Ako funguje vykurovanie využívajúce vzduch

Čo je tepelné čerpadlo využívajúce vzduch?

Tepelné čerpadlo využívajúce vzduch je systém určený na vykurovanie a chladenie, ktorý odoberá tepelnú energiu z vonkajšieho vzduchu a prenáša ju do interiéru, čím sa stará o celoročné pohodlie. Namiesto generovania tepla spaľovaním paliva spotrebúva elektrinu na presun existujúceho tepla z jedného miesta na druhé.

Tepelné čerpadlá využívajúce vzduch dokážu pomocou jedného udržateľného systému zabezpečovať vykurovanie v zime a voliteľné chladenie v lete. Keďže namiesto fosílnych palív využívajú len obnoviteľný vzduch z prostredia, považujú sa za nízkouhlíkové alternatívy tradičných plynových, olejových a LPG kotlov.

Použiteľnú tepelnú energiu obsahuje dokonca aj chladný vzduch. Tepelná energia je vlastne energia uložená v pohyblivých časticiach. Čím rýchlejšie sa tieto častice pohybujú, tým sú teplejšie. Zachytením a skoncentrovaním tejto energie dokáže tepelné čerpadlo využívajúce vzduch efektívne vykurovať vašu domácnosť aj vtedy, keď je vonkajšia teplota nízka.

Keďže európske domácnosti čelia rastúcim cenám energie a čoraz vyšším klimatickým nárokom, stále viac ich prechádza na tepelné čerpadlá využívajúce vzduch ako na spoľahlivé riešenia pre celoročné pohodlie. Tradičné centrálne vykurovacie systémy, ktoré spaľujú fosílne palivá, môžu byť drahé, neúčinné a mať vysokú uhlíkovú stopu. V mnohých prípadoch môže prechod alebo modernizácia na tepelné čerpadlo využívajúce vzduch zlepšiť energetickú účinnosť a znížiť emisie.

Či už je vaším cieľom vymeniť celý vykurovací systém, znížiť spotrebu energie alebo udržať pohodlnú teplotu v interiéri v zime aj v lete, prvým krokom je pochopiť, ako funguje vykurovanie využívajúce vzduch.

Ako fungujú tepelné čerpadlá využívajúce vzduch?

Tepelné čerpadlá využívajúce vzduch fungujú tak, že odoberú teplo z vonkajšieho vzduchu, zvýšia jeho teplotu pomocou kompresora a potom toto teplo presunú k vám domov. Tento proces im umožňuje účinne fungovať aj v mínusových teplotách, preto sú vhodné na celoročné používanie.

Základný princíp možno pochopiť na jednoduchom príklade: keď nafúknete pneumatiku bicykla, ventil sa vďaka stlačenému vzduchu zohreje. Stlačenie zvyšuje teplotu a tento istý princíp poháňa technológiu tepelného čerpadla.

V praxi má prevádzka systému tri fázy:

1. vonkajšia jednotka absorbuje teplo z okolitého vzduchu;

2. kompresor zvýši teplotu tohto tepla+

3. systém potom teplo presunie do interiéru vo forme teplého vzduchu (systémy vzduch-vzduch) alebo zohriatej vody (systémy vzduch-voda).

Keďže systém teplo negeneruje spaľovaním, len ho presúva, dokáže dodať výrazne väčšie množstvo tepelnej energie, než je množstvo elektriny, ktorú spotrebuje.

Ak chcete podrobnejšie technické vysvetlenie cyklu chladenia a jednotlivých súčastí systému, prečítajte si náš článok o tom, ako fungujú tepelné čerpadlá.

Typy tepelných čerpadiel využívajúcich vzduch

Existujú dva typy tepelných čerpadiel využívajúcich vzduch: vzduch-vzduch a vzduch-voda.

Tepelné čerpadlá vzduch-vzduch

Tepelné čerpadlá vzduch-vzduch sú známe aj ako klimatizácie. Domácnosť vykurujú tak, že do nej vpúšťajú teplý vzduch, a môžu ju aj ochladzovať, keď proces prebieha opačne.

Ako fungujú tepelné čerpadlá vzduch-vzduch

Systémy vzduch-vzduch presúvajú teplo medzi vonkajším vzduchom a vzduchom u vás doma. Vonkajšia jednotka absorbuje teplo (dokonca aj v zime) a kompresor ho znásobí na použiteľnú teplotu. V interiéri fúka cez zohriatu cievku vzduch z ventilátora, čím do miestnosti distribuuje teplo. V lete sa cyklus otočí a systém funguje ako klimatizácia.

