Tepelné čerpadlo z klimatizácie - funguje to? Stojí to za to?

Hlavnou témou článku je trend prerábok klimatizácií na tepelné čerpadlá - téma rozsiahla a viacvrstvová. Pokúsime sa ju pokryť čo najširšie, zohľadňujúc väčšinu jej aspektov. Zameriame sa na tepelné čerpadlo z klimatizácie - konkrétne čerpadlo vzduch-voda, ktoré má vykurovať dom s tradičným vykurovaním (t. j. vodným - založeným na radiátoroch alebo ešte lepšie na podlahovom vykurovaní). Nasledujúci článok bude mať niečo z charakteru DIY (teda "Do it yourself" - čiže tzv. ,,urob si sám"), ale nie je nutne pokusom odradiť od 'profesionálnych' riešení v oblasti tepelných čerpadiel. Skôr sa zameriavame na priblíženie témy čitateľovi.

Klimatizácia ako tepelné čerpadlo - koľko to stojí a či sa to oplatí?

Náklady sú pravdepodobne najdôležitejšou motiváciou, ktorou sa riadia ľudia rozhodujúci sa využívať klimatizáciu ako tepelné čerpadlo namiesto nákupu hotového riešenia od firmy ponúkajúcej tepelné čerpadlá.
✅ Tepelné čerpadlo z klimatizácie je jednoznačne lacnejšie riešenie, odhadovo sa pohybuje v rozmedzí od 700 do 2800 €, zatiaľ čo hotové zariadenia (porovnateľných parametrov) stoja od 4000 € do 10000 €. Dolná hranica rozmedzia - 700-750 € by však vyžadovala skôr použitie starého typu klimatizácie - bez invertora, čo sa odrazí na neskoršej kvalite používania a nákladoch. Aby to malo zmysel, treba počítať s nákladmi od 1200-1500 € vyššie.

Väčšina ľudí teda zistí, že sa to oplatí - sú aj takí, ktorí to považujú za nevyhovujúce - ale buďme úprimní, aby to tak uznali, musia si to môcť dovoliť. Takže cena je jednoznačne lákavá, ale za cenou sa skrývajú konkrétne riešenia, ktoré je potrebné analyzovať. V peňaženke zostane veľa, čo teda strácame?

Tepelné čerpadlo z klimatizácie - ako to funguje?

Aby sme vysvetlili, ako funguje tepelné čerpadlo z klimatizácie, musíme mať všeobecnú predstavu o tom, ako fungujú tepelné čerpadlá. Naším cieľom nie je predstaviť túto tému v super odbornom štýle, chceme ju prebrať rýchlo a zrozumiteľne pre laikov.

✅ Tepelné čerpadlo funguje využitím určitého, pre mnohých netypického, javu - ohrieva vodu a zároveň ochladzuje vzduch vonku, kde sa nachádza vonkajšia jednotka tepelného čerpadla (alebo... prerobená klimatizácia). Jednoducho "vytiahne" teplo zo vzduchu, aj keď je vonkajšia teplota relatívne nízka. Zdá sa, že toto fungovanie je trochu proti prírode a fyzikálnym zákonom - ale nie úplne.
☑️ Fungovanie tepelných čerpadiel je možné vďaka využitiu špeciálnych plynov - tzv. freónu (dnes poznáme mnoho rôznych druhov a stále novšie tepelné čerpadlá využívajú jeho stále novšie a efektívnejšie formy, ktoré sú aj ekologickejšie). Úmyselne používame všeobecný pojem freón - pretože téma stále evoluuje. Môžete sa stretnúť aj s označením "chladivo", viac sa o tejto téme môžete dočítať v našom inom článku - práve o freóne.

Freón sa zahrieva odparovaním a má veľmi nízku teplotu varu - čo je zaujímavé, vďaka svojim vlastnostiam sa dokáže zahrievať aj pri nízkych teplotách, dokonca aj v mraze. Preto tepelné čerpadlá fungujú aj pri mínusových teplotách (hoci samozrejme fungujú slabšie a menej efektívne - ale stále fungujú a freón sa zahrieva). Vďaka ventilátorom vonkajšej jednotky tepelného čerpadla - alebo prerobeného klimatizátora - sa freón stále zahrieva, pretože mu stačia aj záporné teploty - a toto teplo stačí "len" preniesť na naše ústredné kúrenie alebo teplú úžitkovú vodu.

