Zdroj tepla, ktorý môže vykurovací systém s tepelným čerpadlom využívať, ovplyvňuje náklady na elektrickú energiu. Všeobecne platí, že: vzduchové tepelné čerpadlo má vyššiu spotrebu energie ako tepelné čerpadlo zem/voda alebo voda/voda. Je to preto, že pôda a voda odovzdávajú teplo relatívne rovnomerne počas celého roka. Teploty okolitého vzduchu viac kolíšu. Na pokrytie potreby tepla je potrebné viac energie, najmä v zimných mesiacoch. Na druhej strane, tepelné čerpadlá využívajúce vzduch sa dajú inštalovať takmer kdekoľvek, nevyžadujú si úradné schválenie a ich nákup a inštalácia sú lacnejšie. Je to preto, že na rekuperáciu tepla nie je potrebné vŕtanie ani kopanie.
Tepelné čerpadlo a spotreba energie: ovplyvňujúce faktory, výpočet a tipy
Dopyt na cenovú kalkuláciuFungovanie tepelného čerpadla je založené na procese chladiaceho okruhu, v ktorom sa teplo z odoberaného prostredia zvyšuje na požadovanú úroveň teploty. To si vyžaduje použitie špirálových alebo piestových kompresorov. Tie pracujú efektívne a sú sotva počuteľné, ale zvyčajne spotrebúvajú elektrickú energiu. Spotreba vykurovacej energie tepelného čerpadla, faktory, od ktorých závisí, a spôsob výpočtu spotreby energie sú vysvetlené v nasledujúcich častiach.
Spotrebu energie tepelného čerpadla ovplyvňujú rôzne faktory
V závislosti od zdroja tepla potrebuje tepelné čerpadlo na výrobu tepla zo vzduchu, zeme alebo vody približne 20 až 25 % elektrickej energie. To znamená, že na výrobu desiatich kilowatthodín využiteľného tepla sú potrebné približne dve kilowatthodiny (kWh) elektrickej energie. Ročná spotreba tepelného čerpadla závisí od rôznych ovplyvňujúcich faktorov. Medzi najdôležitejšie patria:
- Typ tepelného čerpadla
- Sezónny výkonový faktor
- Potreba tepla
Na približný výpočet spotreby energie tepelného čerpadla je potrebný sezónny výkonový faktor (SPF). Stanovuje sa ním vyrobená tepelná energia v pomere k spotrebovanej elektrickej energii. Napríklad pri sezónnom výkonovom faktore štyri tepelné čerpadlo vyrobí štyri kWh tepelnej energie z jednej kWh elektrickej energie. Z toho vyplýva, že čím je SPF vyšší, tým je tepelné čerpadlo účinnejšie a úspornejšie.
Upozornenie: vypočítaný sezónny výkonový faktor je teoretický údaj. Výpočet vychádza zo štandardných hodnôt, ako sú teplota v miestnosti, spotreba teplej vody, klimatické zóny a zvyklosti vetrania. V praxi sa SPF môže odchyľovať od teoreticky stanovenej hodnoty.
Okrem sezónneho výkonnostného faktora sa pri tepelných čerpadlách môže uvádzať aj výkonnostný koeficient (COP). Ten tiež predstavuje pomer dodanej a rozptýlenej energie. COP však platí len pre určitý časový bod, napríklad pre teplotu vzduchu 15 stupňov Celzia a teplotu prietoku 35 stupňov Celzia. To znamená, že ide len o okamžitý údaj.
Okrem sezónneho výkonového faktora a zdroja tepla je rozhodujúcim faktorom spotreby energie tepelného čerpadla individuálna potreba tepla. Úroveň potreby tepla závisí od individuálneho správania užívateľov a od energetického stavu budovy. Napríklad staršie budovy, ktoré neprešli modernizáciou, majú vyššiu potrebu tepla ako dobre izolované novostavby. V neposlednom rade je rozdiel, či sa tepelné čerpadlo používa len na vykurovanie priestorov, alebo aj na ohrev teplej úžitkovej vody. Preto nie je možné vysloviť všeobecné tvrdenie.
