Možností zapojenia a vyhotovenia tepelného čerpadla je 12. Presnejšie je to šesť spôsobov odobrenia energie z okolia a každá z nich je kombinovateľná s dvoma základnými schémami technologickej miestnosti. Cieľom tohto článku je poskytnúť na jednom mieste základné dôležité rozdiely medzi týmito verziami. Konkrétny návrh celého riešenia je individuálny pre každú stavbu a navrhneme Vám ju osobne na mieru.

Tepelné čerpadlo nie je plynový kotlík, na čo už doplatil nejeden zákazník rôznych firiem, ktoré sa do montáži pustili. Hlavným problémom je komplexnosť profesií. Na jednej strane je to kúrenárska časť. Na druhej strane je to chladiarenský okruh s primárnou stranou zdroja. Aj malé prehliadnutie projekčných podkladov končí vypisovaním chybových hlásení stroja – tepelného čerpadla. V drvivej väčšine prípadov je to problém zlej montáže. Preto venujte výberu firmy viac času ako výberu značky, alebo typu tepelného čerpadla.

Aby sme Vás však nestrašili, uvádzame základné možnosti inštalácie a zapojenia tepelných čerpadiel:

TČ Vzduch – Voda vonkajšie prevedenie

TC_Vzduch-voda_vonkajsia_instalaciaAko už z názvu vyplýva ide o tepelné čerpadlo odoberajúce teplo okolitému vzduchu a celý stroj (primárna aj sekundárna strana) je umiestnený vonku mimo technickej miestnosti. Neznamená to však že nepotrebujeme žiadnu technickú miestnosť v dome. Technickú miestnosť potrebujeme vždy, ale pri tomto type ušetríme priestor cca 1 m2 oproti ostatným verziám tepelných čerpadiel. Vo vnútri nám zostáva zásobník vykurovacej vody / zásobník teplej vody, elektrický rozvádzač a príslušenstvo vykurovacích okruhov (čerpadlá, rozdeľovače).

Výhody tohto prevedenia sú: ušetrené miesto v technickej miestnosti, odbúranie hlučnosti kompresora z interiéru (kompresor a celý chladiaci okruh sa nachádza vonku), nie je potrebné vákuovanie a napustenie chladivom pri uvedení do prevádzky

Nevýhody: možnosť zamrznutia výmenníka vykurovacej vody pri dlhodobom výpadku elektrickej energie (medzi technickou miestnosťou a vonkajším strojom prúdi priamo vykurovacia voda, preto je veľmi dôležité dbať na uloženie potrubia v nezamŕznej hĺbke).

Naše odporúčanie: rozhodnite sa pre tento stroj ak chcete úplne využiť obytný priestor v dome.

TČ Vzduch – Voda vnútorné prevedenie

TC_Vzduch-voda_vnutorna_instalaciaOproti predchádzajúcej verzii popísanej vyššie sú rozdiely veľmi malé. Hlavná pointa tohto prevedenia je v tom, že celý stroj tepelného čerpadla sa umiestní v technickej miestnosti a pomocou vzduchotechnickým hadíc sa k nemu privádza / odvádza vonkajší vzduch. Výzorovo je teda úplne zhodné s vonkajším prevedením len má namiesto výfukových / nasávacích mriežok vyhotovené príruby pre pripojenie vzduchotechnického potrubia.

Výhody: odpadá akýkoľvek problém so zamrznutím pri dlhodobom výpadku elektrickej energie, nie je potrebné vákuovanie a napustenie chladivom pri uvedení do prevádzky

Nevýhody: hlučnosť kompresora a ventilátorov priamo v technickej miestnosti, potreba vyviesť vzduchotechnické potrubie na fasádu (priemer potrubia cca 40 cm), priestorovo náročné riešenie

Naše odporúčanie: rozhodnite sa pre toto vyhotovenie ak máte dostatočne veľkú technickú miestnosť ideálne umiestnenú v rohu budovy a dispozične nie sú hneď vedľa umiestnené spálne, resp. je to ideálne riešenie ak máte problémy s dlhodobými výpadkami elektrickej energie

TČ Vzduch – Voda splitové (rozdelené) prevedenie

TC_Vzduch-voda_splitova_instalaciaTento variant kombinuje výhody predchádzajúcich verzií, a preto je na Slovensku aj najviac používaný. Ide o rozdelenie stroja do dvoch častí: vonkajšia jednotka obsahuje kompresor, expanzný ventil, ventilátory a vnútorná jednotka obsahuje výmenník chladivo – vykurovacia voda a príslušenstvo regulácie. Medzi vnútornou a vonkajšou jednotkou prúdi priamo chladivo, teda odpadá akýkoľvek problém so zamrznutím. Dĺžka tohto potrubia je však obmedzená (max 30m) a čím je potrubie dlhšie tým sa zhoršuje celkový topný faktor COP. Z priestorového hľadiska je to úsporné riešenie, taktiež hlučnosť vo vnútri je minimálna (len obehové čerpadlá – šum). Jediná nevýhoda je zložitejšie uvedenie do prevádzky. Je potrebná prítomnosť chladiara pre napustenie okruhu chladivom. Niektoré značky tepelných čerpadiel majú túto činnosť zahrnutú v cene stroja. Odporúčame sa však informovať pri prebratí cenovej ponuky, či je v cene zahrnuté aj uvedenie do prevádzky.

