Tepelné čerpadlá predstavujú v súčasnosti jeden z najefektívnejších spôsobov, ako vykurovať domácnosť, ohrievať vodu a využívať pri tom obnoviteľné zdroje energie. Prenášajú totiž teplo z okolitého prostredia, ako je vzduch, voda alebo zem, do interiéru. Ide o proces šetrný k životnému prostrediu. V zimných mesiacoch, keď vonkajšie teploty často klesajú pod bod mrazu, však vyvstáva otázka, ako funguje tepelné čerpadlo, keď vonku mrzne. Otázka môže byť obzvlášť pálčivá pri zariadeniach typu vzduch – voda. Preto sa v tomto texte podrobne pozrieme na princípy fungovania tepelných čerpadiel v mrazoch, na faktory ovplyvňujúce ich výkon a na tipy, ako si zabezpečiť spoľahlivý zdroj tepla aj počas zimných mesiacov.
Princíp fungovania v mraze
Jedným z najzaujímavejších aspektov je schopnosť zariadenia odoberať teplo aj z veľmi chladného vzduchu. Spôsobujú to fyzikálne vlastnosti chladiaceho média, ktoré má extrémne nízky bod varu a dokáže absorbovať teplo aj pri teplotách hlboko pod bodom mrazu. Samozrejme, s klesajúcimi teplotami sa účinnosť čerpadla postupne znižuje. Pri nižších teplotách vzduch obsahuje menej tepelnej energie, kompresor musí pracovať intenzívnejšie a na výrobu rovnakého množstva tepla sa pri nižších teplotách spotrebuje viac energie. V extrémnych mrazoch, keď sa takto nedokážu pokryť požiadavky domácnosti na teplo, sa používa doplnkové vykurovanie, najčastejšie elektrické vykurovacie teleso. Alternatívou môžu byť aj iné záložné zdroje tepla, napríklad plynové kotly alebo krby.
Tepelné čerpadlo vzduch – voda, keď vonku mrzne
Vďaka nižším počiatočným nákladom na inštaláciu ide o najrozšírenejší typ. Získava teplo priamo z okolitého vzduchu, čo je výhodné, pretože je to ľahko dostupný zdroj energie. V zimných podmienkach však jeho výkon klesá. Avšak aj pri teplotách blízkych mrazu je stále schopné efektívne vykurovať. Tento typ sa ideálne hodí pre miernejšie zimy a dobre izolované domy.
Tepelné čerpadlo zem – voda, keď vonku mrzne
Jeho výkon mráz a zima výrazne neovplyvňujú, pretože zem si udržiava pomerne stabilnú teplotu počas celého roka. Ide o najspoľahlivejší a najefektívnejší typ, avšak jeho inštalácia je náročnejšia a finančne nákladnejšia.
Tepelné čerpadlo voda – voda, keď vonku mrzne
Tento typ využíva teplo z podzemných alebo povrchových vôd. Je efektívne aj pri extrémne nízkych teplotách, pretože voda má schopnosť udržiavať si relatívne stabilnú teplotu aj v zime. Hoci z dlhodobého hľadiska môže priniesť značné úspory, jeho inštalácia je nákladná a použitie obmedzené dostupnosťou vhodného vodného zdroja.
Faktory ovplyvňujúce výkon v zime
Jedným z najdôležitejších faktorov je určite kvalita konkrétneho čerpadla. Moderné modely majú pokročilé technológie, aby dosahovali vysokú účinnosť aj pri nízkych teplotách. Využívajú inovatívne kompresory, špeciálne chladiace médiá s nízkym bodom varu a optimalizované výmenníky tepla zvyšujúce schopnosť efektívne odoberať teplo z okolitého prostredia aj pri teplotách hlboko pod nulou. Avšak ani to najkvalitnejšie tepelné čerpadlo nebude fungovať optimálne, ak nie je správne nainštalované.
Ďalším kľúčovým faktorom je pravidelná údržba. Jej zanedbanie môže viesť k poklesu účinnosti, zvýšenej spotrebe energie alebo dokonca poškodeniu zariadenia. Prenosu tepla môžu brániť nahromadené nečistoty, prach alebo námraza. Aj únik chladiaceho média často vedie k zníženiu účinnosti, preto pravidelne kontrolujte jeho hladinu. Pozornosť venujte aj kompresoru a nezabudnite, že aspoň raz ročne by malo zariadenie prejsť kompletnou kontrolou certifikovaným technikom.
Najčastejšie otázky o tom, ako funguje tepelné čerpadlo, keď vonku mrzne
Ako sa mení účinnosť tepelného čerpadla v zime?
Účinnosť meraná pomocou koeficientu výkonu (COP) závisí od rozdielu medzi vonkajšou teplotou a požadovanou vnútornou teplotou. V zime, keď vonkajšie teploty klesajú, musí zariadenie odoberať teplo zo studeného vzduchu, zeme alebo z vody, čo zvyšuje nároky na kompresor a znižuje účinnosť systému.
Prečo je dôležité odmrazovanie tepelného čerpadla?
Odmrazovanie je nevyhnutnou súčasťou prevádzky tepelných čerpadiel vzduch – voda počas zimy. Námraza obmedzuje prenos tepla medzi vzduchom a chladiacim médiom, čím sa znižuje účinnosť systému. Zariadenie sa odmrazuje samo. Tento proces môže na krátky čas znížiť vykurovací výkon, ale z dlhodobého hľadiska je nevyhnutný na udržanie efektivity.
Aké tepelné čerpadlo je najvhodnejšie do chladných oblastí?
Do oblastí s dlhými a studenými zimami sú najvhodnejšie tepelné čerpadlá typu zem – voda alebo voda – voda. Tieto systémy využívajú stabilné teploty pôdy alebo vody, ktoré sa výrazne nemenia ani pri extrémnych mrazoch. Na Slovensku je ale najbežnejší typ vzduch – voda. Odporúčame ho však doplniť o záložné vykurovanie a vybrať model špeciálne navrhnutý pre nízke teploty.
Skvelým doplnkom, ktorý dokáže výrazne zvýšiť energetickú účinnosť a flexibilitu využitia, je GroBoost regulátor energie. Dokáže regulovať výkon tepelného čerpadla, a tak znížiť nárazové odbery elektrickej energie. Ak máte nainštalovanú fotovoltiku, môže zabezpečiť, aby tepelné čerpadlo využívalo prebytočnú elektrinu vyprodukovanú panelmi. Tým sa ešte viac zvýši energetická nezávislosť domácnosti.
Ako pripraviť tepelné čerpadlo na zimu?
Pred zimou by malo prejsť čerpadlo prehliadkou certifikovaným technikom, ktorý skontroluje funkčnosť, tlak chladiaceho média a stav kľúčových komponentov.
Ak máte ďalšie otázky a zaujímajú vás alternatívne spôsoby výroby elektrickej energie, napríklad fotovoltické panely, kontaktujte nás.
