Základné rozdelenie tepelných čerpadiel

Dôležité rozlišovacie kritérium je podľa toho, či je tepelné čerpadlo využívané k ohrevu alebo k chladeniu; v druhom prípade často hovoríme o klimatizácii alebo klimatizačnej jednotke.

Splitové riešenie alebo kompakt

Tepelné čerpadlá vzduch/voda rozdeľujeme na tzv. kompaktné a splitové.

Kompaktné TČ: Pri tomto riešení je tepelný výmenník chladivo/voda (v tomto prípade kondenzátor) integrovaný vo vonkajšej jednotke. Chladivový okruh je tak pevne uzatvorený vo vonkajšej jednotke, ktorá je s vnútornou jednotkou spojená vodným vedením. Čo sa týka montáže, je toto riešenie jednoduché a rýchle. Nevýhodou je ale vyššia interiérová hlučnosť tohto prevedenia a potom hlavne problém vyšších tepelných strát z dôvodu ochrany vodného vedenia vo vonkajšom prostredí proti zamrznutiu. Pre naše prostredie je preto deklarované ako vhodnejšie nasledujúce riešenie.

Kompaktné tepelné čerpadlo zem - voda

Splitové prevedenie: Tu je tepelný výmenník chladivo/voda (kondenzátor) integrovaný vo vnútri vnútornej jednotky (v hydraulickom module, ktorý je vo vnútri vykurovaného objektu). Prepojenie medzi vonkajšou a vnútornou jednotkou je potom pomocou vedenia chladiva, ktoré je možné ľubovoľne natiahnuť s minimálnymi tepelnými stratami až na vzdialenosť napr. 75 m od vnútornej jednotky (podľa typu zariadenia). Vonkajšiu jednotku tepelného čerpadla je tak možné umiestniť kdekoľvek v okolí vykurovaného objektu. Vďaka chladivu, ktoré nezamŕza, potom nie je potrebná žiadna ochrana proti zamrznutiu.

Rozdelenie TČ podľa zdroja energie

Dôležité rozlišovacie kritérium TČ je podľa toho, odkiaľ čerpadlo tepelnú energiu čerpá (= zdroj energie) a ďalej kam ho odovzdáva (teplozmenné médium). Tu rozlišujeme štyri základné typy TČ:

• vzduch – vzduch
• vzduch – voda
• voda – voda
• zem – voda

Vzduch – vzduch: Typ vzduch – vzduch je často používaný na účely letného chladenia, teda klimatizácie. V zimte toto zariadenie môže pracovať obrátene, tj. ako tepelné čerpadlo. Potom dobre slúži na účely prikurovania hlavne na jeseň a na jar; existujú ale aj špeciálne prevedenia k celoročnému vykurovaniu. Vzhľadom k potrebe ochrany pred letnými horúčavami v domoch s nízkou tepelnou stratou je toto riešenie stále zaujímavejšie, ale skôr výnimočné. Cenovo sa jedná o veľmi výhodný typ, navyše bez potreby budovať teplovodnú vykurovaciu sústavu.

Vzduch – voda: Teplo je odoberané z vonkajšieho vzduchu, ktorý prúdi pozdĺž výparníku tepelného čerpadla. Základ vychádza z tepelného čerpadla vzduch/vzduch, teda klasickej klimatizácie. Zariadenie je navyše doplnené o hydrobox, ktorý prevádza teplo do vykurovanej vody. Nevýhodou je závislosť vykurovacieho faktoru COP na teplote vzduchu. Tieto zariadenia efektívne pracujú do –15 °C. Pri nižších teplotách je v hydroboxe inštalovaný malý elektrokotol, ktorý pomáha tepelnému čerpadlu dosiahnuť požadovanej teploty vody. Momentálne je tento spôsob vykurovania budov považovaný spolu s kondenzačnými plynovými kotlami za najekonomickejší na poli teplovodného vykurovania.

Splitové tepelné čerpadlo vzduch - voda

Voda – voda: Zdrojom tepla je v tomto prípade voda, najčastejšie zo studne na vlastnom pozemku. Zákonom je vylúčené používať napr. vodu z rieky či rybníka. Ďalej je potrebné mať dve studne – čerpaciu a vsakovaciu. Voda sa prevádza z jednej studne do druhej cez výparník. Tento spôsob sa u nás v podstate nepoužíva vzhľadom k jeho náročnosti na podmienky a údržbu. Môže dôjsť k vyčerpaniu studne.

Zem – voda: Teplo je zo zeme do vody odovzdávané obiehajúcou nemrznúcou kvapalinou v nízkej teplote varu. Tá v plynnom stave zbiera teplo v potrubí uloženom do vrtu alebo do kolektoru pod povrchom zeme. V okruhu je zaradený kompresor na dosiahnutie požadovanej vysokej teploty. Cyklus prebieha tak, že napr. v zemnom kolektore (stovky metrov dlhej plastovej rúrke) tečie veľmi chladná nemrznúca kvapalina, ktorá sa priechodom zemou ohrieva (v nezamrznutej hĺbke je stála teplota cca 4 °C). Tá potom putuje do prvého výmenníka, kde odovzdá teplotu plynnému médiu v okruhu kompresoru, kde sa plyn stlačí, tým sa výrazne zahreje a v druhom výmenníku odovzdá vykurovacej vode zemný tepelný prírastok. Wikipedia uvádza, že na 1 kW výkonu tohto tepelného čerpadla potrebujeme cca 30 m2 pozemku.

Tepelné čerpadlo zem - voda so solárnymi kolektormi. 1 - kompaktné tepelné čerpadlo zem/voda, 2 - podlahové vykurovanie, 3 - slnečné kolektory, 4 - zemná tepelná sonda, 5 - čerpacia stanica

Rozdelenie TČ podľa teploty výstupnej vody

Výstupné médium, do ktorého tepelné čerpadlo prečerpáva energiu, je teplá až horúca voda. Teplota výstupnej vody TČ je ďalším rozlišujúcim kritériom, ktoré musí zodpovedať vykurovacej sústave. Tá môže byť buď nízkoteplotná (podlahové alebo stropné vykurovanie), vysokoteplotná (klasické radiátory) alebo niečo medzi tým (ohrev vody na umývanie a kúpanie). Rozlišujeme tieto typy:

• nízkoteplotné TČ (do 50 °C)
• strednoteplotné TČ (do 60 °C)
• vysokoteplotné TČ (do 80 °C)