Tepelná čerpadla pro bazén – I.

Uvádím zde nejprve svůj starší článek o tepelných čerpadlech pro bazény, který jsem napsal v r. 2015. Od té doby se ovšem vývoj v této oblasti posunul, na trhu se objevila tepelná čerpadla s invertorem, neboli proměnlivou úrovní výkonu kompresoru. Tím se výrazně zvýšila efektivita těchto zařízení a úspora vstupní energie. 

Informace zde uvedené jsou ovšem stále platné, svůj původní článek zde proto s drobnými úpravami ponechávám a invertorům se budu věnovat v následujícím článku samostatně. 

Tepelné čerpadlo je dle (nejen) mých letitých zkušeností nejoptimálnějším a nejuniverzálnějším nástrojem ohřevu bazénu. Má oproti jiným topným zdrojům výrazně nižší spotřebu energie a oproti solárním kolektorům, které topí tzv. „zadarmo“ (což tak úplně není) vyhřívá bazén i v době, kdy slunce nesvítí – a to je často ta chvíle, kdy právě bazén potřebujeme nějakým způsobem „dohřát“.

Není ani výrazně dražší oproti jiným zdrojům ohřevu, jak by se mohlo ne první pohled zdát. Samozřejmě záleží na velikosti a výkonu, nicméně kvalitní tepelný výměník, který snese např. i slanou vodu, také není levnou záležitostí, a solární kolektory s příslušnou regulací vyjdou často na stejnou částku.

Protože se ale samozřejmě nejedná o úplně malou investici, vyplatí se přemoci sklon k intuitivnímu rozhodování podle barvy, tvaru, ceny, souseda nebo reklamních sloganů a zamyslet se nad několika zásadními kritérii, podle kterých bychom především měli tepelné čerpadlo vybírat. 

Tímto článkem bych vám toto přemáhání rád podstatně usnadnil. Bez zbytečného zabývání se technickými detaily vám ukážu, podle čeho snadno vybírat a na jaké věci se zaměřit a na co si dát pozor.

1. Optimální výkon či kapacita vzhledem k velikosti bazénu:

Výkon tepelného čerpadla by měl odpovídat velikosti bazénu (objemu ohřívané vody). Důležité je i to, zda je bazén zastřešen či nikoliv, jakou má tepelnou izolaci a v posledku i to, co od něho čekáme. Pokud chceme jenom dohřívat vodu v hlavní koupací sezóně, což je vhodné např. u nezastřešených bazénů, nebudou nároky tak vysoké. Většinou ale podnikáme tuto investici, abychom si sezónu prodloužili na jejím začátku a konci, kdy už mohou být i chladnější dny.

Obecně platí, že cena čerpadel stoupá s výkonem. Pokud nebudeme chtít moc investovat a pořídíme si čerpadlo menšího výkonu, může se nám pak prodražit jeho provoz, tím, že budeme muset topit delší dobu, než se bazén nahřeje. Nezapomínejme, že při ohřevu musí běžet i filtrační nebo jiné oběhové čerpadlo, které má také svoji – a někdy ne úplně malou – spotřebu. V případě, že je čerpadlo výrazně slabší, než je potřeba, nemusí v chladnějším počasí být vůbec schopno dohřát vodu na požadovanou teplotu. Naše investice se tak míjí účinkem.

Pro životnost každého přístroje také není optimální, pokud musí jet neustále „naplno“, na hranici svých možností. Je dobré tedy pořídit čerpadlo s dostatečnou kapacitou včetně určité rezervy. Předimenzování nijak neškodí, nemusíme se bát, že by nám snad voda v bazénu vařila, je to jen otázka míry finančních prostředků, kterou jsme do toho ochotni investovat.

Existují sofistikované kalkulačky, které po zadání řady údajů optimální výkon spočítají. Problém je, že řadu těchto údajů nemáme vždy k dispozici. Potřebný výkon se tak stanovuje zejména s ohledem na velikost bazénu, jeho zakrytí či zastřešení a potřeby zákazníka.

