Jak funguje tepelné čerpadlo vzduch-voda

Představte si, že byste mohli vytápět svůj domov pomocí energie ukryté ve vzduchu kolem vás. Zní to jako sci-fi? Vítejte ve světě tepelných čerpadel vzduch-voda.

Co je tepelné čerpadlo

Tepelné čerpadlo je zařízení, které dokáže přenášet teplo z jednoho místa na druhé. V případě tepelného čerpadla vzduch-voda je zdrojem tepla okolní vzduch a cílem je voda v topném systému.

Jedná se vlastně o termodynamický fyzikální zákon. Představte si to jako obrácený proces chlazení – zatímco chladnička odebírá teplo z vnitřku a vypouští ho do okolí, tepelné čerpadlo dělá přesný opak.

Princip funkce tepelného čerpadla vzduch-voda

• Sběr tepla: Venkovní jednotka nasává okolní vzduch. I když se může zdát chladný, obsahuje tepelnou energii.
• Výměna tepla: Vzduch prochází výparníkem, kde předává teplo chladivu s nízkým bodem varu.
• Komprese: Chladivo v plynném stavu je stlačeno kompresorem, čímž se jeho teplota výrazně zvýší.
• Předání tepla: Horké chladivo prochází kondenzátorem, kde předává energii vodě v topném systému.
• Ochlazení a expanze: Chladivo se ochladí, expanduje a celý cyklus se opakuje. Následně se celý proces opakuje.

Z jakých součástí se tepelné čerpadlo skládá

• Venkovní jednotka: Obsahuje ventilátor a výparník. Nasává venkovní vzduch a extrahuje z něj teplo.
• Kompresor: Srdce systému. Stlačuje chladivo a zvyšuje jeho teplotu.
• Kondenzátor: Předává teplo z chladiva do vody v topném systému.
• Expanzní ventil: Reguluje tok chladiva a snižuje jeho tlak před návratem do výparníku.
• Vnitřní jednotka: Obsahuje kondenzátor a řídící elektroniku.

Efektivita tepelného čerpadla: Topný faktor (COP) a Sezónní topný faktor (SCOP)
Jak zjistit, jestli je tepelné čerpadlo opravdu účinné? K tomu slouží topný faktor, známý také jako COP (Coefficient of Performance). Tento ukazatel vyjadřuje poměr mezi vyrobeným teplem a spotřebovanou elektrickou energií.

Ještě přesněji ji určuje Sezónní topný faktor. Ten dokládá, že pokud má tepelné čerpadlo účinnost SCOP = 5, tak v průměru za celou topnou sezónu spotřebuje pouze 1/5 energie z elektrické sítě a zbytek dodá zdarma z okolního prostředí. Čím vyšší SCOP, tím účinnější a úspornější je provoz čerpadla.

TIP: Jedním z nejúčinnějších tepelných čerpadel na trhu je model AC Heating Convert AW9/R32.

Faktory ovlivňující účinnost tepelného čerpadla

• Venkovní teplota: S klesající teplotou klesá i účinnost. Při -15 °C může COP klesnout až na 2.
• Typ topného systému: Nízkoteplotní systémy (např. podlahové vytápění) zvyšují účinnost.
• Kvalita izolace domu: Lépe izolovaný dům = efektivnější vytápění.
• Správné dimenzování: Čerpadlo musí odpovídat tepelným ztrátám domu.

Jak pracuje tepelné čerpadlo vzduch-voda v různých podmínkách

Tepelné čerpadlo vzduch-voda je schopno efektivně pracovat i při nízkých teplotách, dokonce až do -20 °C. Nicméně, jeho výkon a účinnost se s klesající teplotou snižují. Podívejme se, jak se mění COP v závislosti na venkovní teplotě:

• 7 °C: COP může dosahovat hodnot kolem 4-5.
• 0 °C: COP klesá na přibližně 3-4.
• -7 °C: COP se pohybuje v rozmezí 2- 2,8.
• -15 °C: COP může klesnout až na 2,4.

I při nízkých teplotách je však provoz tepelného čerpadla – ve srovnání s tradičními zdroji tepla – stále ekonomicky výhodný.

Tepelné čerpadlo vzduch-voda v praxi
Pro ještě lepší pochopení, jak tepelné čerpadlo vzduch-voda funguje v reálném životě, podívejte se na několik praktických příkladů:

1. Rodinný dům v mírném podnebí
Rodina žije v dvoupatrovém domě o rozloze 150 m² v oblasti s mírným podnebím. Po instalaci tepelného čerpadla do rodinného domu zaznamenali:

• Snížení nákladů na vytápění o 50 % oproti předchozímu plynovému kotli.
• Příjemné a rovnoměrné teplo v celém domě díky nízkoteplotnímu podlahovému vytápění.
• Možnost využití reverzního chodu pro chlazení v letních měsících.

2. Horská chata v chladném podnebí
Horská chata se nachází v oblasti, kde teploty v zimě běžně klesají pod -10 °C. Instalováno bylo tepelného čerpadla vzduch-voda s bivalentním provozem (doplněno elektrokotlem):

• Tepelné čerpadlo efektivně vytápí chatu až do -15 °C.
• Při nižších teplotách se automaticky zapíná elektrokotel jako záložní zdroj.
• I přes náročné podmínky jsou úspory energie oproti původnímu elektrickému vytápění významné.

Tepelná čerpadla jsou budoucností vytápění
S rostoucím důrazem na udržitelnost a snižování uhlíkové stopy se tepelná čerpadla stávají čím dál populárnější. Přinášejí také úsporu nákladů na vytápění a jsou krokem k energetické nezávislosti domácností. Na pořízení tepelného čerpadla navíc můžete využít dotace. Návratnost investice bývá okolo 5 až 8 let.

Ještě váháte?

Přijďte si je prohlédnout k nám do showroomu.

mám zájem o konzultaci