Foto: istockphoto (licencia pre energy online, a.s.)

Tepelné čerpadlo zem/voda: výhody a nevýhody

Pod zemou je počas celého roka relatívne konštantná teplota. Práve vďaka tomu dosahuje tepelné čerpadlo zem/voda dobré výkonové koeficienty. Majú dlhú životnosť, sú takmer bezúdržbové a využívajú sa primárne pre teplovodné vykurovanie a ohrev teplej vody, prípadne ohrev vody v bazéne.

Rýchly prehľad

Cieľová skupina

Majitelia rodinných domov, príp. tí ktorí zvažujú výmenu zdroja vykurovania za tepelné čerpadlo

Vstupná investícia

od 10.000 EUR

Úspora

40 - 80 % nákladov v porovnaní s plynovým a elektrickým kotlom

Miera návratnosti

od 6 rokov

Tepelné čerpadlo možno nainštalovať do novostavby i staršieho domu namiesto zastaraného zdroja vykurovania. Jeho najväčšou výhodou je predovšetkým lacná prevádzka a v porovnaní s inými zdrojmi vykurovania s ním ušetríte nemalé finančné prostriedky. V porovnaní s vykurovaním plynu alebo elektrinou sú náklady tretinové.

Princíp tepelného čerpadla zem/voda

Tepelné čerpadlo zem/voda pracuje na podobnom princípe (princíp tepelného čerpadla je popísaný na tejto linke) ako ostatné tepelné čerpadlá. Jeho podstatou je teplonosná kvapalina, ktorá cirkuluje v zemnom kolektore. Prechodom zemou sa zmes ohrieva o niekoľko stupňov. Od určitej hĺbky sa totiž teplota pohybuje okolo stálej hodnoty, čiže sa dosahuje vysoký vykurovací faktor.

Čo je COP?

COP (Coefficient of Performance) je označenie pre výkonnostný faktor. Vykurovací faktor je základným parametrom, ktorý udáva účinnosť tepelného čerpadla. Ide o pomer medzi získanou tepelnou energiou a spotrebovanou elektrickou energiou. Okamžitá hodnota sa neustále mení podľa prevádzkových podmienok, a preto sa pre celkové hodnotenie používa tzv. prevádzkové (priemerný) vykurovací faktor za celú vykurovaciu sezónu. Čím je číslo vykurovacieho faktoru vyššie, tým je prevádzka tepelného čerpadla efektívnejšia.

 

Vykurovací faktor priaznivo ovplyvňuje:

  • čo najvyššia teplota nízkoteplotného zdroja, z ktorého je teplo odoberané. Najvýhodnejším primárnym zdrojom je teda podzemná voda (geotermálne pramene),
  • čo najnižšia teplota teplonosnej látky (vykurovacej vody alebo vzduchu) vo vykurovacej sústave, vhodné je teda podlahové vykurovanie alebo nízkoteplotné veľkoplošné telesá,
  • vhodné fyzikálne a chemické vlastnosti chladiva
  • konštrukčné prevedenie tepelného čerpadla

Nemrznúca zmes následne putuje do výmenníka tepelného čerpadla (výparník), kde sa ochladí - odoberie jej tepelný prírastok, a následne mieri do kolektora na opätovné zahriatie. Cyklus sa neustále opakuje.

Výhody a nevýhody tepelných čerpadiel zem/voda

Výhody

Nevýhody

  • stabilný vykurovací výkon
  • vysoký vykurovací faktor než iné tepelné čerpadlá
  • dlhodobá životnosť
  • vyššie investičné náklady (vrt)
  • rozsiahle podzemné práce (kolektor)

Pokiaľ ste sa rozhodli využívať tepelné čerpadlo ako zdroj tepla, môžete si vybrať z viacerých alternatív. Výber však závisí od veľkosti pozemku a kvality pôdy.

