Tepelné čerpadlo pre bazén: kritériá výberu a pravidlá inštalácie

Tepelné čerpadlá – to je, bezpochyby, jeden z najlepších vynálezov v oblasti vykurovacích systémov. Doslova umožňuje získavať prakticky bezplatnú energiu priamo zo vzduchu, ako aj z pôdy alebo vody. Ak použijete tepelné čerpadlo pre bazén, náklady na ohrev vody môžete výrazne znížiť.

Povieme vám, ako vybrať optimálny model využitia “zelenej” energie na výrobu tepla ohrievajúceho vodu. V článku, ktorý vám predkladáme, je podrobne opísaný princíp činnosti systému. U nás sa dozviete, ako namontovať jednotku a ako ju správne používať v domácich podmienkach.

Ako funguje také čerpadlo?

Energia je všade, dokonca aj v tých objektoch, ktoré sa nám zdajú mimoriadne studené. Táto energia má jednoducho nízky potenciál. Tepelné čerpadlá umožňujú získať ju z okolitého prostredia a premeniť na energiu s vysokým potenciálom. V takomto stave tepelnú energiu možno použiť na vykurovanie.

Tepelné čerpadlá, podobne ako chladničky, fungujú na princípe Carnota. Chladnička presúva tepelnú energiu z komory do okolitého priestoru, aby vytvorila chladiaci efekt, zatiaľ čo tepelné čerpadlo pracuje v opačnom smere.

Takýto systém sa skladá z dvoch hlavných častí – vonkajšej a vnútornej, medzi nimi sa nachádzajú kompresor a výparník. Nosič tepla cirkuluje v systéme rúr, ktoré sú umiestnené vonku. Pritom absorbuje energiu rozptýlenú v pôde, vode alebo vzduchu, v závislosti od typu čerpadla.

Potom nosič tepla prechádza cez komoru výparníka naplnenú chladivom (zvyčajne – freónom). Chladivo vrie pri veľmi nízkej teplote. Pri kontakte s tepelnou energiou nízkeho potenciálu sa zahrieva, prechádza do plynného stavu a vstupuje do kompresora.

Na tejto schéme je názorne zobrazené usporiadanie a princíp činnosti tepelného čerpadla, ktoré zbiera teplo s nízkym potenciálom z okolia a premieňa ho na vysoko potenciálnu tepelnú energiu (+)

Tu sa plyn zahrieva a presúva sa do kondenzátora. Potom chladivo chladne, opäť sa vracia do kvapalného stavu a teplo, ktoré nazbieralo, vstupuje do vnútorného vykurovacieho systému, t. j. do vykurovacieho systému domu alebo, v tomto prípade, bazéna. Cyklus sa mnohokrát opakuje.

Samozrejme, na prevádzku takéhoto systému, konkrétne čerpadlových jednotiek, bude potrebné určité množstvo elektrickej energie, bez prístupu ku ktorej systém nebude môcť fungovať.

Ale množstvo elektriny potrebné pre tepelné čerpadlo je približne štyrikrát menšie ako náklady na priamy ohrev vody pomocou elektrického ohrievača. Pri spotrebe menej ako 2,5 kW výkonu na prevádzku elektriny môže tepelné čerpadlo vyprodukovať viac ako 10 kW tepelnej energie.

Ako vybrať vhodný systém?

Konštrukčné vlastnosti tepelného čerpadla ho robia odolnejším voči pôsobeniu zvýšenej vlhkosti ako akýkoľvek iný systém ohrevu vody. Je však potrebné správne vybrať typ tepelného čerpadla, t. j. rozhodnúť sa pre zdroj nízkopotenciálnej tepelnej energie.

Čím stabilnejšia je teplota prostredia, tým efektívnejšie pracuje tepelné čerpadlo. Zem je v tomto ohľade považovaná za najlepšiu možnosť, ale praktické uskutočnenie vyžaduje splnenie množstva nie celkom jednoduchých podmienok.