✅ Ak sa pozrieme na konštrukciu klimatizátora a tepelného čerpadla, zistíme, že sú to zariadenia skonštruované veľmi podobne. A to je celý kľúč.

Freón, chladivo - čo to vlastne je?

V podstate väčšina z nás už mohla počuť o freóne, pretože sa používa aj na chladenie v chladničkách. Jeho využitie v tepelnom čerpadle alebo klimatizátore je chronologicky mladšie. V klimatizátoroch alebo tepelných čerpadlách sa však často označuje ako "chladivo" - alebo sa uvádza jeho konkrétny názov, napr. R404, R410 alebo v poslednej dobe často R32.

Ceny tepelných čerpadiel - prečo sú také vysoké?

Ak ich porovnáme s cenami upravených klimatizátorov na tepelné čerpadlá - áno, sú vysoké. Máme v tomto ohľade však profesionálne zariadenia, ktoré často majú napríklad omnoho dlhšie záručné obdobia. Navyše majú napríklad systém vykurovacích telies, ktorý pomáha s vykurovaním domu v situáciách, keď teplota klesne pod mínus 12 alebo mínus 15 °C a keď tepelné čerpadlo skutočne prestane vyrábať teplo. Mimochodom, tieto vykurovacie telesá (s výkonom napr. 8-10 kW) sú tak energeticky náročné, že sú nočnou morou majiteľov tepelných čerpadiel.

✅ Ďalším faktorom zvyšujúcim ceny tepelných čerpadiel sú ... dotácie na tepelné čerpadlá. Áno, bez ohľadu na rôzne názory na to, či by štát alebo EÚ mali podporovať dotáciami prechod na tepelné čerpadlá - výskumy ukázali, že dotovanie tohto typu zariadení sumami dosahujúcimi niekoľko desiatok percent ich hodnoty - musí spôsobiť nárast ich ceny. Okrem toho samotná stimulácia dopytu umelým spôsobom - vždy prispieva k rastu cien daného produktu, aj keď z dlhodobého hľadiska prispieva aj k nárastu ponuky.

Zhrnutie - bez ohľadu na moje sympatie k tepelným čerpadlám - je to stále drahá technológia, niekedy predražená a ešte sme ďaleko od momentu, kedy sa bude oplácať v každom dome, ak jeho obyvatelia budú patriť do strednej triedy. Nepodvádzajme sa - dopyt je tiež trochu nafúknutý politickými trendami motivovanými zmenami klímy.

Pokles predaja tepelných čerpadiel?

☑️ Posledné štatistiky predaja z rokov 2023 a 2024 - podľa Pulsu Biznesu, ktorý uvádza údaje od Bloomberg - ukazujú pokles podielu tepelných čerpadiel v predaji vykurovacích zariadení (analýza v 14 krajinách EÚ, vrátane Poľska). Zastavila sa ich expanzia? Alebo je to len dôsledok menšej štedrosti vlád pri dotovaní tepelných čerpadiel? Ťažko povedať, to je téma na iný článok, ale cena určite hrá rolu. Trend prerábok klimatizácií na tepelné čerpadlá má určite budúcnosť.

Prerábka klimatizátora na tepelné čerpadlo - ako sa to robí?

✅ Prerábka klimatizátora na tepelné čerpadlo určite nie je tak jednoduchá, aby ju zvládla osoba bez skúseností s takýmito zariadeniami alebo bez základných znalostí z oblasti hydrauliky. Avšak ľudia so šikovnými rukami sa často púšťajú do prerábky klimatizácie na lacné elektrické kúrenie - a to úspešne.

✅ Predovšetkým je potrebné pripojiť vonkajšiu jednotku klimatizátora k vykurovaciemu systému nášho domu. Bude tvoriť základ celej inštalácie, ktorá týmto spôsobom produkuje teplo. Aby sme to dosiahli, musíme použiť doskový výmenník tepla (najlepšie s tepelnou izoláciou), avšak musí byť rozumne vybraný, nemôže to byť prvý lepší model z Allegra. O tom napíšeme nižšie.
Navyše prirodzene potrebujeme obehové čerpadlo, ktoré zabezpečí cirkuláciu. Ďalej sa začína čoraz viac odborná práca - t.j. bude potrebné správne nakonfigurovať automatiku, aby celý proces vykurovania fungoval správne. Na to je potrebný odborník a tu určite odporúčame využiť služby firmy, ktorá sa tým zaoberá. Pokiaľ niekto nemá v okruhu svojich známych niekoho s potrebnými znalosťami.

