Tepelné čerpadlo vzduch-voda
info@tepelna-cerpadla.org
Jak funguje tepelné čerpadlo vzduch-voda
Obecný princip tepelného čerpadla
Obecný princip tepelného čerpadlo lze představit jako určitou „ledničku naruby“. Zatímco lednice odebírá tepelnou energie ze svého interiéru a předává jí do okolí, tepelné čerpadlo odebírá teplo právě z onoho okolí a předává jej do interiéru (rodinného domu, bytového domu, průmyslové haly, komerčního objektu, bazénu…).
V obou případech je přitom teplo odebíráno z prostředí o nižší teplotě, než má vytápěný prostor. Tento proces zdánlivě odporující přirozené intuici a přírodním zákonitostem je umožněn díky využití určitých fyzikálních a chemických vlastností látek, kterým v tomto kontextu říkáme chladiva. Zjednodušeně řečeno, jsou schopny se významně ochlazovat nebo naopak ohřívat ve chvíli, kdy zvětšují, resp. zmenšují svůj objem (expanze, resp. komprese), případně skupenství.
Konkrétně si lze celý proces představit následovně: chladivo je podrobeno expanzi a dojde ke snížení jeho teploty, takže je najednou chladnější než prostředí, ze kterého chceme teplo odebrat (v případě lednice její vnitřek, v případě tepelného čerpadla okolí domu). V tomto stavu přijme chladivo z tohoto prostředí tepelnou energii. Určitým způsobem se zvýší jeho teplota. Dalším krokem je komprese chladiva, tj. jeho stlačení, a tedy i zmenšení objemu. To jej ohřeje ještě více, nejdůležitější ale je, že je v tuto chvíli již chladivo „energeticky bohatší“ o teplo, které přijalo v expandovaném stavu. Tento přebytek potom chladivo předá příslušnému prostředí (v případě lednice vzduchu v místnosti jako vedlejší produkt, v případě tepelného čerpadla topnému systému objektu což je v tomto případě náš hlavní cíl).
Proč si vybrat tepelné čerpadlo vzduch-voda
V případě tepelných čerpadel rozlišujeme několik typů této technologie. Parametrů, podle kterých je lze dělit, je hned několik. Tím nejdůležitějším je ale dělení podle prostředí, že kterého je tepelná energie odebírána. Tím může být okolní vzduch, podzemní nebo odpadní průmyslová voda, případně půda. Prvně jmenovaný typ, tj. tepelné čerpadlo vzduch-voda patří u rodinných a bytových domů k těm nejčastěji používaným a nabízí hned několik výhod.
Jak již bylo řečeno, teplo je v tomto případě odebíráno z okolního vzduchu. Tato výměna energie mezi vzduchem a chladivem probíhá v tzv. výparníku. Energie, kterou chladivo od okolního vzduchu přijme je z největší částí de-fato energií solární, neboť vzduch je ohřívaný z naprosté většiny právě působením slunečních paprsků. Je tedy zřejmé, že energie, kterou získáváme, je energií čistou a obnovitelnou.
Platí samozřejmě to, že k tomu, abychom mohli chladivo stlačovat, potřebujeme určitou část elektrické energie dodat a nelze tedy říci, že by tepelné čerpadlo bylo stoprocentně „čisté“, jistou svoji spotřebu energie také má. Množství této energie je ale výrazně nižší, než pokud bychom používali některý ze standardních způsobů vytápění. To znamená jak menší zátěž pro životní prostředí, tak nižší finanční náklady.
———————————————————————————————
Tepelné čerpadlo vzduch-voda a jeho hlučnost
Jedním z parametrů, který charakterizuje tepelné čerpadlo, je také hlučnost jeho vnější i vnitřní jednotky. V porovnání s účinností tepelného čerpadla a dalšími jeho technických parametry, stejně jako s cenou, se jedná o často přehlíženou vlastnost. V případě špatné volby však může používání tepelného čerpadla majiteli objektu značně znepříjemnit.
