Tepelné čerpadlo z klimatizací - funguje to? Stojí to za to?

960 Pohledy 11 Líbilo se
Vloženo na: 01.05.2024
 
Klimatizace jako tepelné čerpadlo

Hlavním tématem článku je trend přestavby klimatizátorů na tepelná čerpadla - téma je rozsáhlé a vícevláknové. Budeme se snažit pokrýt to co nejširším způsobem a zahrnout většinu jeho aspektů. Zaměříme se na tepelná čerpadla z klimatizátoru - konkrétně na tepelná čerpadla vzduch-voda, která slouží k vytápění domu s tradičním vodním topením (tj. na radiátorech nebo ještě lépe na podlahovém vytápění). Tento článek bude mít určitý podtón DIY (tj. "Udělej si sám"), ale není to nutně pokus o odraz od "profesionálních" řešení v oblasti tepelných čerpadel. Spíše se snažíme přiblížit téma čtenářům.

Klimatizáce jako tepelné čerpadlo - kolik to stojí a stojí to za to?

Náklady jsou pravděpodobně nejdůležitějším motivem pro ty, kteří se rozhodují využívat klimatizaci jako tepelné čerpadlo - místo zakoupení hotového řešení od společnosti nabízející tepelné čerpadlo.

✅ Jednoznačně je tepelné čerpadlo z klimatizace levnější volbou, odhadovaně se pohybuje v rozmezí od 18 000 Kč do 70 000 Kč, zatímco hotová zařízení (srovnatelných parametrů) stojí od 120 000 Kč do 250 000 Kč. Dolní hranice rozmezí - 18 000 - 20 000 Kč by však pravděpodobně vyžadovala použití staršího typu klimatizace - bez invertoru, což se také odráží na pozdější kvalitě používání a nákladech. Aby to mělo smysl, musíte počítat od několika tisíc korun výše.

Většina lidí tedy zjistí, že se to vyplatí - jsou však i ti, kteří to považují za nevýhodné - ale buďme upřímní, aby takto rozhodli, musí na to mít. Takže - jednoznačně cena láká, ale za cenou jsou konkrétní řešení - které je třeba zvážit. Zůstává v kapse dost peněz, co tedy ztrácíme?

Tepelná čerpadla z klimatizace - jak to funguje?

Chceme-li vysvětlit, jak funguje tepelné čerpadlo z klimatizace, musíme mít obecnou představu o tom, jak tepelná čerpadla obecně fungují. Naším cílem není představit tuto problematiku v super profesionálním stylu, ale spíše ji rychle a srozumitelně pro laiky.

✅ Tepelná čerpadla fungují využitím určitého neobvyklého jevu pro mnoho lidí - ohřívají vodu a zároveň chladí vzduch venku, kde se nachází venkovní jednotka tepelného čerpadla (nebo... upravené klimatizace). Jednoduše řečeno, "vytahují" teplo z vzduchu, i když teplota venku není příliš vysoká. Zdá se, že to je činnost trochu v rozporu s přírodou a fyzikálními zákony - ale ne úplně.

☑️ Fungování tepelných čerpadel je možné díky využití speciálních plynů - tzv. freonu nebo chladiva (o kterém dnes známe mnoho různých typů a stále novější tepelná čerpadla využívají jeho stále novější a účinnější formu, ekologičtější atd.). Vědomě používáme obecného pojmu freon - protože téma se stále vyvíjí. Můžete se také setkat s označením jako "chladicí médium"; více se o tomto tématu můžete dočíst v jiném našem článku - právě o freonu.

Freon - chladivo se ohřívá tím, že odpařuje a má velmi nízkou teplotu varu - což je zajímavé, protože díky svým vlastnostem se dokáže ohřát i při nízkých teplotách a dokonce... i při mrazu. Proto tepelná čerpadla fungují i při záporných teplotách (samozřejmě fungují slaběji a méně účinně - ale stále fungují a freon se ohřívá). Díky ventilátorům venkovní jednotky tepelného čerpadla - nebo upravené klimatizace - se freon stále ohřívá, protože mu k tomu stačí i záporné teploty - a toto teplo stačí "jen" předat naše centrální topení nebo teplou užitkovou vodu.

✅ Jestliže se podíváme na konstrukci klimatizace a tepelného čerpadla - zjistíme, že jsou to zařízení postavená velmi podobně. A to je celé tajemství.

Freon, chladivo, chladicí médium - co to vlastně je?