Výhody: priestorové usporiadanie, nízka hlučnosť v technickej miestnosti, bez možnosti zamrznutia pri výpadku elektrickej energie

Nevýhody: zložitejšie uvedenie do prevádzky (potrebný chladiar)

Naše odporúčanie: tento typ tepelného čerpadla je vhodný pre drvivú väčšinu aplikácií, treba dbať na správne umiestnenie vonkajšej jednotky a dĺžku prepojovacích potrubí. Pri prebratí cenovej ponuky sa informujte či je v cene aj práca chladiara. Vonkajšiu jednotku neodporúčame inštalovať na stenu domu, ale na samostatné betónové pätky. Inštaláciou na stenu domu si prenesiete vibrácie kompresora do interiéru.

TČ Zem – Voda s geologickým vrtom

TC_Zem-voda_vrtyAko už bolo spomenuté v predchádzajúcom článku Ako funguje tepelné čerpadlo zapojenie tepelného čerpadla zem-voda (soľanka-voda) na geotermálne vrty vyžaduje navŕtanie jedného alebo viacerých vrtov hĺbky 50 až 120 metrov. Hĺbka vrtu závisí od energetickej výdatnosti „hliny“ v okolí navŕtanej diery. Bežne je potrebných 12 až 18 metrov vrtu pre 1kW tepelného výkonu TČ. Geotermálnym vrtom sa venujú špecializované firmy, ktoré disponujú vrtnou súpravou. Technológia vŕtania a vyplavovania sutiny je buď vyplavovanie vodou, alebo vzduchom. Pri vyplavovaní vodou vzniká bahenný kal. V oboch prípadoch sa však narazí na spodnú vodu, ktorá sa pri vŕtaní ťaží na povrch.

Vystrojenie vrtu rúrkami robí zvyčajne vŕtacia firma. Z každého vrtu „strčia“ štyri rúrky, ide o zdvojenie výmenníka pre prípad netesnosti na potrubí, aby sa neznehodnotil celý vrt. Všetky prívody a spiatočky z každého z vrtov sú zvedené do šachty s rozdeľovačom. Je to plastová šachta umiestnená na pozemku. Z tejto šachty je do technickej miestnosti vedený len jeden prívod a jedna spiatočka väčšej dimenzie. Samotný vrt sa môže nachádzať aj pod príjazdovou cestou, rúrky z vrtu nevystupujú na povrch, ale sú v hĺbke cca 50cm vedené k rozdeľovaču (šachte).

Výhody: stabilný zdroj počas celého roka, nízke náklady na čerpaciu prácu (prakticky postačuje 60W obehové čerpadlo soľanky, ide o uzavretý cyklus), možnosť využitia v lete ako zdroj chladu pre pasívne chladenie (natural cooling),

Nevýhody: najvyššie investičné náklady zo všetkých riešení

Naše odporúčanie: toto riešenie odporúčame pre väčšie objekty, kde sa investičný náklad vráti v prevádzkových nákladoch

TČ Zem – Voda s plošným kolektorom

TC_Zem-voda_zemny_kolektorRiešenie s plošným kolektorom je veľmi podobné geologickým vrtom. Plošný kolektor tvorí meander zakopaný v zemi na pozemku pri dome. Opäť sa skladá z viacerých slučiek, ktoré sú zakončené v šachte s rozdeľovačom. Niektorí výrobcovia dodávajú kolektor v podobe roztiahnutej špirály, podľa nášho názoru toto vyhotovenie nerieši problém s potrebnou plochou kolektora.

Veľkosť plochy kolektora sa opäť odvíja od vlastností hliny na pozemku. Čím je zemina mazľavejšia a vlhkejšia tým má vyššiu výdatnosť. Približne môžeme povedať že pre 1kW výkonu TČ potrebujeme cca 30 m2 pozemku. Na ploche kolektora treba rátať s neskorším topením ľadu a horšími podmienkami pre rastliny. Odporúčame len trávnaté plochy.

Výhody: nižšie investičné náklady oproti geo vrtom, možnosť využitia v lete ako zdroj chladu pre pasívne chladenie (natural cooling)

Nevýhody: skoršie vymrazenie zeme oproti geo vrtom pri veľmi chladných zimách

Naše odporúčanie: ak nemáte dostupné lacné bagrovacie práce, rozhodnite sa radšej pre geologický vrt. Plošný kolektor vyžaduje značnú veľkosť pozemku. Preto ho odporúčame len pre prípady že je táto plocha dostatočná a o niečo predimenzovaná.

TČ Voda – Voda

TC_Zem-voda_studneToto riešenie sa skladá z dvoch studní: čerpacej a vsakovacej. Vyžaduje sa veľmi silný zdroj podzemnej vody, rádovo 3L za sekundu. Zloženie čerpanej vody musí byť s čo najmenším obsahom vodného kameňa. Na Slovensku toto riešenie z prevádzkových dôvodov neodporúčame.

Výhody: lepšie COP oproti geologickým vrtom (čerpaná voda má najstabilnejšiu teplotu, pretože stále priteká a nevymrazuje sa ako vrt)

Nevýhody: vysoké nároky na elektrickú energiu čerpadla (po započítaní do celkového COP sa stráca výhoda oproti geo vrtom), zanášanie primárneho výmenníka vodným kameňom (nutný častý servis, rozoberanie a čistenie výmenníka)

Naše odporúčanie: neodporúčame toto riešenie na území SR, ak tak len v špecializovaných prípadoch priemyselnej prevádzky, určite nie pre rodinné domy

Viac o zapojení hydraulickej schémy technologickej miestnosti s tepelným čerpadlom sa dočítate v článku Zapojenie tepelného čerpadla – hydraulika.