Tepelné čerpadlo a stropní chlazení jako ideální kombinace

Někoho možná překvapí, že tepelné čerpadlo může být zdrojem chladu. Přívlastek „tepelná“ totiž čerpadla tzv. Stodolovo typu definuje jako zdroje tepelné energie. Změna tepelné energie vody nebo země na chlad nebo teplo je práce tepelných čerpadel. Jsou to ideální zdroje energie pro sálavé plošné systémy chlazení, ale také vytápění. Mimo jiné i proto, že tyto teplovodní systémy pracují s relativně „mírnými“ teplotami. Plošné sálavé topné systémy jsou nízkoteplotní, protože teplota topného média – vody – je regulována v rozmezí 35–45 °C. Naopak plošné sálavé chladicí systémy nazýváme také vysokoteplotní, protože teploty chladícího média jsou relativně vysoké. Čtěte, proč je tepelné čerpadlo a stropní chlazení ideální kombinací.

Principy a teplotní limity

Z principu fungování sálavého stropního chlazení – předávání energie, tedy chladu sáláním – vyplývá i mezní hodnota teploty vody jako chladicího média. Je přesně definována a závisí na několika faktorech. Definované a regulací systému nastavitelné jsou také optimální a operativní teploty v chlazené místnosti. Do toho všeho vstupuje také individuální vnímání tepelného komfortu. Tepelné čerpadlo jako zdroj chladu spolu se samotným systémem stropního chlazení pracují na tom, aby byly teploty chlazeného interiéru v normě a aby je obyvatelé domu nebo bytu vnímali jako komfortní.

• výstupní teplota vody v chladicím systému nesmí klesnout pod 16 °C,
• maximální teplota povrchu chladicího stropu nesmí přesáhnout 20 °C,
• povrchová teplota chladicího stropu nesmí být nižší než teplota rosného bodu vzduchu u jeho povrchu,
• optimální teplota vzduchu v obytných a pobytových místnostech by neměla přesáhnout 20 °C, podle druhu místnosti může být v rozmezí 16–26 °C,
• operativní teplota – tedy průměr teploty vzduchu a ploch v místnosti je v létě v rozmezí 23–26 °C.

Zjednodušeně: O to, v jaké teplotě se dostává chladicí voda do trubek chladicího systému, se stará tepelné čerpadlo. Ve spolupráci s regulací systému buď ekvitermně (v závislosti na teplotě exteriéru), nebo zónově termostaticky (dle teploty a rosného bodu interiéru) udržuje teploty v požadovaných výškách.

Pasivní a aktivní chlazení

Tepelná čerpadla umožňují dva způsoby přeměny termické energie na chlad při chlazení, oba závisí na primárním zdroji chladu.

Pasivní systémy

• tepelná čerpadla země-voda a voda-voda využívají chlad ze země nebo podzemní vody,
• možné zdroje chladu: geotermální vrt, studna se spodní vodou, systém dvou studní, plošné zemní kolektory,
• jde o bezkompresorové chlazení,
• primární okruh tepelného čerpadla je propojen se systémem chlazení přes výměník,
• cirkulaci chladicí vody zajišťuje oběhové čerpadlo,
• minimální provozní náklady souvisí pouze s fungováním oběhového čerpadla.

Instalace tepelného čerpadla

Aktivní systémy

• reverzibilní tepelná čerpadla vzduch-voda nebo chillery využívají energii vzduchu,
• chlazení zajišťuje kompresor tepelného čerpadla,
• provoz kompresoru zvyšuje provozní náklady.

Pasivní systémy tepelných čerpadel dokážou v kombinaci s plošným sálavým stropním chlazením vyprodukovat ve srovnání s aktivními systémy chlazení více než 10násobně vyšší účinnost. Můžeme je považovat za ideální zdroje chladu pro stropní chlazení.

Tepelné čerpadlo a stropní chlazení jako ideální kombinace…

… není sen projektantů, topenářů a prodejců tepelných čerpadel, ale reálný fakt. V dobách výstavby energeticky minimálně náročných budov, včetně rodinných domů, zažíváme renesanci používání sálavých teplovodních systémů. Nejen podlahového, stěnového nebo stropního vytápění, ale už i v našich klimatických podmínkách nezbytného chlazení. Tepelné čerpadlo je pro plošné sálavé systémy vytápění a chlazení ideální zdroj energie. Plynem, elektřinou a jinými konvenčními palivy používanými k vytápění interiér nezchladíte. Něco takového běžné nebo kondenzační kotle nedokážou, tepelná čerpadla však ano. Nezanedbatelné jsou také faktory efektivity a nízkonákladovosti tepelných čerpadel.