V první řadě je fér si říct, že tepelné čerpadlo bude zdrojem určitého hluku prostě vždy, bez ohledu na to, zda jej výrobce označuje jako dokonale tiché či nikoliv. Stejně tak je ale na místě říct si, že v případě kvalitních značkových systémů je hluk skutečně potlačen na takovou míru, že nepředstavuje pro obyvatele nebo uživatele objektu vůbec žádný problém (nemluvě o sousedech).
Proč generují tepelná čerpala hluk?
Zaměříme-li se na tepelné čerpadlo typu vzduch-voda, lze zvuk, který systém generuje vysvětlit následovně. Čerpadlo tohoto typu odebírá tepelnou energii z okolního vzduchu. K tomu je však třeba vzduch nasávat. O to se stará kompresor, samozřejmě s pohyblivými díly. Výsledkem jsou zvuky, které mohou být v případě méně kvalitních zařízení poměrně intenzivní a nepříjemné.
Tepelné čerpadlo vzduch-voda
V případě tohoto typu tepelného čerpadla je tedy energie odebírána z okolního vzduchu a přes výparník je tepelná energie předána topné vodě v tzv. hydroboxu. Jako účinnost všech podobných systémů, i tato závisí na teplotě okolního vzduchu. S dostatečnou efektivitou může systém pracovat až do venkovní teploty -15°C.
Tento typ tepelného čerpadla nabízí hned několik výhod. V první řadě jsou to nízké pořizovací náklady. V porovnání s dalšími typy čerpadel jsou přece jen o něco levnější. Souvisí to mimo jiné i s faktem, že při instalaci tepelného čerpadla není třeba realizovat vrt nebo velkoplošný kolektor. Tím klesá komplikovanost a tím i nákladnost instalace.
Nižší počáteční investice pro tepelné čerpadlo vzduch-voda je kompenzována o něco vyššími provozními náklady danými vyšší spotřebou elektrické energie v porovnání s tepelným čerpadlem typu země voda. Stále ale samozřejmě platí, že oproti běžným způsobům vytápění je tepelné čerpadlo vzduch-voda výrazně výhodnější a uvažovat lze asi třetinovou spotřebu energie.
Kromě pořizovacích a provozních nákladů lze tento typ tepelného čerpadla posuzovat i z řady jiných pohledů. Jeho velkou výhodou je, že systém nemá žádné nároky na pozemek. Současně jde o systém s nejmenším vlivem na životní prostředí. Lze jej také použít i v obráceném módu, tedy pro chlazení během horkých letních dní.
Systém je prakticky bezúdržbový, není třeba doplňovat chladící médium. Kromě toho vykazují tepelná čerpadla vzduch-voda minimální poruchovost.
Mezi nevýhody lze kromě vyšší spotřeby elektrické energie v porovnání s jinými typy hlučnost jednotky umístěné vně objektu. Platí však, že kvalitní značková čerpadla tento problém z velké části eliminují. Je také třeba mít na paměti, že při opravdu extrémních mrazech klesá účinnost čerpadla, tento problém lze řešit tím, že součástí systému je pomocný zdroj energie, který je aktivován právě v případech extrémních povětrnostních podmínek.
Výhody tepelných čerpadel vzduch-voda jsou zřejmé a převažují nad jejich nevýhodami. Jedná se o ekologický a ekonomicky výhodný způsob vytápění interiéru nebo ohřevu vody.
———————————————————————————————
Hluková studie
Je na místě upozornit i na to, že stavební úřad si může v některých případech vyžádat realizaci tzv. hlukové studie. Poněkud matoucí je fakt, že záleží spíše na konkrétním stavebním úřadu a dané situaci. Nejde tak příliš dobře předvídat, zda se bude povinnost zařízení hlukové studie (a tedy i investice ve výši cca 10 tisíc korun) týkat i vás.
Různé mohou být i podmínky pro hlukovou studii, které daný stavební úřad nastaví. Předpokládat lze to, že se neobejde bez územního plánu s vyznačením umístění čerpadla, technickou specifikaci konkrétního zařízení (výrobce, typ, akustické parametry apod.) a vlastní technickou zprávu.