Výber výmenníka tepla pre tepelné čerpadlo z klimatizácie - tipy

✅ Aby sme správne vybrali výmenník tepla pre tepelné čerpadlo z klimatizácie, musíme venovať pozornosť niekoľkým aspektom. Týmto spôsobom sa vyhneme jeho netesnosti - pretože je potrebné vedieť, že freón zahrievaný na určité teploty spôsobuje vysoký tlak v systéme, ktorý by mohol výmenník roztrhnúť. Preto:

• ✔️ Musí to byť vysokotlakový výmenník tepla - teda taký, ktorý môže pracovať s freónom, zvyčajne sú certifikované na 45 barov. Nemal by to byť obyčajný výmenník kvapalina-kvapalina, pretože tie majú zvyčajne príliš nízky pracovný tlak. Zhrnuté, tlak do 20-30 barov nestačí.
• ✔️ Mal by to byť výmenník s prípojkami pre freón vo forme trubiek - pripravených na spajkovanie tvrde. To nám uľahčí prácu a urýchli celú prerábku.
• ✔️ Výmenník tepla pre tepelné čerpadlo z klimatizátora by mal byť správne dimenzovaný z hľadiska výkonu. Najlepšie je zvoliť ho s určitým rezervným výkonom - to znamená, že výmenník by mal byť schopný zvládnuť výkon dokonca aj o niečo väčší, než aký má naša klimatizačná jednotka. +2kW by malo stačiť (samozrejme hovoríme o výkone výmenníka počítanom pre tento charakteristický pracovný režim). T.j. pre jednotku s výkonom 5kW vyberáme výmenník pre freón s výkonom minimálne 7kW - pre istotu.
• ✔️ Prípadne môžeme skontrolovať, či môže výmenník pracovať s glykolom - ak by sme plánovali naplniť systém roztokom glykolu a vody pre jeho ochranu pred zamrznutím (napr. ak to robíme v rekreačnej chate).

Výmenník tepla chladivo TČ Ba-26-20-F 0,52m² 5 kW

SK NT Ba-26-20-F

159.99

View

Výmenník tepla pre plyn freón chladivo Tepelné čerpadlá | Ba-68-10-F 0,68m² 8 kW

SK NT Ba-68-10-F

269.99

View

Výmenník tepla pre plyn freón chladivo Tepelné čerpadlá | Ba-68-40-F 2,72m² 28 kW

SK NT Ba-68-40-F

459.99

View

Guľový ventil s teplomerom 1" DN25 - Sada 2 ks

SK-ZKT DN25

39.99

View

Čo sa stane, ak bude výmenník tepla pre klímu príliš malý?

✅ Jednoduchá odpoveď, ak bude výmenník tepla pre klímu príliš malý vaše tepelné čerpadlo z klimatizácie nebude fungovať - neexistuje iný spôsob prenosu tepla do systému. Prípadne, ak bude výmenník príliš malý a nedostatočne dimenzovaný len v malom rozsahu, bude fungovať len na pol plynu a nebude z toho skutočný úžitok, pričom naše tepelné čerpadlo sa bude často vypínať kvôli nedostatočnému odberu tepla, čím bude celý systém pracovať veľmi neefektívne a spotrebovávať veľké množstvo energie.

Profesionálne tepelné čerpadlo vs. tepelné čerpadlo z klimatizátora

✅ V skutočnosti sa profesionálne tepelné čerpadlo zásadne nelíši od tohto typu prerábok z hľadiska samotnej myšlienky. Tiež ide o vonkajšie jednotky s ventilátormi, ktoré sú vybavené vhodným kondenzátorom (výmenníkom tepla) prenášajúcim teplo na kvapalinu. Takto funguje tepelné čerpadlo vzduch-voda - a naše tepelné čerpadlo z klimatizátora, ak je starostlivo vyhotovené, nie je až také neprofesionálne.

☑️ Avšak "profesionálne" čerpadlo má navyše množstvo senzorov a automatizovanú prevádzku, obohatenú napríklad o Wi-Fi moduly - čo prináša množstvo možností na monitorovanie výkonu celého systému. To je určite výhoda, ktorá sa nedá vždy preceňovať. Je absolútne ľahko ovládateľná - často z úrovne nášho smartfónu.

