Tepelné čerpadlá predstavujú vysoko efektívnu a ekologickú alternatívu pre vykurovanie objektov, no otázkou ostáva ich schopnosť operovať pri extrémnych zimných podmienkach. Tento článok poskytuje detailný pohľad na výkon rôznych typov tepelných čerpadiel počas zimy, faktory ovplyvňujúce ich účinnosť a technické parametre, ktoré by mali byť zohľadnené pri ich výbere.
Tepelné čerpadlá fungujú na princípe prenosu nízkopotenciálnej tepelnej energie zo vzduchu, zeme alebo vody. Tento proces zahŕňa využívanie prirodzených zdrojov energie, ktoré sa následne transformujú na vyššiu teplotu pomocou kompresora, čím sa zabezpečuje vhodná teplota pre vykurovanie alebo ohrev teplej vody. Účinnosť tohto procesu sa hodnotí pomocou koeficientu výkonu COP (Coefficient of Performance), ktorý udáva pomer medzi množstvom tepla vyprodukovaného čerpadlom a spotrebovanou elektrickou energiou.
V praxi platí, že čím vyšší je COP, tým efektívnejšie čerpadlo funguje. Napríklad COP 4 znamená, že čerpadlo vyprodukuje štyrikrát viac tepla než je spotreba energie. Avšak v zimných mesiacoch, pri klesajúcich vonkajších teplotách, dochádza k znižovaniu účinnosti, pretože čerpadlu sa ťažšie získava energia zo vzduchu alebo zeme, čo vedie k poklesu COP. Napriek tomu sú tepelné čerpadlá stále výrazne efektívnejšie než tradičné elektrické vykurovacie systémy, ktoré sa charakterizujú nižšou účinnosťou.
Klimatické faktory a ich vplyv na výkon tepelných čerpadiel
Každý typ tepelného čerpadla vyžaduje špecifické klimatické podmienky pre dosiahnutie optimálneho výkonu. Výber vhodného čerpadla je tak závislý nielen od vonkajších podmienok, ale aj od individuálnych požiadaviek na výkon, ktoré sú determinované potrebami obyvateľov a charakteristikami inštalovaného objektu. Tieto faktory ovplyvňujú rozhodnutie o type čerpadla a výške počiatočnej investície.
V našich podmienkach sú najčastejšie využívané tepelné čerpadlá typu vzduch-voda, ktoré sú schopné čerpať energiu aj pri teplotách dosahujúcich -20 °C. Avšak pri klesajúcich vonkajších teplotách sa účinnosť týchto čerpadiel znižuje, čo je spôsobené obmedzenou dostupnosťou energie zo vzduchu. Pri návrhu týchto systémov je preto často zahrnutý záložný zdroj tepla, napríklad elektrokotol, ktorý zabezpečuje optimálny výkon aj pri nízkych teplotách.
„Pri návrhu tepelného čerpadla sa berie do úvahy zníženie účinnosti pri veľmi nízkych teplotách, preto sa odporúča používať záložný zdroj tepla. Technicky nie je problém, aby vzduchové tepelné čerpadlo fungovalo bez kotla, ale v takom prípade by bolo predimenzované, čo negatívne ovplyvňuje jeho výkon pri teplotách nad nulou a znižuje životnosť kompresora,“ uvádza odborník.
Pokročilejšie modely vzduch-vodných tepelných čerpadiel, ako je Nibe F2120 a S2125, sú navrhnuté tak, aby zvládali aj veľmi nízke teploty až do -25 °C. Tieto modely sa testujú za všetkých poveternostných podmienok, vrátane vlhkosti, námrazy a snehu, aby bola zabezpečená ich stabilná prevádzka aj v extrémnych zimných podmienkach. Okrem toho, modely ako Panasonic Aquarea M môžu fungovať aj pri -28 °C bez potreby záložného zdroja do -20 °C.
Rôzne typy tepelných čerpadiel a ich vhodnosť pre zimné podmienky
Tepelné čerpadlá typu zem-voda predstavujú optimálnu voľbu pre tých, ktorí majú k dispozícii dostatočný priestor na inštaláciu vertikálnych alebo horizontálnych geotermálnych kolektorov. Tieto systémy využívajú stabilnú teplotu zeme, čo im umožňuje udržiavať vysoký COP aj počas zimných mesiacov, keď teploty klesajú. Tento typ čerpadiel je obzvlášť efektívny, avšak vyžaduje väčšie počiatočné náklady a rozsiahlu inštaláciu.
Tepelné čerpadlá typu voda-voda sú ďalšou možnosťou, ktorá využíva teplo z podzemných vodných zdrojov. Voda má vo všeobecnosti vyššiu teplotu než vzduch, čo umožňuje čerpadlám dosahovať vysoký COP aj pri veľmi nízkych vonkajších teplotách. Tento typ čerpadiel je najnákladnejší kvôli potrebe vŕtania studní, ale poskytuje najstabilnejší výkon a najvyššiu účinnosť v zimných podmienkach.
Vykurovanie a chladenie pomocou čerpadiel vzduch-vzduch
Tepelné čerpadlá vzduch-vzduch sú novinkou na trhu a získavajú čoraz väčšiu popularitu, najmä v oblastiach, kde je potrebné vykurovanie i chladenie v jednom zariadení. Tieto čerpadlá pracujú podobne ako klimatizácie, ale ich primárnym účelom je vykurovanie interiérov, pričom tiež dokážu zabezpečiť ohrev teplej vody. Aj keď si zachovávajú relatívne vysokú účinnosť aj pri miernych mrazoch, pri veľmi nízkych teplotách ich výkon klesá.
Výber správneho tepelného čerpadla závisí od klimatických podmienok, veľkosti inštalácie a špecifických požiadaviek na výkon. Moderné tepelné čerpadlá sú navrhnuté tak, aby spĺňali požiadavky aj pri extrémnych zimných teplotách, čím ponúkajú efektívne a ekologické riešenia pre vykurovanie aj v chladných mesiacoch. S rozvojom technológie sa stále viac zvyšuje ich účinnosť, čo umožňuje ich využitie aj v oblastiach s veľmi nízkymi teplotami bez negatívneho vplyvu na životnosť zariadení.