2. Výrobce, původ, značka:

Dnes se už téměř vše vyrábí v Číně. Čínské výrobky ovšem nemají zpravidla statut vysoké kvality a tak někteří zákazníci preferují výrobu v EU nebo v USA. Do značné míry je to pravda, nelze však paušalizovat. I mezi čínskými výrobky jsou velké rozdíly ohledně kvality a naopak některé domněle evropské výrobky jsou ve skutečnosti také vyráběné v Číně, jen jsou nakonec prodány dráž. Cena práce v Evropě je samozřejmě oproti Číně nepoměrně větší, což má jeden důsledek – výrobek srovnatelné ceny z Číny a ze západní Evropy není zpravidla srovnatelné technologické úrovně. Vyšší cena práce musí být prostě nějak kompenzována.

Někteří čínští výrobci zase používají špičkové japonské technologie a čerpadla osazují zpravidla japonskými kompresory, což je jedna z nejdůležitějších a nejdražších součástí tepelného čerpadla. A i v Číně už je nemálo výrobců, kteří nesází jen na nízkou cenu, ale snaží se odlišit i kvalitou.

Klíčem původu se tudíž nelze až tak spolehlivě řídit a „příplatek za značku“ nemusí být vždy dobrou investicí. Mnohem důležitější je technologická konstrukce a vnitřní vybavení čerpadla, což si  osvětlíme o několik řádků níže. Od ní se totiž odvíjí jak životnost, tak efektivita provozu. Ta je velmi podstatná. Levné, ovšem ne příliš výkonné výrobky se mohou docela prodražit už za několik málo let provozu (pokud se jich vůbec dožijí). Ne vždy se prostě vyplatí „nakoupit za polovinu“.

O kvalitě výrobku tak dnes vypovídá ani ne tak výrobce, jako ten, kdo ho zde distribuuje. Hobbymarkety a nejrůznější řetězce budou mít zpravidla jinou politiku než specializované obchody, dodávající sortiment pro odborné bazénářské firmy.

3.  Technologické vybavení:

Paradoxně nejpodceňovanější, přitom ale nejdůležitější parametr pro náš výběr. Vyžaduje samozřejmě alespoň rámcovou znalost nejdůležitějších komponentů a jejich základní funkce. K tomu ale není vůbec potřeba studovat odborné příručky a zahlcovat svoji hlavu podrobným popisem technickými údaji, nic z toho stejně v životě nebudete potřebovat.

V tomto článku vás jednoduše seznámím s několika základními důležitými údaji, které snadno pochopíte a které jsou pro efektivní provoz klíčové. S jejich znalostí budete mnohem lépe vědět, na co se při výběru tepelného čerpadla zaměřit.

Princip vytápění tepelného čerpadla je rámcově obecně znám. Čerpadlo má kompresor, který stlačuje chladivo. To se tlakem zahřeje, načež teplo „předá“ ve výměníku bazénové vodě. Tím se samozřejmě zchladí. Jeho cesta pak pokračuje přes expanzní ventil, za kterým prudce klesá tlak chladiva a tím i dál jeho teplota. Ten pokles je velmi razantní, hluboko pod bod mrazu. Chladivo jde pak přes výparník, kterým proudí okolní vzduch. Pokud je tento vzduch teplejší (a to zpravidla je), chladivo předehřeje a umožní pak jeho vyšší zahřátí při stlačování v kompresoru. Koloběh se opakuje, využitím teploty okolního vzduchu nemusí kompresor odvést všechnu práci, čímž dochází k úspoře elektřiny.

Výše úspory – efektivity tepelného čerpadla záleží ale nejen na teplotě okolního vzduchu, ale také na bezchybném a plynulém zajištění celého procesu. A tady je jádro pudla.

Expanzní ventil, za kterým dochází k poklesu tlaku a teploty chladiva, je podstatnou součástí celého zařízení a jeho správná funkce do značné míry určuje efektivitu celého koloběhu. Existuje samozřejmě několik typů a konstrukcí tohoto zařízení, od jednoduchých kapilárních po sofistikované elektronické. Jednoduché jsou samozřejmě levnější, celkem dobře fungují při optimálních podmínkách, při jiných se ale rapidně snižuje účinnost. Dražší elektronické optimálně fungují i za méně příznivých podmínek. Jaký expanzní ventil budou mít levná tepelná čerpadla nabízená v řetězcích či reklamách? Můžete si tipnout…