Tu sa musíme rozhodnúť, či tieto výhody stoja za cenový rozdiel - pretože rozdiel vo výkone pri výrobe tepla nie je vždy veľmi veľký. Samozrejme treba predpokladať, že vždy bude hovoriť v prospech profesionálnych hotových riešení, koniec koncov renomované firmy vyrábajúce tepelné čerpadlá neustále hľadajú nové technické riešenia, ktoré optimalizujú proces vykurovania a znižujú spotrebu energie. To nemôžeme očakávať od klimatizácií - napriek tomu rozdiely vo výkone zatiaľ nie sú aspoň ohromujúce.

Výmenník tepla chladivo TČ Ba-26-34-F 0,88m² 9 kW

SK NT Ba-26-34-F

189.99

View

Výmenník tepla pre plyn freón chladivo Tepelné čerpadlá | Ba-68-16-F 1,09m² 11 kW

SK NT Ba-68-16-F

305.99

View

Výmenník tepla pre plyn freón chladivo Tepelné čerpadlá | Ba-68-50-F 3,4m² 35 kW

SK NT Ba-68-50-F

511.99

View

Výmenník tepla pre plyn freón chladivo Tepelné čerpadlá | Ba-68-20-F 1,36m² 14 kW

SK NT Ba-68-20-F

329.99

View

Aký klimatizátor na tepelné čerpadlo?

✅ Ak chceme zabezpečiť maximálne výhody - za relatívne nízku cenu za naše domáce tepelné čerpadlo - mať funkčný a moderný systém - mali by sme si vybrať tzv. invertorový klimatizátor. Invertorová klimatizácia je jednoducho taká, ktorá môže ovládať činnosť kompresora prostredníctvom invertora a nastaviť prevádzku klimatizácie tak, aby dosiahla očakávané výsledky (t.j. požadované teploty). Inými slovami - invertorový klimatizátor bude mať možnosť modulácie výkonu - napr. v závislosti od potrieb.
Invertorová klimatizácia bude pracovať "napoly" keď sú vonkajšie teplotné podmienky priaznivé - šetriac elektrickú energiu. Bude však využívať plný potenciál - keď to bude potrebné.

Alternatíva pre invertorovú klimatizáciu - čo ešte je vhodné na tepelné čerpadlo

Jedinou alternatívou je klimatizácia starého typu, neobsahujúca invertor - teda nemajúca ani moduláciu. Bude rozhodne lacnejšia - kúpi sa napr. za 2000-2500 zł - ale nebude prispôsobovať výkon požiadavkám ročného obdobia alebo budovy. Nebude to skôr ekonomický systém z hľadiska spotreby elektrickej energie.
❌ Úprava klimatizátora bez invertora nie je dobrý nápad a treba ju rozhodne odradiť.

Existuje možnosť vykurovania vzduchu v dome klímou - napriek úprave klimatizátora na tepelné čerpadlo vzduch-voda?

✅ Áno, dá sa to urobiť, ale je to zložitejší systém, ktorý je náročný na výstavbu a samotné projektovanie. Samozrejme, v takej situácii je potrebné mať na pamäti, že budeme potrebovať aj vnútornú jednotku, teda samotný ventilátor klimatizácie. Vtedy je možné do okruhu freónu v vonkajšej jednotke pripojiť akoby dva odoberatele tepla - tj. vnútornú jednotku (vzduch) a výmenník tepla prenášajúci teplo na vodu. V tomto prípade je možné zabezpečiť možnosť prepínania odoberateľa tepla - stačí napr. vhodné ventily, ktoré odpoja výmenník tepla od systému.

Potenciálne však existuje aj možnosť zachovania možnosti zásobovania ako ventilátora, tak aj vody teplom - súčasne. Podmienkou je dostatočne veľká vonkajšia jednotka klimatizácie, ktorá bude schopná vytvoriť dostatočné množstvo tepla, aby zásobila oba odoberatele tepla. Výmenník tepla by mal byť vtedy navrhnutý tak, aby neodoberal z klimatizátora celú energiu, ale len jej časť - podľa potrieb (toho, koľko tepla potrebujeme pre náš dom). Tu sa však objavuje objektívna ťažkosť vo správnom výpočte toho - a definitívne by sa tým mal zaoberať odborník.