Freon, také známý jako chladicí médium nebo chladivo, je chemická látka používaná k chlazení v různých zařízeních, jako jsou klimatizace a tepelná čerpadla. Zatímco je dlouhodobě používán v ledničkách, jeho využití v klimatizacích a tepelných čerpadlech je poměrně nové. V těchto zařízeních je freon často označován jako "chladicí médium" nebo je specifikován podle své konkrétní názvu, například R404, R410 nebo poslední dobou často R32.

Ceny tepelných čerpadel - proč jsou tak vysoké?

Pokud je porovnáme s cenami upravených klimatizací na tepelná čerpadla - ano, jsou vysoké. V tomto ohledu však máme profesionální zařízení, která často mají například podstatně delší záruční lhůty. Kromě toho mají například systém topných těles, který pomáhá vytápět dům v situacích, kdy teplota klesne pod minus 12 nebo minus 15 stupňů Celsia a kdy tepelné čerpadlo skutečně přestane produkovat teplo. Mimochodem, tyto topné tělesa (o výkonu například 8-10 kW) jsou tak energožravá, že jsou pro majitele tepelných čerpadel doslova pohromou.

✅ Dalším faktorem zvyšujícím ceny tepelných čerpadel jsou ... dotace na tepelná čerpadla. Ano, bez ohledu na různorodé názory na to, zda by mělo stát nebo EU podporovat dotacemi přechod na tepelná čerpadla - studie ukázaly, že dotace tohoto typu zařízení v částkách dosahujících desítek % jejich hodnoty - musí vést k růstu jejich ceny. Kromě toho sama stimulace poptávky uměle - vždy povede k nárůstu ceny daného produktu, i když nakonec také přispěje k růstu nabídky.

Shrnujeme-li - bez ohledu na mou sympatii k tepelným čerpadlům - stále se jedná o drahou technologii, někdy předraženou, a stále jsme daleko od chvíle, kdy se tato investice bude vyplácet v každém domě, pokud jeho obyvatelé patří do střední třídy. Nepředstírejme si - poptávka je také trochu nafukována politickými trendy motivovanými změnami klimatu.

Pokles prodeje tepelných čerpadel?

☑️ Poslední prodejní statistiky z let 2023 a 2024 - podle dat od Bloomberga - navíc ukazují pokles podílu tepelných čerpadel na prodeji topných zařízení (analýza v 14 zemích EU, které dohromady tvoří 90 % evropského trhu - včetně Německa, Polska - a České republiky). Znamená to, že se jejich expanze zastavila? Nebo je to jen vliv trochu menší generosity vlád v dotacích na tepelná čerpadla? Těžko říct, toto je téma pro jiný článek, ale cena má určitě význam. Trend přestaveb klimatizací na tepelná čerpadla - má určitě budoucnost.

Přestavba klimatizace na tepelné čerpadlo - jak na to?

✅ Přestavba klimatizátoru na tepelné čerpadlo určitě není tak jednoduchá, aby se do ní pustila osoba bez zkušeností s takovými zařízeními nebo bez znalostí alespoň základní hydrauliky. Nicméně osoby s určitou zručností se často pokoušejí o přestavbu klimatizace na levné elektrické vytápění - a s úspěchem.

✅ Především venkovní jednotka klimatizátoru musí být připojena k topnému systému našeho domu. Bude tvořit jádro celého systému produkujícího teplo. Abychom toho dosáhli, musíme použít deskový výměník tepla (ideálně s tepelnou izolací), nicméně musí být rozumně vybrán, nesmí to být libovolný model. O tom napíšeme níže. Kromě toho samozřejmě potřebujeme oběhové čerpadlo, které zajistí oběh. Pak už začíná práce stále odbornějšího charakteru - tj. bude nutné správně nakonfigurovat automatiku, aby celý proces vytápění fungoval správně. To vyžaduje odborníka a zde rozhodně doporučujeme využít služeb firmy, která se touto problematikou zabývá. Pokud ale někdo má vhodné kontakty mezi svými známými, může to být také možnost.

Výběr výměníku tepla pro tepelné čerpadlo z klimatizace - tipy

✅ Při výběru správného výměníku tepla pro tepelné čerpadlo z klimatizace musíme brát v úvahu několik aspektů. Tímto způsobem se vyhneme jeho únikům, protože je třeba si uvědomit, že freon zahřátý na určité teploty vytváří vysoký tlak uvnitř systému, který by mohl prasknout výměník.
Proto:

  • ✔️ Musí to být vysokotlaký výměník tepla - tedy takový, který může pracovat s chladivem, obvykle jsou certifikovány do 45 barů. Neměl by to být běžný kapalinový výměník - protože ty mají obvykle příliš nízký pracovní tlak. Shrnujíc, tlak do 20-30 barů nestačí.
  • ✔️ Měl by to být výměník s připojením pro chladivo ve formě trubek - připravených k pájení. To nám usnadní práci a zrychlí celou úpravu.
  • ✔️ Výměník tepla pro tepelné čerpadlo z klimatizace by měl být vhodně dimenzován podle výkonu. Nejlépe je vybrat jej s určitou rezervou - to znamená, že by měl být schopen zvládnout výkon i o něco vyšší než má naše klimatizační jednotka. +2 kW by mělo postačovat (samozřejmě hovoříme o výkonu výměníku počítaném pro tento charakteristický pracovní režim). To znamená, že pro jednotku o výkonu 5 kW vybereme výměník pro freon o výkonu minimálně 7 kW - pro jistotu.
  • ✔️ Případně můžeme zvážit, zda výměník může pracovat s glykolem - pokud bychom chtěli naplnit systém roztokem glykolu a vody pro jeho ochranu proti zamrznutí (například pokud to děláme v chatě).

Co se stane, pokud je výměník tepla pro klimatizaci příliš malý?

✅ Jednoduchá odpověď: Tvé tepelné čerpadlo z klimatizace nebude fungovat - není jiný způsob, jak přenést teplo do topneho systemu. Pokud je výměník příliš malý, může být poddimenzován jen v malé míře - bude fungovat, ale pouze na polovinu výkonu a nebude z toho žádný skutečný prospěch, navíc se často bude tepelné čerpadlo vypínat kvůli nedostatečnému odběru tepla, což způsobí velmi neefektivní fungování celého systému a vysokou spotřebu energie.

Profesionální tepelné čerpadlo vs tepelné čerpadlo z klimatizace

✅ Ve skutečnosti se profesionální tepelné čerpadlo příliš neliší od takových úprav z hlediska základního konceptu. Jsou to také vnější jednotky s ventilátory, které jsou vybaveny odpovídajícím kondenzátorem (výměníkem tepla), který přenáší teplo na kapalinu. Tímto způsobem funguje tepelné čerpadlo vzduch-voda - a naše tepelné čerpadlo z klimatizace, pokud je řádně provedeno, není zase tak amatérské.
☑️ Nicméně „profesionální“ čerpadlo má navíc řadu senzorů a automatizovaný provoz, obohacený například o moduly Wi-Fi - což poskytuje mnoho možností monitorování výkonu celého systému. To je určitě výhoda, někdy neocenitelná. Je absolutně snadno ovladatelná - často z našeho chytrého telefonu.

A tady musíme rozhodnout, zda jsou tyto výhody hodnotné vzhledem k cenovým rozdílům - protože rozdíl ve výkonu při produkci tepla není vždy velký. Samozřejmě je třeba předpokládat, že vždy bude hovořit ve prospěch profesionálních hotových řešení, koneckonců ve známých firmách vyrábějících tepelná čerpadla se stále hledají nové technické inovace, které optimalizují proces vytápění a snižují spotřebu energie. Nemůžeme očekávat totéž od klimatizací - nicméně rozdíly ve výkonu zatím nejsou alespoň přesvědčivé.

Jaká klimatizace na tepelné čerpadlo?

✅ Pokud chceme zajistit maximum výhod při relativně nízké ceně našeho domácího tepelného čerpadla a mít efektivní a moderní systém, měli bychom si vybrat tzv. inverterovou klimatizaci. Inverterová klimatizace je jednoduše ta, která může řídit činnost kompresoru pomocí invertoru - a nastavit provoz klimatizace tak, aby dosáhla požadované výsledky (tedy požadované teploty). Jinými slovy - inverterová klimatizace bude mít možnost modulace výkonu - například podle potřeby. Inverterová klimatizace bude pracovat „na půl plynu“, pokud jsou venkovní teplotní podmínky příznivé - šetříc tak elektrickou energii. Naopak plně využije svůj potenciál, když je to zapotřebí.

Alternativa k inverterové klimatizaci - co ještě je vhodné pro tepelné čerpadlo

Jedinou alternativou je starší typ klimatizace, který nemá inverter - a tedy ani modulaci. Bude to určitě levnější - koupíme ji například za 14 000-16 000 Kč - ale nebude přizpůsobovat výkon podle požadavků ročního období nebo budovy. Nebude to pravděpodobně ekonomický systém s ohledem na spotřebu elektrické energie.

❌ Přestavba klimatizace bez invertoru není dobrý nápad a rozhodně bychom ji nedoporučovali.

Je možné vytápět vzduch v domě pomocí klimatizace, i přestože byla klimatizace přestavěna na TČ vzduch-voda?

