Chlazení domů tepelnými čerpadly

Tepelné čerpadlo je jediná technologie, která může současně sloužit pro vytápění i chlazení domů. To přináší úsporu investičních nákladů i úsporu prostoru v budově, protože místo instalace zdroje tepla a zdroje chladu stačí jen jedno zařízení.

Nejúspornějším způsobem chlazení domů pomocí tepelných čerpadel je „pasivní chlazení“, jehož provoz je prakticky zdarma, ale má určitá výkonová i technická omezení. Naopak největší spotřebu energie mají tepelná čerpadla s reverzním systémem chlazení, protože umí střídavě vyrábět jen teplo, nebo chlad a fungují tak prakticky jako dvě samostatná zařízení.

Nejefektivnějším systémem jsou tepelná čerpadla se souběžnou výrobou tepla a chladu, která mají jednak nízké provozní náklady a zároveň i dostatečný výkon. Je zde ale vyšší investice do zapojení strojovny, kde se musí instalovat odvod odpadního tepla do primárního okruhu.  

Ideálním řešením tak často mohou být tepelná čerpadla s aktivním chlazením a využitím odpadního tepla, která také umí produkovat teplo a chlad současně, ale díky integrovanému výměníku odpadního tepla uvnitř tepelného čerpadla, mají i velmi jednoduché zapojení strojovny.

  

Způsoby chlazení pomocí tepelných čerpadel

Pasivní chlazení

U tepelných čerpadel země/voda, se využívá chlad v zemi pro přímé chlazení budov. Tepelné čerpadlo není při chlazení v provozu, pouze se propojí vrty s chladícím systémem budovy. Pro pasivní chlazení je možné využít vrty, nebo spodní vodu a velmi omezeně i plošné kolektory. Roční množství chladu, které je z vrtu možné získat, je omezené a na konci léta mohou být vrty vyhřáté tak, že chladící výkon klesne.    

Příklad: Rodinné domy s pasivním chlazením z vrtu >

Pasivní chlazení s podlahovým chlazením v rodinném domě

Aktivní chlazení se souběžnou výrobou tepla a chladu 

U tepelných čerpadel země/voda. Tepelné čerpadlo vyrábí souběžně teplo i chlad a nedochází u něj k přepínání chladícího okruhu. Přebytečné odpadní teplo z chlazení je odvedeno do země. Část odpadního tepla z chlazení se akumuluje v zemi. Díky tomu mohou být vrty kratší a je v nich i vyšší teplota, která zvyšuje topný faktor při vytápění.  

Příklad: Tepelné čerpadlo země/voda IVT GEO G >

Aktivní chlazení s reverzací tepelného čerpadla

U tepelných čerpadel země/voda a vzduch/voda. V chladícím okruhu tepelného čerpadla se přepne výparník a kondenzátor a tepelné čerpadlo místo topení začne chladit. Vzniklé teplo je odvedeno do vzduchu, nebo do země. Pokud je potřeba v průběhu chlazení ohřívat teplou vodu, tepelné čerpadlo se přepne do standardního režimu, ohřeje teplou vodu a zase se přepne zpět do režimu chlazení.

U tepelných čerpadel země/voda se část odpadního tepla z chlazení akumuluje v zemi. Díky tomu mohou být vrty kratší a je v nich i vyšší teplota, která zvyšuje topný faktor při vytápění.  

Příklad: Tepelné čerpadlo vzduch/voda IVT AIR X >  

Aktivní chlazení s reverzací tepelného čerpadla a využitím odpadního tepla

U tepelných čerpadel země/voda a vzduch/voda. Tepelné čerpadlo má navíc instalovaný dodatečný výměník, který v režimu chlazení dodává část odpadního tepla například pro ohřev teplé vody. Tepelné čerpadlo nemusí tak často přepínat mezi topením a chlazením. Výkon dodatečného výměníku je většinou omezen a spotřebovat se dá jen část odpadního tepla, zbytek je odveden do vzduchu nebo země.  

Příklad: Tepelné čerpadlo vzduch/voda YANMAR GHP > 

Příklad: Tepelné čerpadlo země/voda ECOFOREST ECOGEO >

Tepelná čerpadla země/voda pro topení a chlazení domu

Systémy distribuce chladu a teplota chladící vody

Stejně jako u vytápění tepelnými čerpadly, má teplota chladící vody podstatný vliv na chladící faktor a spotřebu elektřiny tepelného čerpadla. Čím je teplota chladící vody vyšší, tím je spotřeba elektřiny nižší.   

Teplota chladící vody 7°C

Pro chlazení vzduchotechnickými jednotkami, nebo FANCOILY (konvektor a výměníkem a odvodem kondenzátu) je ve většině případů potřebná chladící voda s teplotní spádem 7/12°C.

Teplota chladící vody 17°C

Pro velkoplošné chladící systémy (stropní chlazení, chlazení podlahovým topným systémem) postačuje chladící voda s teplotní spádem 17/22°C. U těchto systémů je možné využívat ve větší míře pasivní chlazení.  

Podlahové chlazení

V budovách, kde je instalované podlahové vytápění, ho lze snadno využít v létě i pro chlazení. Výhodou podlahového chlazení je komfortní sálavé chlazení bez průvanu a hluku, nevýhodou pak omezený výkon, zvlášť pokud je místo dlažby použit koberec nebo plovoucí podlaha.  

Místnosti, které nechcete chladit, jednoduše vypnete na rozdělovači podlahového topení. Není ani důvod se obávat omrzlin, teplota povrchu podlahy při podlahovém chlazení je příjemných 20 až 22°C.

     

Chlazení elektřinou nebo zemním plynem

Chladit mohou jak tepelná čerpadla s elektrickým pohonem, tak i s pohonem na zemní plyn. Chlazení zemním plynem umožňuje získat vysoký chladící výkon bez potřeby posílení elektrické přípojky a bez paušálních plateb za elektrický jistič, které náklady na chlazení často výrazně zvyšují. Zemního plynu je navíc v období, kdy je potřebné chladit, dostatek.        

Příklad: Komerční budova vytápěná a chlazená plynovým tepelným čerpadlem vzduch/voda > 

Dům vytápěný a chlazený plynovým tepelným čerpadlem