Je potrebné to urobiť sám?

✅ Určite nie. Úprava klimatizácie na tepelné čerpadlá sa u nás stala istým druhom módy a okolo tejto témy sa už vytvoril mikroekonomický klíma, ktorý zaznamenali firmy a špecialisti. Rovnako ako si väčšinou neinštalujete klimatizáciu sami - aj tu je dobré hľadať ponuky. Okrem toho, že si môžete kúpiť už hotové upravené zariadenia - môžete tiež nájsť prakticky v každom regióne firmy, ktoré ponúkajú úpravu klimatizácií na tepelné čerpadlá - spolu s montážou a integrovaním systému s kotolňou.

Výmenník tepla pre plyn freón chladivo Tepelné čerpadlá | Ba-68-32-F 2,18m² 22 kW

SK NT Ba-68-32-F

399.99

View

Výmenník tepla pre plyn freón chladivo Tepelné čerpadlá | Ba-68-60-F 4,1m² 44 kW

SK NT Ba-68-60-F

584.99

View

Guľový ventil s teplomerom uhlový 90° 1" DN25 - Sada 2 ks

ZKT DN25

42.99

View

_____________

Krátky slovník pojmov týkajúcich sa témy

Chladiaci prostriedok / Chladiacie medium / Chladivo - jeden z plynov používaných v klimatizáciách a tepelných čerpadlách, existuje mnoho jeho typov napr. R404, R407c, R410a alebo R32; (pozri heslo: freón)

F-plyn - fluorované skleníkové plyny, používané ako chladiace prostriedky v klimatizáciách, chladničkách, mrazničkách, tepelných čerpadlách (pozri: freón), môžu sa objaviť aj v kontexte témy, je dôležité vedieť, že na ich používanie sú potrebné oprávnenia.

Freón - chladiaci plyn v klimatizáciách - v podstate jedno z jeho obehových mien, odborníci skôr používajú názov chladiaci prostriedok alebo chladivo. V skutočnosti je freón obchodný názov vytvorený jednou z francúzskych firiem, ktorá ho patentovala (slovo sa dostalo do užívateľského jazyka v niektorých krajinách). Má schopnosť absorbovať teplo z okolia, aj pri nízkych teplotách - preto sa používa v klimatizáciách, tepelných čerpadlách a dokonca aj v chladničkách.

Freónový výmenník tepla - druh výmenníka tepla, v tomto prípade doskový, s niekoľkými charakteristickými vlastnosťami prispôsobenými na prácu s freónom, chladiacim medium atď. Hlavne ide o odolnosť voči tlakom nad 40 bar.

• BLOG: Výmenník tepla R32, R410a, R407c, R134a, R404a, R290 a pod
  

Inverter v klimatizácii - zariadenie používané v novších klimatizáciách, ktoré umožňuje plynulú reguláciu rýchlosti kompresora, čím ovplyvňuje prispôsobenie spotreby energie a použitej sily podľa potreby.

Vonkajšia jednotka - agregát klimatizácie (alebo tepelného čerpadla), ktorý sa nachádza mimo budovy (v prípade zariadení vzduch-voda), vybavený ventilátorom atď.

Inverterová klimatizácia - druh klimatizačného agregátu, ktorý využíva inverter na reguláciu rýchlosti kompresora, čím má schopnosť modulácie výkonu a spotreby energie podľa potreby. Výrazne efektívnejší a ekonomickejší na použitie, tiež pohodlnejší ako staršie verzie bez invertera.

Kondenzátor tepelného čerpadla - súčasť systému tepelného čerpadla, ktorá je zodpovedná za prechod chladiaceho faktora z plynnej (prchavej) fázy do kvapalnej fázy odovzdaním tepla do iného média alebo do okolia. V našom prípade chceme, aby teplo z ohriateho faktora z klimatizácie prešlo do vody - a do nášho vykurovacieho systému. Ako kondenzátor sa v domácich úpravách používajú doskové výmenníky.

Predimenzovanie výmenníka/kondenzátora - výber výmenníka tepla, ktorý má fungovať ako kondenzátor - s mierne väčším výkonom ako výkon danej klimatizačnej jednotky. Tento krok je odporúčaný pre istotu a aby sa predišlo následkom potenciálnej chyby vo výpočtoch.

TČ - bežne používaná skratka pre Tepelné Čerpadlo