Chladenie tepelným čerpadlom
Chladenie tepelným čerpadlom: Funguje to? V protiklade s pôvodným vykurovacím systémom sa chladenie tepelným čerpadlom postará o príjemné pohodlie vo vašom domove. Tepelné čerpadlo sa totiž môže vďaka funkciám „natural cooling“ a „active cooling“ využiť aj na chladenie. V nasledujúcich odsekoch sa budeme zaoberať tým, ako to celé funguje.
Prehľad jednotlivých tém:
- Tepelné čerpadlo ako alternatíva na chladenie miestnosti
- Chladenie tepelným čerpadlom: natural cooling
- Tepelné čerpadlo na chladenie: active cooling
- Tipy na obstaranie tepelného čerpadla
Ako funguje chladenie tepelným čerpadlom?
Tepelné čerpadlo vie ekonomickým a ekologickým spôsobom plniť tri úlohy: klasické vykurovanie, chladenie priestorov ako alternatíva ku klimatizácii a ohrev vody.
Pokiaľ ide o aspekt chladenia tepelným čerpadlom, základný princíp fungovania je jednoducho opačný. Takýmto spôsobom sa zo zdroja na vykurovanie stane takpovediac chladnička. Keď sa pozrieme na históriu tepelných čerpadiel, tento princíp je vlastne základnou myšlienkou moderných tepelných čerpadiel. Konkrétne povedané, tok tepla v tepelnom čerpadle sa otočí. To znamená, že sa výparník, kompresor, kondenzátor a expanzný ventil použijú pri procese chladenia na iných miestach v obehu ako pri výrobe tepla.
Existujú rôzne varianty, ako chladiť miestnosti
Na to, aby sme v lete miestnosti ochladili, existujú rôzne možnosti. Na jednej strane môže pomôcť správne vetranie. Pritom by sa mali využívať chladné hodiny ráno a večer, okná otvorené dokorán a vpustiť čerstvý vzduch. Na strane druhej môžu byť do príslušných miestností umiestnené malé mobilné alebo väčšie napevno nainštalované klimatizácie. Manuálne vetranie však práve počas takzvaných tropických nocí väčšinou nepomáha, pretože teploty ani vtedy neklesajú pod určitú hranicu.
Klimatizácia verzus chladenie tepelným čerpadlom
Na rozdiel od klasických klimatizácii, ktoré transportujú ochladený vzduch jedným alebo viacerými kanálmi v dome k miestu určenia, tepelné čerpadlo chladí príslušné miestnosti prostredníctvom potrubia vykurovacieho systému. V tomto prípade existujú dve možnosti: aktívne a pasívne chladenie.
Ďalšou alternatívou je okrem toho solárne chladenie, ktoré sa dá tiež realizovať tepelným čerpadlom. Solárna termika pritom používa namiesto bežného elektrického kompresora, ktorý spotrebuje veľa energie, termický kompresor.
Chladenie tepelným čerpadlom vo forme „natural cooling“
Pasívne chladenie („passive cooling“), označované v odbornom žargóne aj ako „natural cooling“, pracuje s prirodzenou teplotou okolia. Pre tento druh chladenia sú vhodné iba tepelné čerpadlá typu zem/voda a voda/voda. Tepelné čerpadlo typu vzduch/voda nie je vhodné. Kvapalina, teda soľanka odoberá teplo z existujúceho vykurovacieho okruhu pomocou výmenníka tepla a odovzdáva ho potom bezprostredne smerom von (do zeme alebo podzemnej vody). Tepelné čerpadlo je, podľa pasívneho spôsobu fungovania počas tejto činnosti vypnuté, čo redukuje výrazne náklady na chladenie. Beží všeobecné nastavenie jednotlivých komponentov, ale nie aktívna plná prevádzka. Miestnosti sa v tomto prípade chladia účinne jednoduchým odoberaním a odovzdávaním tepla do zeme alebo spodnej vody prostredníctvom sond resp. studní.
Aby sa dalo chladenie tepelným čerpadlom takýmto spôsobom realizovať, vyžaduje sa výmenník tepla, obehové čerpadlo a dodatočný 3-cestný ventil, ktorý zabezpečuje prevádzku chladenia nad rosným bodom.
Podrobný popis fungovania pasívneho chladenia
V zásade sa pri tomto princípe nerieši chladenie cez kompresor. Soľanka alebo spodná voda, ktoré fungujú ako médiá na prenos chladu, prídu do výmenníka tepla. Tam sa dostáva chladiaca voda do styku s príslušnou izbovou teplotou. Výmenník tepla sa postará o vyrovnanie teploty. Takýmto spôsobom sa dostáva v ňom ochladená voda do sekundárneho systému chladenia a tam cirkuluje.
Chladenie tepelným čerpadlom – „active cooling“
Druhou možnosťou je takzvané aktívne chladenie, v odbornom žargóne nazývané „active cooling“. Pri aktívnom chladení tepelným čerpadlom sa vlastná funkcia tepelného čerpadla, teda ohrev vody alebo vykurovanie, jednoducho otočí. To znamená: Tepelné čerpadlo zmení s teplom z domu chladivo na paru a odovzdáva teplo cez kondenzátor do primárnej strany (soľankový okruh, vzduchový výmenník tepla). Ako už napovedá názov „active cooling“, na prevádzku je potrebný kompresor tepelného čerpadla a dochádza k spotrebe elektrickej energie.
Podrobný popis funkcie „active cooling“
Naopak ako pri výrobe tepla sa v tomto prípade zo vzduchu vnútri odoberá teplo a odvádza sa do exteriéru. Teplo sa prenáša aktívne pomocou kompresora.
Z kondenzátora sa stáva výparník. Teplo z miestností sa prenáša na chladivo. Aby bolo privedené až ku kompresoru, vyžaduje sa 4-cestný ventil. Okrem toho je potrebný druhý expanzný ventil. Oba komponenty umožňujú automaticky zmeniť tok v tepelnom čerpadle a tiež to, že v lete sa dá zároveň tepelným čerpadlom ohrievať voda.
Dôležité: Keďže tepelné čerpadlá chladia budovy cez plošné systémy (podlahové, stropné alebo stenové), nesmie teplota média klesnúť pod teplotu rosného bodu, pretože potom by mohla vlhkosť spôsobiť škody na podlahe alebo v nej. Istotu ponúkajú špeciálne snímače, ktoré znižujú výkon chladenia v nebezpečných situáciách (v závislosti od teploty a relatívnej vlhkosti).
Nie každé tepelné čerpadlo je konštruované tak, aby mohlo chladiť
Pred kúpou tepelného čerpadla by ste sa mali poradiť s odborníkom na vykurovanie a chladenie. Tak zabezpečíte, aby bolo zakúpené zariadenie vhodné aj na chladenie miestností. Aby ste mohli aktívne chladiť miestnosti, tepelné čerpadlo musí byť pri svojom spôsobe fungovania reverzibilné. Ak máte tepelné čerpadlo, ktoré nie je reverzibilné, môže sa využiť na pasívne chladenie vtedy, ak sa dá namontovať trojcestný zmiešavací ventil. Odborný montážny partner vám všetko objasní a pomôže vám zabezpečiť, aby ste mohli využívať aj funkciu chladenia, ak máte o ňu záujem.