Tepelné čerpadlá vzduch-voda

Tepelné čerpadlá vzduch-voda zohrievajú vodu, ktorá sa používa v radiátoroch a podlahovom kúrení. Takisto dodávajú teplú vodu do kohútikov.

Ako fungujú tepelné čerpadlá vzduch-voda

Tieto systémy odoberajú teplo z vonkajšieho vzduchu, ale namiesto vzduchu ho potom presunú do vody. Zohriata voda potom putuje do radiátorov, podlahového kúrenia a zásobníka teplej vody. Tieto čerpadlá sú najúčinnejšie najmä v kombinácii s nízkoteplotnými vykurovacími systémami, ako je podlahové kúrenie, a dodávajú aj teplú vodu do kohútikov a spŕch.

Akú účinnosť majú tepelné čerpadlá využívajúce vzduch?

Systémy vzduch-vzduch aj systémy vzduch-voda síce spotrebúvajú elektrinu, no sú omnoho účinnejšie než tradičné kotly. Ich účinnosť sa meria pomocou sezónneho faktora účinnosti (Seasonal Coefficient of Performance, SCOP). Tepelné čerpadlá vzduch-voda zvyčajne dosahujú SCOP s hodnotou okolo 4, čo znamená, že na každú jednotku spotrebovanej elektriny dokážu vygenerovať štyri jednotky tepla. Hoci sa hodnota SCOP v chladnejšom počasí znižuje, tepelné čerpadlá fungujú dobre celoročne a bežne sa používajú aj v chladných klimatických oblastiach, napríklad v Škandinávii. Na dosiahnutie optimálnej účinnosti je potrebné, aby bol dom dobre izolovaný a aby bol zvolený systém s vhodným výkonom.

Náklady a benefity

Tepelné čerpadlá vzduch-vzduch

Tepelné čerpadlá vzduch-vzduch (nazývané aj ako klimatizácie) sú zvyčajne menej nákladné na inštaláciu než systémy vzduch-voda, pretože nevyžadujú prepojenie s vykurovacím systémom na báze vody.

V závislosti od kapacity systému a zložitosti inštalácie možno v menších nehnuteľnostiach nainštalovať single-split systém za 1 300 až 3 500 €.

Náklady sa líšia v závislosti od:

• požadovaného výstupného výkonu,
• počtu vnútorných jednotiek,
• dostupnosti inštalácie.

Čo sa týka účinnosti, systémy vzduch-vzduch môžu pri optimálnych podmienkach dosahovať SCOP s hodnotou 5 a vyššou, no väčšina modelov dosahuje priemernú sezónnu hodnotu 3 až 4. Tieto systémy sú k dispozícii v širokej škále produktov a všetky modely dokážu v prípade potreby poskytovať chladenie aj vykurovanie.

Majitelia nehnuteľností môžu monitorovaním spotreby energie zistiť, kedy je prevádzka systému najúčinnejšia v porovnaní s alternatívnymi zdrojmi vykurovania.

Oproti tepelným čerpadlám vzduch-voda je ich jediným obmedzením to, že zvyčajne je k nim potrebné zabezpečiť samostatný systém na ohrev vody. Niektorí výrobcovia však ponúkajú konfigurácie umožňujúce pripojenie k zásobníku teplej vody. Okrem toho vyžadujú priestor pre vnútorné jednotky, či už nástenné alebo kanálové.

Tepelné čerpadlá vzduch-voda

Tepelné čerpadlá vzduch-voda dokážu nahradiť celý centrálny vykurovací systém. V niektorých prípadoch je možné použiť existujúce radiátory.

Tradičné radiátory sú však zvyčajne menšie a navrhnuté pre vyššie prietokové teploty, čo môže ovplyvňovať celkovú účinnosť systému. V niektorých nehnuteľnostiach môže byť na optimalizáciu výkonu vhodné modernizovať aj radiátory.

Bežná inštalácia sa pohybuje v rozmedzí 8 460 až 15 000 €, a to v závislosti od veľkosti nehnuteľnosti, úrovne izolácie a požadovaných úprav systému.

Ak je inštalácia súčasťou novostavby alebo väčšej rekonštrukcie, integrácia celého systému môže byť jednoduchšia, čo môže znížiť náročnosť inštalácie a súvisiace náklady.