✅ Ano, je to možné, ale jedná se o složitější systém, který je náročný na stavbu a samotné navrhování. Samozřejmě v takovém případě je třeba mít na paměti, že budeme potřebovat i vnitřní jednotku, tedy samotný ventilátor klimatizace. Poté můžeme ve vnější jednotce klimatizace připojit takzvaně dva příjemce tepla - tj. vnitřní jednotku (vzduch) a výměník tepla přenášející teplo na vodu. V tomto případě lze dbát na možnost přepínání teplého příjmu - postačí například odpovídající uzavírací ventily oddělující výměník tepla od instalace.

Teoreticky je však také možné zachovat možnost zásobování teplem jak vzduchu, tak vody současně. Podmínkou je dostatečně velká vnější jednotka klimatizace, která bude schopna vytvořit dostatečné množství tepla pro zásobování obou příjemců tepla. Výměník tepla je pak třeba zvolit tak, aby nepřijal z klimatizace veškerý výkon, ale pouze část - v závislosti na potřebách (podle toho, kolik tepla potřebujeme pro náš dům). Zde však vzniká objektivní obtíž ve správném výpočtu a definitivně by se jí měl zabývat odborník.

Je třeba to udělat sám?

✅ Rozhodně ne. Přestavba klimatizace na tepelné čerpadlo se v naší zemi stala určitým druhem módy a kolem tohoto tématu se již vytvořil určitý ekonomický mikroklima, který si všimly firmy a odborníci. Stejně jako si obvykle neinstalujete klimatizaci sami (většinou) - i zde je dobré hledat nabídky. Kromě toho, že lze zakoupit již hotová přestavěná zařízení - lze také najít firmy nabízející přestavbu klimatizátorů na tepelná čerpadla - včetně instalace a integrování systému s kotelnou - prakticky ve všech regionech.

____________

Krátký slovník pojmů souvisejících s tématem

Chladivo (chladicí médium)- jeden z plynnych medií používaných v klimatizacích a tepelných čerpadlech, existuje mnoho jeho typů jako například R404, R407c, R410a nebo R32; (viz heslo: freon)

F-plyny - fluorované skleníkové plyny používané jako chladiva v klimatizacích, chladničkách, mrazničkách, tepelných čerpadlech (viz: freon), mohou se objevit i v kontextu tématu, je dobré vědět, že pro jejich používání jsou vyžadovány oprávnění.

Freon - chladící látka v klimatizacích - v podstatě jedno z jeho obecných jmen, ve skutečnosti odborníci spíše používají termín chladicí medium nebo chladivo. Ve skutečnosti je freon obchodní název vytvořený jedním z francouzských firem, která jej patentovala (slovo vstoupilo do obecného jazyka v některých zemích). Má schopnost absorbovat teplo z okolí, včetně teplot pod nulou - a proto se používá v klimatizacích, tepelných čerpadlech a dokonce i v chladničkách.

Invertor v klimatizaci - zařízení používané v novějších klimatizacích, které umožňuje plynulou regulaci rychlosti kompresoru, což ovlivňuje přizpůsobení spotřeby energie a používaného výkonu potřebám.

Venkovní jednotka - agregát klimatizace (nebo tepelného čerpadla), který se nachází venku (v případě vzduch-voda jednotek), vybavený ventilátorem atd.

Invertorová klimatizace - druh klimatizační jednotky, která využívá invertor k regulaci rychlosti kompresoru, čímž získává schopnost modulovat výkon a spotřebu energie podle potřeby. Jednoznačně účinnější a hospodárnější v použití, stejně jako pohodlnější než starší verze bez invertoru.

TČ - běžně používaná zkratka pro Tepelné čerpadlo

Předimenzování výměníku tepla - vybrání výměníku tepla s trochu větší kapacitou než má daná jednotka klimatizace. Tento postup se doporučuje pro jistotu a aby se předešlo následkům potenciálního chybného výpočtu.

Kondenzátor tepelného čerpadla - součást TČ, která přeměňuje chladivo z plynné fáze (vodivé) na kapalnou fázi tím, že odvádí teplo do jiného médií nebo do okolí. V našem případě chceme, aby se teplo z ohřátého chladiva z klimatizace dostalo do vody - a do naší vytápěcí soustavy. Jako kondenzátor v samostatných projektech se používají deskové výměníky.

Freonový výměník tepla - druh výměníku tepla, v tomto případě deskový, s několika charakteristickými vlastnostmi přizpůsobujícími ho práci s freonem, chladivem apod. Hlavně jde o odolnost proti tlakům nad 40 bar.

 
Publikováno v: Chladivo a výměníky tepla pro plyn, VŠEOBECNÉ, Tepelná čerpadla a všechny aspekty jejich fungování

Zanechat komentář

Bezpečnostní kód
Souhlas s používáním souborů cookie