tepla. Protože mají v praxi vel

mi omezené použití, specializované

na ohřev bazénových hal, nebudeme

se jimi v této knize zabývat.

2.5 Tepelná čerpadla s přímým odběrem tepla

Tepelné čerpadlo s přímým odběrem tepla je v podstatě tepelné čerpadlo typu

země/voda. U běžného typu je náplní zemního kolektoru nemrznoucí směs, která

proudí přes deskový výměník tepla – výparník kde se předává teplo vnitřnímu

chladivovému okruhu. Oběh nemrznoucí směsi je nucený a je k němu zapotřebí

oběhového čerpadla.

V zemním kolektoru tepelného čerpadla s přímým odběrem (můžete se setkat

i s názvem s „přímým odpařováním“) proudí přímo chladivo, které odebírá teplo

zemi. Oběh chladiva je poháněn přímo kompresorem a tím odpadá pohon obě

hového čerpadla primárního okruhu. Zařízení se dodává včetně primární strany,

která už je i naplněna chladivem. Díky většímu objemu chladiva a vyšším tlako

vým ztrátám v okruhu se používá jiný typ kompresoru, než u běžných tepelných

čerpadel.

Velikost a uložení primární strany je odlišné ve srovnání s klasickými tepelnými

čerpadly s nemrznoucí směsí. Tím, že v kolektoru cirkuluje přímo chladivo, které

má podstatně nižší teplotu, než používaná nemrznoucí směs u běžných tepelných

čerpadel, je odnímání tepelné energie půdě, v níž je umístěn často měděný kolektor,

Obr. 6 Tepelné čerpadlo vzduch/vzduch –

vnitřní jednotka

KAPITOLA

2

TYPY TEPELNÝCH ČERPADEL

18 Tepelné čerpadlo pro váš dům

intenzivnější a prostorové nároky na jeho uložení ať horizontální, tak vertikální

jsou nižší a s tím souvisí i nižší náklady na potřebné zemní práce.

Vzhledem k velmi nízké teplotě chladiva v kolektoru je zcela běžné, že dochází

v průběhu chodu tohoto typu tepelného čerpadla k značnému podchlazování půdy,

někdy až vzniku ledového obalu kolem jímacích trubek. Proto je nutno počítat

s tím, že mimo topnou sezonu je nutno ponechat okolí kolektoru regenerovat, aby

se obnovila teplota v půdě během léta před topnou sezonou. Z toho důvodu se také

horizontálně nekladou hlouběji než 1 m pod povrch, aby přívod tepla od slunce

a dešťové vody urychlil obnovení „zásoby tepla“ před topnou sezonou.

Výhodou tohoto způsobu je jednoduchá a rychlá instalace. Nevýhodou je ne

bezpečí případné poruchy vzniklé mechanickým poškozením kolektoru, což je

značně problematicky opravitelné, pokud to vůbec je možné. Další nevýhodu

je jistě i pouze provoz jen v topné sezoně, bez ohřevu vody v létě, kdy dochází

k regeneraci okolí kolektoru.