Hlučnost vnitřní části tepelného čerpadla
V předchozím textu byla pozornost soustředěna na hlučnost vnější jednotky. V některých případech, konkrétně u tepelných čerpadel typu vzduch-voda či země-voda s tzv. vnitřní instalací, je kompresor umístěn přímo v objektu. V takovém případě je význam pečlivého výběru a volby vhodného umístění ještě o hodně větší.
Ideální je pro umístění vybrat technickou místnost v dostatečné vzdálenosti od ložnice a jiných místností, kde by mohl externí hluk (byť na nízké úrovni) vadit. V interiéru je potom možnost instalace dalších akustických izolačních prvků jako jsou obklady na stěnu, na strop apod.
———————————————————————————————
Jak hluk minimalizovat?
Hluk je naštěstí možné minimalizovat prostřednictvím řady kroků a opatření. Mezi ně patří správné umístění, venkovní jednotka by zkrátka neměla být přímo pod oknem. Pozor také na to, aby jednotka nebyla pokud možno uzavřena stěnami nebo jinými zábranami z vícero stran. V takovém případě totiž dochází k odrazům zvuku a zvyšování hlučnosti. Toto omezení lze obejít instalací akustického izolantu, který se koneckonců hodí instalovat na stěnu, která je jednotce nejblíže, ve všech případech.
Změna umístění jednotky tepelného čerpadla
U tepelných čerpadel typu vzduch-voda je možné i umístění na plochou střechu, což může být nakonec z hlediska hlučnosti nejefektivnějším řešením. Pro snížení hlučnosti je také důležité snažit se o minimalizaci délky potrubí systému.
V případě potřeby je možné jednotku překrýt přídavným akustickým krytem. Od věci není ani vysázení keřů v okolí jednotky. Další opatřením, a asi tím vůbec nejdůležitějším, je výběr opravdu kvalitního čerpadla. To bude totiž vyrobeno z kvalitních materiálů a bude disponovat technologiemi jako je „chytré“ řízení otáček apod.
Pozor na údaje o hlučnosti udavané výrobcem
Za zmínku stojí i fakt, že úroveň hlučnosti je výrobcem standardně udávána, nicméně nemusí být dokonale vypovídající, Deklarovaná hlučnost je měřena za určitých podmínek, které nemusí být (a velmi pravděpodobně nebudou) v reálném provozu naplněny.
Další zmatení může vyvolat fakt, že hlučnost je udávána různými způsoby. První je tzv. akustický tlak (většinu označovaný jako Lp). A to je právě příklad parametru, který značně závisí na podmínkách měření. Druhou možností je hladina akustického výkonu (Lw). Tento parametr je již o něco objektivnější. I zde je ale třeba číst pozorně. Konkrétní hodnota samozřejmě závisí na aktuálním výkonu zařízení. Někdy proto dostaneme hluk při minimálním výkonu, jindy při výkonu maximálním. Tuto informaci je třeba brát v potaz.
I tak ale zákazník dostane z dokumentace číslo, konkrétně počet decibelů, a to je třeba uvést do určitého kontextu.
Příklady úrovně hluku v prostředí
Co si představit třeba pod údajem 40 dB? Pomoci nám mohou následující příklady:
- 35 dB – tikot hodin
- 60 dB – hlasitější hovor
- 80 dB – hluk dopravy
- 100 dB – hranice fyzicky nepříjemného hluku
Většina tepelných čerpadel typu vzduch-voda generuje hluk, který lze zařadit někam mezi tikot hodin a hlasitější hovor. Vždy záleží na konkrétním typu tepelného čerpadla a jeho umístění.
Lze však říci, že kvalitní moderní zařízení bude generovat hluk někde na úrovni 35-40 dB. Takovýto hluk by neměl při alespoň trochu rozumném umístění nikterak obtěžovat ani uživatele domu, ani jejich sousedy. Taková čerpadla je bez větších problémů možné využívat třeba v zástavbě řadových rodinných domů. I proto je důležité vybírat tepelné čerpadlo nejen podle jeho ceny, ale podle skutečných vlastností a objektivních technických parametrů.
———————————————————————————————