Nízkopotenciálnu energiu zo zeme môže čerpadlo odoberať pomocou:

  • vertikálneho vrtu
  • horizontálneho plošného kolektoru

Tepelné čerpadlo s vrtmi šetrí miesto

Podzemné vrty majú minimálne požiadavky na plochu pozemku,  v záhrade si nevyžadujú takmer žiadne miesto. Vrt siaha zvyčajne do hĺbky 50 - 200 m. Prenos tepla medzi zemou a tepelným čerpadlom zabezpečuje nemrznúca zmes, ktorá prúdi v plastových potrubiach uložených vo vrtoch. Priemerný ročný vykurovací faktor zariadenia je 3 – 3,5. Podzemné sondy dosahujú o niečo vyššiu energetickú účinnosť ako zemný kolektor; realizácia vrtu pre sondu je však spojená s vyššími obstarávacími nákladmi. Avšak v priebehu 5 až 7 rokov sa vám vložené investície vrátia späť.

Pre rodinný dom postačujú jeden až dva vrty. Minimálna vzdialenosť medzi vrtmi by mala byť 10 m, aby nedochádzalo k vzájomnému tepelnému ovplyvňovaniu, príp. narušeniu okolitých vrtov.

Výhody

Nevýhody

  • nezávislosť od vonkajšej teploty
  • stabilný výkon
  • vysoká účinnosť aj pri extrémne nízkych teplotách
  • spotreba elektriny je o 30 % nižšia ako u iných tepelných čerpadlách
  • vyššie investičné náklady
  • oznamovacia povinnosť alebo nutnosť získať stavebné povolenie

Na hĺbenie vrtov sa vzťahuje oznamovacia povinnosť Banskému úradu, v prípade vrtov hlbších ako 100 m treba mať i povolenie.

Tepelné čerpadlo so zemnými kolektormi potrebuje priestor

Ide síce o lacnejší variant, no zemné plošné kolektory sú vhodné pre väčšie pozemky, nakoľko vyžadujú nezastavanú plochu. Jej rozmer musí byť minimálne dvojnásobný ako je vykurovaná plocha. V tomto prípade nie je väčšinou nutné stavebné povolenie, ako v prípade vrtov. Výkopové práce a položenie kolektorov môžete vykonať čiastočne aj svojpomocne a znížite tak investičné náklady.

Prenos tepla zo zeme do tepelného čerpadla zabezpečujú kolektory uložené do hĺbky 1 – 2 m v niekoľkých okruhoch. Zo zeme pod kolektormi odoberá približne 2% energie. Zvyšných 98 % získava z vrstvy nad sebou, kde je naakumulovaná solárna energia.

Výhody

Nevýhody

  • nízke investičné náklady
  • rýchla inštalácia v porovnaní so systémom s vrtmi
  • podmienkou inštalácie je dostatočne veľký pozemok, zvyčajne 200 – 400 m2
  • výkop musí byť realizovaný do určitej hĺbky
  • pozor na rozmiestnenie okolitých stavieb

Ako zvoliť výkon tepelného čerpadla

Tepelné čerpadlá sa navrhujú podľa tzv. tepelných strát. Tepelné straty objektu – spotreba energie sa mení s vonkajšou teplotou. Všeobecne sa počítajú podľa územia. Predpokladaná spotreba energie však závisí predovšetkým od požiadavky členov domácnosti na vnútornú teplotu v dome. Tabuľkovo stanovené výpočtové teploty sú totiž stanovené pri 20°C.

Je nutné si uvedomiť, že každý stupeň navyše predstavuje 6% výkonu zdroja (viac o tipoch ako ušetriť pri vykurovaní). Vo výkone tepelného čerpadla je potrebné zohľadniť, či bude ohrievať i teplú úžitkovou vodu alebo vykurovať vonkajší, resp. vnútorný bazén.

Nie vždy platí -  čím vyšší výkon, tým viac ušetrím

Pri tepelných čerpadlách zem - voda a voda – voda inštalovaných v našich klimatických podmienkach platí pravidlo: výkon tepelného čerpadla by sa mal nastaviť na odporúčanú hodnotu, tzn. na 70 % tepelných strát objektu. Inštalácia výkonu tepelného čerpadla na 100 % tepelných strát totiž so sebou prináša zvýšenie investičných nákladov a nedosiahnete takmer žiadnu ďalšiu úsporu prevádzkových nákladov.

(c) energia

Odborní partneri