Typy tepelných čerpadiel

Každé tepelné čerpadlo potrebuje pre správnu funkčnosť okrem samotných technických častí (potrubie s teplonosným médiom, výparník, kompresor, kondenzátor...) dva základné „priestory“. Prvým je priestor (okolie) ochladzovaný (zdroj tepla), z ktorého je cez výparník odvádzané teplo a druhým je priestor (okolie) otepľované, do ktorého je teplo odovzdávané z kondenzátora.

Práve podľa druhu a funkčného usporiadania ochladzovaného a otepľovaného priestoru sa tepelné čerpadlá delia na základné typy. Samotných kombinácií zdrojov tepla a otepľovaných priestorov je, samozrejme mnoho. Výber vhodného typu tepelného čerpadla však záleží na viacerých faktoroch (dostupnosť zdroja tepla, prevádzkyschopnosť, investičné a prevádzkové náklady atď.). V nasledujúcom texte si uvedieme niektoré najbežnejšie a najpoužívanejšie typy tepelných čerpadiel, ich výhody a nevýhody, ako aj vhodnosť voľby daného typu pre konkrétnu aplikáciu.

Tepelné čerpadlo typu zem/voda

Tepelné čerpadlo zem/voda využíva ako vysoko objemový zdroj tepla pôdu. Bežne sa v technickej praxi využívajú dva ekvivalenty. Prvým je tzv. plošné usporiadanie, kedy sú na veľkej ploche (rádovo stovky m2) relatívne v malej hĺbke umiestnené trubice s teplonosným médiom. Médium odoberá teplo z veľkej plochy pôdy a následne ho, po zvýšení teplotnej úrovne,  v kondenzátore odovzdáva vode, ktorá môže byť použitá na účely vykurovania, alebo ako teplá úžitková voda. Výhodou tohto usporiadania je relatívne jednoduchá inštalácia a nízke investičné náklady. Najväčšou nevýhodou je potreba veľkej plochy. Tento typ tepelných čerpadiel patrí medzi najvýhodnejšie aplikácie pre rodinné domy s veľkou priľahlou záhradou.

Druhým usporiadaním tepelných čerpadiel typu zem/voda je usporiadanie s vrtom. Ako zdroj tepla sa v tomto usporiadaní využíva pôda v relatívne väčších hĺbkach (cca 100 m). Následné využitie tepla na strane vody je podobné ako v prípade plošného usporiadania. Hlavnou výhodou sú malé nároky na zastavanú plochu, keďže samotné vrty majú obvykle priemery rádovo v desiatkach cm. K aplikácii tohto typu je potrebné vhodné podložie, aby mohol byť vrt realizovaný. Nutnosť vŕtania do väčších hĺbok sa však prejaví vo zvýšených investičných nákladoch (bežne je nutné použiť viac vrtov).

Tepelné čerpadlo typu voda voda

Ako zdroj tepla sa v tomto prípade využíva veľký objem vody (podzemná voda). Tento typ tepelného čerpadla využíva podzemnú vodu. Opäť je nutné realizovať vrty.  Čerpadlo typu voda voda je pomerne náročné na údržbu, s čím súvisia zvýšené prevádzkové náklady. Preto sa odporúča najmä pre stredné vyššie výkony.

Tepelné čerpadlo typu vzduch voda

Ako zdroj tepla sa v tomto prípade využíva okolitý vzduch. Z hľadiska jednoduchosti inštalácie, dostupnosti zdroja a investičných nákladov sa done javia ako najvýhodnejšie. S čím však pri jeho aplikácii treba rátať, je nestálosť zdroja (na rozdiel od pôdy alebo vody, kde je teplota po celý rok viac-menej rovnaká). Vzhľadom na jednoduchosť inštalácie a znižujúce sa tepelné straty nových domov sa presadzuje tento typ čerpadiel v novej výstavbe.

Tepelné čerpadlá využívajúce odpadné teplo

Osobitým typom tepelných čerpadiel je usporiadanie využívajúce ako zdroj tepla tzv. odpadné teplo. Pod pojmom odpadné teplo rozumieme teplo, vznikajúce ako vedľajší produkt napr. v priemyselných aplikáciách, ďalej teplo v kanalizačných priestoroch alebo teplo z klimatizačných zariadení a pod. Za účelom zvýšiť energetickú efektívnosť budov je toto teplo ďalej využívané, napr. práve za pomoci tepelných čerpadiel. Dané riešenie je však vhodné len pre aplikácie, kde vzniká dostatočné množstvo odpadného tepla a využíva sa hlavne na vykurovanie napr. priemyselných hál, obchodných domov a pod.

Záver

Ako z uvedených typov tepelných čerpadiel vyplýva, v dnešnej dobe poznáme veľké množstvo aplikácií, na ktoré vieme určitý typ tepelného čerpadla použiť. Výber vhodného typu si však treba dôkladne premyslieť a zvážiť klady a zápory nasledujúcich skutočností a podmienok: dostupnosť a druh zdroja tepla, možnosť investičných a prevádzkových nákladov, zamýšľaný spôsob využitia tepla, odhadovaná návratnosť a v neposlednom rade legislatívne podmienky výstavby a prevádzkovania, ako aj možnosť finančného príspevku od štátu.