Táto tabuľka umožňuje určiť výkon tepelného čerpadla pre bazén. Výpočty boli vykonané s ohľadom na prítomnosť ochranného krytu pred slnkom (+)

Bude potrebný priestranný pozemok a rozsiahle zemné práce. Rúry, ktorými cirkuluje voda, bude potrebné umiestniť do hrúbky pôdy, túto požiadavku nie je vždy možné a pohodlné splniť. Tepelné čerpadlá typu „zem-voda“ sa pre bazény používajú len zriedka.

Vodné tepelné čerpadlo je o niečo jednoduchšie zostrojiť, pretože ako zdroj energie využíva vodu. Optimálny variant – neďaleko umiestnená vodná plocha: rybník, jazero, rieka a pod.

Zďaleka nie všetci majitelia pozemkov majú prístup k takýmto zdrojom. Dostupnejší variant riešenia problému – spustiť rúry pre vodu do studne alebo vrtu. To znamená, že na pozemku bude možno potrebné vybudovať dodatočný zdroj vody.

Menej času a úsilia bude potrebné na inštaláciu tepelného čerpadla, ktoré spotrebúva energiu rozptýlenú vo vzdušných masách. Na zabezpečenie intenzívnej výmeny vzduchu sa používajú výkonné ventilátory. Nebude potrebné ani klásť rúry do zeme, ani vŕtať nový vrt.

Tepelné čerpadlá typu “vzduch-voda” umožňujú ohrievať veľký objem vody v bazéne s minimálnymi nákladmi na elektrickú energiu

Samozrejme, účinnosť ohrevu vzduchovým tepelným čerpadlom môže byť o niečo nižšia ako pri použití takých stabilných zdrojov energie, ako je zem alebo voda. Avšak na použitie počas sezóny od jari do jesene, a nie po celý rok, je takýto model ideálny. Väčšina bazénov na pozemkoch sa používa práve v tomto období.

Tepelné čerpadlo možno tiež použiť v kombinácii s inými vykurovacími systémami, napríklad s elektrickým prihrievaním. Na vykurovanie domu sa takéto modely niekedy kombinujú s plynovým alebo elektrickým kotlom. To je obzvlášť vhodné v oblastiach s drsnou klímou, pretože pri teplote vzduchu nižšej ako -20 stupňov účinnosť tepelných čerpadiel prudko klesá.

Zvláštnosťou každého priemyselného modelu tepelného čerpadla – je vysoká cena. Náklady možno znížiť, ak si takéto zariadenie zostrojíte sami. Nie je to príliš náročná úloha, mnohí majstri ju úspešne zvládli. Ale priemyselné modely sú spoľahlivejšie, účinnejšie a jednoduchšie na obsluhu.

Podľa recenzií sa vysoká cena priemyselného modelu tepelného čerpadla vráti už v prvých pár rokoch prevádzky, a niekedy dokonca už za niekoľko mesiacov. Zároveň je veľmi dôležité vybrať model, ktorého výkon bude presne zodpovedať potrebám objektu na teplo.

Tepelné straty objektu

Aby ste si správne vybrali tepelné čerpadlo podľa výkonu, je potrebné určiť tepelné straty bazéna, v ktorom bude zariadenie inštalované.

V prípade bazéna treba zohľadniť:

• miesto, na ktorom je bazén umiestnený;
• prítomnosť a stupeň spoľahlivosti bazéna;
• objem bazénovej vane;
• počiatočnú teplotu vody;
• optimálnu teplotu vody na kúpanie;
• prítomnosť ďalších faktorov ovplyvňujúcich zmenu teploty vody: ohrev vzduchu v krytej stavbe, klimatizácia a pod.

Na výpočet tepelných strát stavby niektorí odborníci odporúčajú použiť metodiku uvedenú v DBN V.2.5-67:2013. Výkon čerpadla by mal byť o 30 % vyšší ako veľkosť tepelných strát bazéna.

Táto schéma umožňuje vytvoriť predstavu o možných stratách tepla v bazéne v závislosti od vplyvu vonkajších faktorov. Čím sú tieto straty menšie, tým efektívnejšie bude tepelné čerpadlo pracovať.

Tieto výpočty sú pomerne špecifické, je lepšie ich zveriť odborníkovi. Užitočné odporúčania možno získať od skúsených odborníkov, ktorí sa zaoberajú výrobou alebo predajom tepelných čerpadiel. Pri výbere tepelného čerpadla budú užitočné aj informácie o výkone výmenníka tepla zariadenia.