Vzduch-vzduch verzus vzduch-voda: kľúčové rozdiely

Environmentálne prínosy tepelných čerpadiel využívajúcich vzduch

Keďže vládni predstavitelia v Európe stále sprísňujú ciele týkajúce sa znižovania emisií uhlíka, obnoviteľné technológie vykurovania zohrávajú čoraz dôležitejšiu úlohu pri dosahovaní uhlíkovej neutrality. Vďaka využívaniu obnoviteľnej energie z prostredia dokážu tepelné čerpadlá využívajúce vzduch znížiť emisie CO₂ domácnosti o viac ako polovicu v porovnaní s plynovými kotlami.

Využívaním vzduchu – bezplatne dostupného prírodného zdroja – a minimálneho množstva elektriny môžu tieto systémy výrazne znížiť závislosť od fosílnych palív. Pre mnohé domácnosti to znamená nižšie prevádzkové náklady a hmatateľný prínos v oblasti národných klimatických cieľov.

Inštalácia a prevádzka: čo treba zvážiť

Inštalácia tepelných čerpadiel vzduch-vzduch

Inštalácia systémov vzduch-vzduch je zvyčajne rýchlejšia a jednoduchšia. Bežne je potrebné nainštalovať len vonkajšiu jednotku a jednu alebo viac vnútorných vzduchových jednotiek, čo naruší chod domácnosti len minimálne. Keďže tento systém priamo ohrieva a ochladzuje vzduch, nie sú potrebné žiadne úpravy potrubí či zariadení na distribúciu tepla. Výsledkom sú nižšie náklady na inštaláciu než u systémov vzduch-voda.

Čo sa týka účinnosti, tieto systémy dobre fungujú v miernych až chladných klimatických oblastiach, v ktorých poskytujú efektívne vykurovanie a chladenie. Vo veľmi chladnom počasí však môže byť ich vykurovacia účinnosť o niečo nižšia ako v prípade dobre navrhnutých systémov vzduch-voda.

Inštalácia tepelných čerpadiel vzduch-voda

Systémy vzduch-voda vyžadujú zložitejšiu inštaláciu, pretože sa pripájajú k teplovodnému vykurovaciemu systému v domácnosti – radiátorom, podlahovému kúreniu alebo obom. Zvyčajne je potrebné nainštalovať vonkajšiu jednotku, hydraulický modul, zásobníky teplej úžitkovej vody a obehové súčasti. Preto sú náklady na inštaláciu obyčajne vyššie.

Tieto systémy však ponúkajú vynikajúcu prevádzkovú účinnosť, najmä ak sa skombinujú s nízkoteplotnými vykurovacími telesami, napríklad podlahovým kúrením. Veľmi dobre sa hodia do chladnejších klimatických oblastí a ich pridanou hodnotou je, že produkujú teplú úžitkovú vodu, takže v jednom riešení získate vykurovanie aj ohrev vody.

Vykurovanie využívajúce vzduch vs. tradičné systémy

Namiesto krátkych návalov intenzívneho tepla poskytujú systémy využívajúce vzduch stabilné, nízkoteplotné teplo na dlhší čas, vďaka čomu udržiavajú konzistentný tepelný komfort v interiéri a spotrebúvajú celkovo menej energie. Preto sú mimoriadne vhodné pre domy s dobrou izoláciou a modernými radiátormi alebo podlahovým kúrením.

Čo je však kľúčové, tepelné čerpadlá využívajúce vzduch eliminujú priame emisie uhlíka a vo výraznej miere znižujú závislosť od plynu alebo oleja, čo je čoraz väčšia výhoda, pretože ceny energií kolíšu a krajiny stále sprísňujú nariadenia týkajúce sa vykurovania fosílnymi paliva.

Hoci inštalácia vyžaduje väčšiu počiatočnú investíciu, dlhodobé úspory energie, nízke náklady na údržbu a prípadné vládne dotácie robia z tepelných čerpadiel úspornú voľbu. Keďže Európa smeruje k uhlíkovej neutralite a postupne upúšťa od inštalácie nových plynových kotlov, prechod na systém využívajúci vzduch predstavuje investíciu do budúcnosti, z ktorej budú mať úžitok majitelia nehnuteľností aj planéta.

