Chlazení s tepelnými čerpadly za peníze, nebo raději zdarma?

tepelná čerpadla

Přes den venku 36 °C a v noci přes 20 °C, tak u nás vypadají v posledních letech tropické dny a tropické noci. Chlazení obytných budov by se tak mělo i v naší klimatické oblasti stát standardem, tak jak je tomu v jižních zemích. S odklonem od zemního plynu a rozvojem tepelných čerpadel je možné zajistit celoroční komfort v obytných budovách překvapivě snadno a levně.

Obr. 1 • Tepelné čerpadlo ecoGEO s výkonem 23 kW a zabudovaným pasivním i aktivním chlazením

V dobách, kdy dominantním zdrojem tepla byl plynový kotel, znamenalo zajištění chlazení budovy nemalou investici do zdroje chladu a jeho rozvodů v budově. Chlazení se také citelně projevilo v provozních nákladech objektu, protože zvyšovalo nejen spotřebu elektřiny, ale i náklady na údržbu, servis a revize. Běžnou situací u větších budov v létě navíc je, že v suterénu budovy se trápí výkonná plynová kotelna s nízkou účinností jen pro přípravu teplé vody a na střeše budovy se současně, bez užitku, pouští do vzduchu velké množství odpadního tepla z klimatizačních jednotek.

S razantním příchodem tepelných čerpadel se ale tato situace zásadně změní. Tepelné čerpadlo může být zdrojem tepla i chladu a mnohé nízkoteplotní otopné soustavy mohou sloužit kromě vytápění i pro distribuci chladu. Investice do systému chlazení budovy tak může být minimální. A pokud se systém dobře navrhne, mohou být minimální (někdy nulové) i provozní náklady celého systému chlazení.

Tepelné čerpadlo v režimu chlazení má stejnou spotřebu elektřiny jako klimatizační jednotka, ale je několik cest, jak tuto spotřebu zásadně snížit. První je využití pasivního chlazení u tepelných čerpadel země-voda, kdy z vrtů a omezeně i z plošných kolektorů, získáváte chlad bez potřeby chodu tepelného čerpadla. Toto jednoduché a překvapivě velmi dobře funkční řešení navíc část odpadního tepla z chlazení dlouhodobě uskladňuje v zemi a tepelné čerpadlo tak má v topné sezoně vyšší topný faktor díky vyšší teplotě v zemních sběračích. Nižší výkon pasivního chlazení lze eliminovat kombinací s aktivním chlazením, kdy se teplo a chlad vyrábí současně. Například tepelné čerpadlo Ecoforest ecoGEO má v sobě zabudované oba systémy chlazení, mezi kterými přepíná, aby bylo dosaženo co nejnižší spotřeby elektřiny ale zároveň i dostatečného chladicího výkonu. K tomu umí odpadní teplo přímo využít pro přípravu teplé vody.

U tepelných čerpadel vzduch-voda je situace složitější, protože většinou střídavě vyrábí buď teplo, nebo chlad a nedokáží tak odpadní teplo z chlazení využít. Jednou z výjimek jsou švédská tepelná čerpadla QVANTUM s výkony 40–160 kW, která umí topit i chladit souběžně, což se projeví až poloviční spotřebou elektřiny při chlazení a menším opotřebením díky kratší době chodu kompresoru oproti běžným vzduchovým tepelným čerpadlům se střídavou výrobou tepla a chladu.

Obr. 2 • Budova ZZS Boskovice využívá pasivní a aktivní chlazení z vrtu, poháněné vlastní elektřinou z FVE

Chlad z tepelných čerpadel se dá využít ve vzduchotechnických jednotkách nebo fancoilech, ale nejlepším řešením je pustit ho do podlahového vytápění, protože pak není potřebné budovat samostatný systém pro rozvod chladu. Tomu navíc postačí vyšší teplota chladicí vody, která je levnější na výrobu a případně se dá z vrtu získat i zdarma. U rekonstruovaných budov, kde nelze podlahové vytápění instalovat, je dobrým řešením systém sálavého chlazení ve stropech. Ten se dá naopak v zimě využít i pro vytápění, a to s velmi vysokým topným faktorem tepelného čerpadla.

Informace o tepelných čerpadlech vhodných pro úsporné chlazení najdete na webu www.protc.cz