Pri výbere vzduchového tepelného čerpadla na ohrev vody v bazéne je potrebné zohľadniť rad faktorov, ktoré ovplyvňujú mieru tepelných strát budovy, napríklad prítomnosť alebo neprítomnosť krytia.

Tento ukazovateľ odráža spotrebu tepelnej energie na ohrev vody v bazéne za určité časové obdobie.

V zjednodušenej podobe môže vzorec vyzerať takto:

P = 1.16 × ΔT/t × V (kW)

Kde:

• 1,16 – korekčný koeficient tepelných strát;
• ΔT – počet stupňov oddeľujúcich počiatočný a konečný ukazovateľ teploty vody v bazéne, °C;
• t – čas prevádzky zariadenia, kým sa nedosiahne požadovaná teplota vody, hodiny;
• V – objem kúpacej misy, m³;

Samozrejme, tento vzorec nezohľadňuje množstvo faktorov, ako je vplyv vykurovania v miestnosti krytého bazéna, prítomnosť klimatizácie, prítomnosť izolácie a pod.

Pri výbere vhodného modelu tepelného čerpadla však môže byť takýto výpočet veľmi užitočný. V priebehu výpočtov je užitočné vziať do úvahy, že optimálna teplota vzduchu pre krytý bazén sa považuje 28 stupňov a teplota vody – 24 stupňov.

Dôležité momenty pri výbere čerpadla

Pri výbere vhodného tepelného čerpadla by ste sa nemali orientovať len na jeho výkon. Dôležitý význam sa pripisuje aj iným faktorom. Napríklad ide o rozmery čerpadla, ktoré pripomína veľkú kovovú skriňu.

Miesto inštalácie sa zvyčajne vyberá vopred, treba sa presvedčiť, že vybraný model sa tam voľne zmestí a zároveň ponechá dostatok miesta pre osobu, ktorá bude zariadenie inštalovať a obsluhovať.

Čím menší je rozdiel medzi teplotou vzduchu vonku a teplotou vody v bazéne, tým väčší efekt prinesie použitie tepelného čerpadla a tým vyššia bude jeho účinnosť.

Automatické riadenie niektorých modelov umožňuje meniť činnosť čerpadla s ohľadom nielen na vonkajšiu teplotu, ale aj na rýchlosť ochladzovania vody v bazéne, ako aj na schopnosť budovy (pokiaľ ide o krytý bazén) udržať teplo.

Počas prevádzky tepelné čerpadlo vibruje a produkuje hluk. Čím menej hluku v mieste inštalácie, tým lepšie. Pred kúpou by ste mali nájsť spôsob, ako posúdiť hladinu hluku, ktorú vydávajú rôzne modely tepelných čerpadiel.

Na cene zariadenia sa môže výrazne prejaviť prítomnosť automatického riadiaceho bloku. Ak to financie dovoľujú, nemali by ste sa vzdať tohto moderného a pohodlného doplnku. Po prvé, automatika zvyšuje komfort počas používania zariadenia, pretože sa nemusíte neustále rozptyľovať jeho zapínaním, nastavovaním, vypínaním a podobne.

Automatický riadiaci systém moderných tepelných čerpadiel uľahčuje obsluhu zariadenia, zvyšuje efektivitu jeho práce a predlžuje jeho životnosť

Po druhé, prevádzka zariadenia v automatickom režime výrazne zvyšuje jeho životnosť, teda dobu prevádzky. Poruchy sú však stále možné. Minimalizovať problémy spojené s prevádzkou tepelného čerpadla pomôže správne vybavená dokumentácia o záručnom servise zariadenia.

Avšak samotný oficiálny formulár s pečiatkou nestačí. Niekedy predajcovia skromne zamlčujú, že záručné opravy vykonáva len špecializovaný podnik, ktorý sa nachádza stovky kilometrov od miesta inštalácie zariadenia.

Stávalo sa aj to, že na opravu bolo potrebné poslať zariadenie do zahraničia. Takýto záručný servis je veľmi nepohodlný, pretože majiteľovi zaberá celé mesiace času.