Integrácia s inteligentnými prvkami: ovládače a automatizácia

Moderné tepelné čerpadlá bez problémov fungujú s inteligentnými termostatmi a systémami plánovania, čo majiteľom domov umožňuje na diaľku monitorovať a upravovať teplotu. V kombinácii s aplikáciami na sledovanie energie poskytujú podrobné údaje o spotrebe, čo používateľom pomáha dolaďovať výkon a šetriť energiu.

Tepelné čerpadlá Daikin fungujú s aplikáciou Onecta, ktorá umožňuje ovládať váš vykurovací systém a monitorovať jeho stav kedykoľvek a odkiaľkoľvek.

Konfigurácie systému vykurovania

Tepelné čerpadlá vzduch-vzduch nie je možné prepojiť s radiátormi. Fungujú totiž tak, že zohrievajú vzduch a distribuujú ho priamo do miestnosti (ako klimatizácia, len naopak) a neobsahujú vodu pre vodný centrálny vykurovací systém.

Systémy vzduch-voda sa naproti tomu prepájajú s radiátormi, podlahovým kúrením alebo hybridnými konfiguráciami, ktoré obsahujú existujúce kotly. Vďaka tejto flexibilite sú mimoriadne vhodné do novostavieb aj rekonštrukcií a používateľom umožňujú prejsť na obnoviteľné vykurovanie svojím vlastným tempom.

Funkcia chladenia v lete

Európa zažíva každým rokom horúcejšie letá a častejšie teplé vlny. Pre čoraz lepšie izolované domy je tak funkcia chladenia pomocou tepelného čerpadla využívajúceho vzduch stále cennejšia. Ten istý systém, ktorý v zime zabezpečuje teplo, môže v lete fungovať obrátene a poskytovať chladný vzduch alebo vodu. Zabezpečuje účinné, tiché a spoľahlivé chladenie bez dodatočných nákladov na hlučné mobilné klimatizačné jednotky.

Životnosť a údržba tepelného čerpadla využívajúceho vzduch

Tepelné čerpadlá využívajúce vzduch sú odolné a pri pravidelnom servise je ich priemerná životnosť 15 až 20 rokov. Ich efektívny dizajn – len pár súčastí a žiadne spaľovanie – znamená menšie opotrebovanie a jednoduchšiu údržbu oproti tradičným kotlom.

Zvyčajne je potrebný len jeden servis ročne, pri ktorom sa skontrolujú hladiny chladiva, filtre a elektrické súčasti. Medzi týmito servisnými návštevami stačí na udržanie celoročnej výkonnosti vykonávať pár jednoduchých krokov, napríklad odstraňovať nečistoty z vonkajšej jednotky a čistiť vetracie otvory. Účinnosť možno optimalizovať aj úpravou nastavení pri zmene počasia.

Vďaka kombinácii dlhej životnosti, jednoduchej údržby a inteligentného monitorovania sú tepelné čerpadlá využívajúce vzduch spoľahlivou voľbou pre efektívny domáci tepelný komfort.

Integrácia ohrevu vody

Všetky tepelné čerpadlá vzduch-voda dokážu zabezpečiť teplú vodu, takže predstavujú komplexné riešenie pre vykurovanie, chladenie a každodenné používanie. Zachytávaním tepla zo vzduchu vedia účinne zohrievať vodu používanú v kohútikoch a sprchách, pričom spotrebujú minimum energie.

Vďaka tejto flexibilite sú tepelné čerpadlá využívajúce vzduch praktickou a udržateľnou voľbou pre celoročné pohodlie a nižšie emisie uhlíka.

Štátna podpora a nariadenia

Vlády jednotlivých európskych krajín podporujú používanie nízkouhlíkových systémov vykurovania prostredníctvom nariadení a financovania. Stimuly vo forme dotácií na inštaláciu, odpočtov DPH a noriem pre emisne neutrálne budovy uľahčujú majiteľom nehnuteľností prechod zo systémov na fosílne palivá.

Časté obavy v súvislosti s tepelnými čerpadlami využívajúcimi vzduch

Obava: „Fungujú tepelné čerpadlá vo veľmi chladnom počasí?“
Vysvetlenie: Áno. Moderné tepelné čerpadlá využívajúce vzduch odoberajú teplo aj zo vzduchu s teplotou –28 °C a sú špeciálne navrhnuté pre európske zimy.

Obava: „Sú tepelné čerpadlá vhodné len pre bytové domy?“
Vysvetlenie: Nie. Systémy využívajúce vzduch sú mimoriadne škálovateľné a možno ich používať v bytoch, samostatných domoch, komerčných či dokonca priemyselných budovách.