Výpočet spotreby energie tepelného čerpadla
Na približné určenie spotreby energie tepelného čerpadla sú potrebné tri premenné: vykurovací výkon, sezónny výkonový faktor a prevádzkové alebo vykurovacie hodiny. Výpočet sa vykonáva pomocou nasledujúceho vzorca:
Spotreba energie tepelného čerpadla = vykurovací výkon/SPF x prevádzkové hodiny
Príklad výpočtu: Ak tepelné čerpadlo voda/voda s výkonom 10 kW a SPF 4,0 pracuje 2000 hodín ročne, potrebuje 5000 kWh (10 / 4,0 x 2000 = 5000 kWh).
Ak by si majitelia systému chceli vypočítať ročné náklady na elektrickú energiu, môžu celkovú sumu vynásobiť cenou za kilowatt:
Náklady na elektrickú energiu tepelného čerpadla = spotreba energie x cena za kWh
Existujú spôsoby, ako ovplyvniť spotrebu energie tepelného čerpadla
Veľká časť energie potrebnej v domácnosti sa spotrebuje na vykurovanie miestností a prípravu teplej vody. Výmenou zastaraného kotla ústredného vykurovania za tepelné čerpadlo alebo hybridný systém môžu majitelia domov znížiť spotrebu energie až o 30 %. Ak okrem modernizácie svojho vykurovacieho systému prijmú aj ďalšie opatrenia, ako je hydraulické vyváženie alebo výmena termostatov, môžu dosiahnuť ešte väčší úspech. Aby sa však minimalizovala spotreba energie, mali by sa k vykurovaciemu systému prispôsobiť aj radiátory. Efektívna spotreba tepelného čerpadla sa najlepšie dosiahne kombináciou s fotovoltickým vykurovacím systémom.
Môžem tepelné čerpadlo prevádzkovať len s podlahovým vykurovaním?
Systém podlahového vykurovania je plošný vykurovací systém, ktorý odovzdáva teplo do miestnosti prostredníctvom sálavého tepla. Takto sa tepelná energia rovnomerne rozdeľuje na veľké plochy a uvoľňuje svoj účinok až vtedy, keď narazí na pevné telesá, ako sú steny alebo ľudia. Vďaka veľkej ploche si podlahové vykurovanie dokáže poradiť s teplotami prúdenia okolo 35 stupňov Celzia.
Pre porovnanie, radiátor vyžaduje teplotu do 70 stupňov Celzia. Keďže účinnosť vykurovacieho systému s tepelným čerpadlom sa ďalej zvyšuje, čím menší je rozdiel medzi zdrojom tepla a teplotou prúdenia vykurovacieho systému, prevádzka s podlahovým vykurovaním je nielen možná, ale aj odporúčaná. V tejto kombinácii totiž tepelné čerpadlo dosahuje maximálnu možnú účinnosť. Tepelné čerpadlá v dvojrežimovej prevádzke alebo hybridné tepelné čerpadlá sa odporúčajú pre radiátorové systémy s vyššími teplotami a pre staršie budovy. Viac informácií o tom nájdete v kapitolách o tepelných čerpadlách a tepelných čerpadlách v novostavbách a starších budovách.
Samotné pokrytie potreby elektrickej energie tepelného čerpadla
Spotrebu tepelného čerpadla možno lacno pokryť aj solárnou elektrinou z vlastnej strechy. Fotovoltické systémy vyrábajú elektrinu z voľne dostupnej slnečnej energie. Akumulačné jednotky zabezpečujú, aby ste túto energiu mali k dispozícii aj vtedy, keď slnko nesvieti. Spotreba vlastnej vyrobenej energie tak ponúka väčšiu nezávislosť od energetických služieb. Aby ste to však mohli využiť, je dôležitý správny návrh. Viac informácií nájdete v časti o fotovoltike.