Majstri, ktorí zvládnu jednoduché opravy domácich spotrebičov, by si mali vopred naštudovať konštrukciu vybraného modelu a dostupnosť náhradných dielov. Ak potrebné diely nie sú k dispozícii v blízkosti, bude potrebné ich špeciálne objednať, zaplatiť dlhú dopravu atď. Predvídavosť pomôže vyhnúť sa takýmto problémom.

Ak sa cena tepelného čerpadla z továrenskej výroby zdá byť “astronomická”, môžete si ho zostaviť svojpomocne. Ako sa zostavuje zariadenie z takmer odpadových materiálov, je opísané v nami odporúčanom článku.

Osobitosti montáže zariadenia

Postup pripojenia tepelného čerpadla pre bazén závisí od vlastností konkrétneho modelu. Preto by ste sa mali pred začatím prác dôkladne oboznámiť s návodom výrobcu a presne dodržať v ňom uvedené požiadavky a odporúčania. Priemyselné modely sa zvyčajne dodávajú už zmontované a so súpravou potrebných komponentov na inštaláciu.

Schéma fungovania tepelného čerpadla pripojeného k bazénu:
1 – Tepelné čerpadlo pre bazén
2 – Diaľkové ovládanie
3 – Čistá voda pre bazén
4 – Cirkulačné čerpadlo
5 – Bypass (obtokový kanál) a regulačné ventily
6 – Prívodná rúra vody z bazéna
7 – Filter

Počas pripojenia bude potrebné nainštalovať pár rúr a tiež zabezpečiť elektrické napájanie. V systéme údržby bazéna sa ohrievač inštaluje tak, aby bol umiestnený za filtračným systémom a pred chlórovacím zariadením.

Ako je znázornené na tejto schéme, tepelné čerpadlo by malo byť pripojené za vodným filtrom, ale pred zariadením na jej chlórovanie.

Je veľmi dôležité správne vybrať miesto pre inštaláciu zariadenia. Zvyčajne tepelné čerpadlo typu “vzduch-voda” predstavuje agregát pôsobivých rozmerov, pripomínajúci vonkajšiu jednotku split systému klimatizácie.

Pre inštaláciu vzduchového tepelného čerpadla je potrebné vybrať dostatočne priestranné miesto, ktoré by malo byť chránené pred vplyvom vonkajších faktorov, napríklad pomocou prístrešku.

Miesto pre inštaláciu takéhoto zariadenia by malo spĺňať nasledujúce požiadavky:

• dobré vetranie;
• bez prekážok pre pohyb vzdušných más;
• vzdialenosť od otvoreného ohňa a iných zdrojov tepla;
• ochrana pred vplyvom vonkajších faktorov prostredia: zrážky, padajúce zhora nečistoty a pod.;
• dostupnosť pre technickú údržbu a potrebné opravy.

Tepelné čerpadlo sa najčastejšie inštaluje pod prístreškom. Kvôli dodatočnej ochrane je možné nainštalovať pár bočných stien, ale tie by v žiadnom prípade nemali brániť prúdeniu vzduchu, ktoré je vytvárané ventilátormi.

Čerpadlo sa montuje na kovový rám, podstavec musí byť striktne vodorovný. To umožní minimalizovať problémy ako vibrácie a hluk počas prevádzky zariadenia a tiež ochráni zariadenie pred poruchami.

Vzduchové tepelné čerpadlo by sa malo inštalovať na pevný a presne vodorovný základ. To umožní znížiť vibrácie pri jeho prevádzke a znížiť hlučnosť.

Pri montáži tepelného čerpadla a jeho pripojení k systému je dôležité uistiť sa, že všetky jeho prvky sú čisté. Nebude na škodu skontrolovať aj vnútorný povrch rúr, pomocou ktorých sa pripojenie uskutočňuje.

Všetky miesta spojenia rúr, v ktorých cirkuluje voda, musia byť dôkladne utesnené a skontrolované na prítomnosť netesností. Aby sa vibrácie z tepelného čerpadla počas jeho prevádzky neprenášali na zvyšok systému, má zmysel zvážiť variant pripojenia pomocou flexibilných hadíc.