Obava: „Je ich údržba drahá?“
Vysvetlenie: Vo väčšine prípadov sú požiadavky na údržbu minimálne a zvyčajne menej nákladné ako servis tradičného kotla.

Voľba správneho tepelného čerpadla

Pri výbere tepelného čerpadla treba zvážiť tieto kľúčové faktory:

• Sezónna účinnosť (SCOP)
• Hlučnosť
• Vhodný výkon

1. Sezónna účinnosť (SCOP)

Sezónny faktor účinnosti (Seasonal Coefficient of Performance, SCOP) meria, nakoľko je tepelné čerpadlo účinné počas celej vykurovacej sezóny. Čím vyššia je hodnota SCOP, tým menej elektriny je potrebnej na vyprodukovanie rovnakého množstva tepla, čím sa znižujú účty za energiu aj emisie uhlíka.

Napríklad čerpadlo Daikin Altherma 4 H má energetickú triedu A+++ pre vykurovanie s výstupnou teplotou vody 35 °C aj 55 °C. Navyše dobre funguje aj pri teplotách prostredia až –28 °C, čo dokazuje jeho dobrý výkon v chladnom podnebí a vysokú sezónnu účinnosť.

2. Hlučnosť

Hlučnosť môže byť praktickým problémom, najmä v rezidenčnom prostredí. Moderné tepelné čerpadlá využívajúce vzduch sú navrhnuté s ohľadom na optimalizáciu hluku.

Napríklad čerpadlo Daikin Altherma 4 H udáva hlučnosť vonkajšej jednotky na úrovni len 28 dBA vo vzdialenosti troch metrov, vďaka čomu je vhodné aj do tichých štvrtí.

3. Vhodný výkon

Je tiež dôležité, aby tepelné čerpadlo malo vhodný výkon. Poddimenzovaná jednotka nebude zvládať vykurovať v najväčšej zime, kým predimenzovaná jednotka sa bude neefektívne vypínať a zapínať a plytvať peniazmi.

Stručne povedané, vyberte si systém s vysokou hodnotou SCOP, tichou prevádzkou a vhodným výkonom pre vašu domácnosť. Ak si vyberiete uznávaného výrobcu, budete mať istotu, že tieto funkcie nie sú len teoretické, ale sú súčasťou skutočného predávaného systému.

Náhrada plynového kotla

Prechod z plynového kotla na tepelné čerpadlo využívajúce vzduch zahŕňa niekoľko krokov:

1. Odstránenie a bezpečná likvidácia starého systému
2. Posúdenie izolácie domu
3. Modernizácia elektroinštalácie alebo vzduchových potrubí na zaistenie kompatibility

Výber a inštaláciu novej vonkajšej jednotky s vhodným výkonom by mal zabezpečiť certifikovaný technik. Takýto prechod zníži emisie uhlíka a pomôže pripraviť vašu domácnosť na obdobie, keď sa prestanú používať fosílne vykurovacie systémy.

Je tepelné čerpadlo využívajúce vzduch vhodné pre moju domácnosť?

Tepelné čerpadlá využívajúce vzduch predstavujú praktické a pokrokové riešenie pre pohodlie modernej domácnosti. Kombináciou vysokej účinnosti, celoročného vykurovania a chladenia a výrazného znižovania emisií uhlíka sú riešením na rastúce ceny energií aj environmentálne problémy.
Vďaka dokonalejším technológiám, vládnej podpore a preukázanej výkonnosti v chladných klimatických oblastiach už tepelné čerpadlá využívajúce vzduch nie sú len úzkoprofilovým riešením, ale rozumnou a udržateľnou voľbou pre domácnosti pripravené na budúcnosť.

Kľúčové zistenia

• Tepelné čerpadlá využívajúce vzduch poskytujú vykurovanie a chladenie a v prípade systémov vzduch-voda aj ohrev vody v jednej integrovanej jednotke.
• Tepelné čerpadlá využívajúce vzduch účinne fungujú aj v chladných klimatických oblastiach.
• Systémy vzduch-vzduch sú lacnejšie a ľahšie sa inštalujú, kým systémy vzduch-voda nahrádzajú celé centrálne kúrenie.
• Pre výkon je dôležitý výber vhodnej jednotky a dobrá izolácia.
• Dlhá životnosť a nenáročná údržba zvyšujú ich dlhodobú hodnotu.