Druhým kamenem úrazu je způsob rozmrazování. Čtete dobře, rozmrazování. Kdo tepelné čerpadlo má, možná si všiml, že na výparníku je někdy jinovatka. Jak jsme si řekli, pokles teploty chladiva za expanzním ventilem je velmi razantní, může se pohybovat i kolem – 20 st C. (To vysvětluje, proč některé typy těchto čerpadel mohou fungovat i při nízkých teplotách. I teplota vzduchu např. – 5 st C ohřeje chladivo o teplotě – 20 st C…). Díky této nízké teplotě chladiva dochází občas k námraze výparníku. Tím ovšem okolní vzduch nemůže předehřívat chladivo, protože mu v tom brání vrstva námrazy. V tu chvíli tudíž čerpadlo jede pouze na kompresor a jeho efektivita se z poměru 1:5 nebo 1:6 (dobrá tepelná čerpadla mají za určitých podmínek i 1:7) dostává na poměr 1:1. V podstatě ohříváte pouze elektřinou, což není ten nejoptimálnější způsob. To se děje do doby, než námraza roztaje. Pokud k rozmrazování dochází pouze ventilátorem, což je dost častý způsob, může tento proces trvat bohužel poměrně dost dlouho, zejména při nižších teplotách. Čerpadlo pak sice „topí“, ale jeho skutečná účinnost je do doby rozmrazení výparníku velice nízká.

Čerpadla vybavená lepší technologií mají tzv. 4-cestný ventil, který v případě námrazy do výparníku pustí horké stlačené chladivo, určené původně pro výměník. Tím dojde k tak rychlému rozmrazení, že se jinovatka někdy mění přímo na páru a z tepelného čerpadla se doslova kouří. Nemusíte volat hasiče, je to žádaný jev, výparník se uvolní a tepelné čerpadlo může okamžitě opět optimálně fungovat. Efektivita čerpadel vybavených tímto zařízením je tak nesrovnatelně vyšší. Bohužel levnější typy čerpadel i evropské provenience 4-cestný ventil postrádají.

Jádrem celého zařízení je samozřejmě kompresor. Je to s výměníkem nejdražší komponent a je nejvíce zatěžován. Kvalita kompresoru je tedy samozřejmě pro jeho dlouholetý provoz klíčová. Sázka na levné zboží se může nakonec docela prodražit.

Samostatnou kapitolou jsou – jak už jsem uvedl v úvodu článku – invertorová zařízení. O nich v samostatném článku.

4. Hlučnost

Důležité kritérium, pokud nechcete ležet u bazénu se sluchátky. Jde jak o hlučnost kompresoru, tak především ventilátoru. Obecně platí, že nejlevnější výrobky to moc neřeší. Hlučnost se udává v dB v různých vzdálenostech (1 m/10 m) od zařízení. Vyhýbejte se strojům, které ve vzdálenosti 1 m přesahují 50 dB. Někteří výrobci ale uvádějí hodnotu jen při 10 m, je třeba si na to dát pozor.

5. Typ výměníku

Standardem se dnes stává titanový výměník, řada bazénů jede na slanou vodu nebo na ni mohou přejít. Spolu s kompresorem nejdražší část zařízení, důležité je věnovat mu pozornost při zazimování.

6. Koeficient efektivity (C.O.P.)

Podstatný parametr, udává, kolik kW tepelné energie dostanete za 1 kW energie elektrické. Samozřejmě závisí na teplotě okolního vzduchu a stávající teplotě bazénové vody. Udává se zpravidla při dvou hodnotách, teplotě okolního vzduchu 15 st C a 26 st C, teplota bazénové vody 26 st C.

Běžné tepelné čerpadlo (bez invertoru) má COP (při 26 st C vzduch) 5 a více, lepší výrobky, stojící za povšimnutí, alespoň 6 (a více).

Při teplotě 15 st C by COP mělo být alespoň 4 (a vyšší).

Kvalitní tepelná čerpadla mají dnes také energetické štítky, certifikáty TÜV ap.

Doufám, že jsem vás úplně nevyčerpal, pokud jste dočetli až sem a máte jakékoliv otázky, pište mi je sem:

nebo do komentářů.

Přeju vám dlouhou koupací sezónu!