Osobitnú pozornosť si vyžiada zabezpečenie elektrického napájania tepelného čerpadla. Musí plne zodpovedať pravidlám inštalácie elektrického zariadenia so zohľadnením všetkých požiadaviek požiarnej bezpečnosti.

V blízkosti bazéna sa zvyčajne udržiava vysoká úroveň vlhkosti a pravdepodobnosť kontaktu elektrického zariadenia s vodou výrazne stúpa. Preto je potrebné dôkladne izolovať všetky miesta elektrických kontaktov a dodatočne ich chrániť pred možným kontaktom s vlhkosťou.

Do schémy pripojenia tepelného čerpadla k elektrickému napájaniu je bezpodmienečne nutné zahrnúť automatické ističe, ktoré sú vybavené snímačmi reagujúcimi na zvýšenie teploty. Budú potrebné aj ochranné zariadenia, ktoré zabránia úniku prúdu.

Všetky vodivé uzly je bezpodmienečne potrebné uzemniť. Na pripojenie káblov, silových aj riadiacich, budú potrebné špeciálne svorkovnice. V návode výrobcu je zvyčajne uvedený potrebný prierez elektrických káblov, cez ktoré je možné vykonať pripojenie zariadenia k elektrickému napájaniu.

Týchto údajov je potrebné sa držať. Prierez kábla môže byť väčší ako odporúčaný, ale v žiadnom prípade menší.

Inštalácia tepelného čerpadla na ohrev vody v bazéne sa vykonáva v súlade s odporúčaniami výrobcu. Zvyčajne sa inštaluje za systém čistenia vody, ale pred zariadením na chlórovanie, ak je k dispozícii.

Domáce tepelné čerpadlo – je to reálne?

Ak si tepelné čerpadlo vyrobíte svojpomocne, môžete výrazne ušetriť, ale účinnosť takýchto zariadení je o niečo nižšia ako u modelov priemyselnej výroby. Najprv sa vyrobia jednotlivé časti čerpadla, potom sa spoja do spoločného systému. Výparník je možné vyrobiť z veľkej plastovej nádrže. Vnútri sa inštaluje medený hadovitý výmenník.

Na výrobu hadovitého výmenníka možno medenú rúru opatrne navinúť na plynovú fľašu alebo iný vhodný valcový predmet, aby získala požadovaný tvar. Rovnakým spôsobom sa vyrobí ďalší hadovitý výmenník – pre výparník. Tento prvok sa umiestni dovnútra ďalšej nádrže, tentoraz kovovej, budú potrebné zváracie práce.

Kompresor sa jednoducho kúpi alebo sa odoberie z iného zariadenia, napríklad z rozbitého klimatizačného zariadenia. Keď sú tieto tri zariadenia pripravené, spoja sa do jedného systému. Potom sa kompresor naplní chladivom. Zostáva už len spojiť výparník s ventilátorom, ktorý vháňa vzduch, a kondenzátor pripojiť k systému ohrevu vody v bazéne.

Oveľa zložitejšie je zariadenie tepelného čerpadla typu voda-voda. Na jeho vybudovanie je potrebné, aby sa v blízkosti pozemku nachádzala rieka alebo prírodná vodná plocha; ak nie sú, vŕtajú sa studne. Ak však nie je možné z technických príčin získavať energiu zo vzduchu, bude tento variant tiež užitočný.

Závery a užitočné video k téme

Praktické skúsenosti s ohrevom vody v bazéne pomocou tepelných čerpadiel sú uvedené v nasledujúcom videu:

Tu je názorne demonštrovaný princíp fungovania vzduchového tepelného čerpadla:

V tomto videu je uvedený veľmi podrobný prehľad fungovania a konštrukcie modelu tepelného čerpadla typu "vzduch-voda":

Tepelné čerpadlo je pohodlný, efektívny a ekologický spôsob vykurovania bazéna. Pri správnej prevádzke sa náklady na model veľmi rýchlo vrátia a odborná inštalácia výrazne predĺži životnosť zariadenia.

Chcete sa podeliť o užitočné informácie k téme článku? Možno viete, ako si vyrobiť tepelné čerpadlo na vybavenie súkromného bazéna vlastnými rukami? Napíšte, prosím, komentáre do bloku nižšie, pýtajte sa, podeľte sa o svoj názor a tematické fotografie.