Do zásobníka sústreďujeme energiu z rôznych zdrojov tepla a využívame, uvoľnené teplo, ktoré vznikne pri zmene skupenstva vody na ľad, vysvetľuje odborník.
Tepelné čerpadlá sa presadzujú v rôznych aplikáciách v rezidenčnom sektore i mimo neho. Technologické inovácie pritom otvárajú aj úplne nové možnosti. O jednom z inovatívnych riešení prednášal na konferencii Vykurovanie 2024 Ing. Peter Kuliaček, produktový manažér Viessmann pre alternatívne zdroje energie, ktorý v spoločnosti pracuje už takmer 20 rokov.
Trh vykurovania, chladenia a vetrania (HVAC) podľa neho za uplynulé dve dekády prešiel dynamickým vývojom, medzi tepelnými čerpadlami ale v súčasnosti jasne dominuje technológia vzduch/voda. „Systémy vzduch/voda tvoria zhruba 96 % predaja. Iba štyri percentá predaja pripadajú na segment zem/voda a voda/voda. Z 10 000 jednotiek predaných na Slovensku to predstavuje okolo 400 kusov,“ priblížil.
Projekty, ktoré spoločnosť Viessmann v súčasnosti rieši, sú tiež vo väčšine prípadov zamerané na tepelné čerpadlá vzduch/voda, ale pri väčších aplikáciách sa podľa odborníka stáva veľkou výzvou hlučnosť. „Mnoho výrobcov dodáva tepelné čerpadlá vzduch/voda s výkonom približne do 16 až 20 kW pre rezidenčný segment. Snažia sa pritom udržať hlučnosť na nízkej úrovni,“ povedal P. Kuliaček.
V prípade väčších aplikácií napríklad v bytových domoch sa používajú priemyselné tepelné čerpadlá a inštalácia sa už nezaobíde bez hlukovej štúdie.
Alternatívnym riešením, ktoré sa postupne etabluje aj na slovenskom trhu, môže byť netradičné využitie primárnej energie pre tepelné čerpadlo, pri ktorom sa uplatňuje technológia ľadového zásobníka. Veľký potenciál preto P. Kuliaček vidí hlavne pri väčších projektoch, kde sú inštalatéri inak konfrontovaní s vysokou hlučnosťou tepelných čerpadiel vzduch/voda.
Ako funguje ľadový zásobník pre tepelné čerpadlo
„Ide o to, že pre daný projekt sa primárna energia rieši formou ľadového zásobníka, čo je nádoba s objemom od 10 až do 500 či 800 m3. Princípom je, že do zásobníka sústredíme rôzne typy zdrojov energií, či zo slnka, zo zeme alebo z vody. Pri tomto systéme sa využíva potenciál prechodu kvapaliny-vody na ľad, teda do pevného skupenstva. Pri tomto jave sa dokáže uvoľniť rovnaké množstvo energie, ako keď ochladzujeme horúcu vodu z 80 stupňov Celzia na nulu. Dá sa tak získať až 93 Wh z kilogramu,“ vysvetlil P. Kuliaček.
„Technológia samozrejme umožňuje aj chladenie, ale hodí sa najmä pre pasívny systém chladenia (bez použitia kompresora),“ podotkol s tým, že cieľom je najväčšie zefektívnenie prevádzky.
Schéma systému s ľadovým zásobníkom | Foto: Viessmann
„V princípe sa dá povedať, že je to systém zem/voda alebo voda/voda, pričom teploty sú v určitom období nadštandardne vyššie oproti tomu, čo vieme získať z vody. Obrovská výhoda tejto kombinácie sa ukazuje aj v dátach, ktoré máme z realizácií. Dá sa dosiahnuť sezónny faktor na úrovni okolo 5,“ ozrejmil P. Kuliaček s tým, že veľmi rýchlu návratnosť je možné dosiahnuť najmä pri väčších objektoch.
Prevádzkovo dokáže ľadový zásobník fungovať rôznymi spôsobmi. Vďaka tomu, že sa využívajú slnečné absorbéry s veľkými prierezmi na regeneráciu zásobníka ľadu, pretože v určitom období majú dostatočnú energiu a teplotu. Keď je slnečnej energie málo, nastupujú iné zdroje.
„Keďže využívame energiu, ktorá sa uvoľní pri zmene skupenstva z vody do ľadu, aj tepelné čerpadlo musí pracovať s extrémnejšími primárnymi teplotami, ako sme zvyknutí. Bežný trh tepelných čerpadiel väčšinou ponúka riešenia, ktoré idú s primárnou teplotou na úroveň -5 stupňov Celzia. My, pre použitie pri týchto aplikáciách ponúkame tepelné čerpadlá, ktoré vedia ísť s primárnou stranou až na úroveň -10 stupňov Celzia, aby sa dalo potenciálne využiť viac energie z ľadu,“ priblížil P. Kuliaček.
Peter Kuliaček | Foto: Energie-portal.sk
Inštalácia je jednoduchá
Prednosť riešenia vidí v tom, že na rozdiel od aplikácií postavených na vode nie je potrebné riešiť výdatnosť a netreba sa konfrontovať s legislatívou. Výhodou sú tiež menšie priestorové požiadavky, pričom nie je potrebný veľký záber plochy alebo veľmi hlboké vŕtanie pre získavanie energie zo zeme.
Výhodou riešenia podľa P. Kuliačka je aj jeho jednoduchosť: „Ako výrobca dodávame rýchlomontážne bloky, takže inštalačná firma nemusí riešiť zložitú hydrauliku – prepínacie ventily, čerpadlá a výmenníky.“
Celé riešenie postavené na technologii tepelného čerpadla tvoria tri hlavné komponenty. Prvým je absorbér, ktorým sa získava slnečná energia. Druhým je hydraulická časť a tretí komponent predstavuje samotný ľadový zásobník.
Zásobník prichádza na stavbu ako hotový prefabrikát, ktorý sa osádza do výkopovej jamy. Absorbér zas podľa P. Kuliačka predstavuje „veľmi jednoduchý plastový systém,“ pričom možností jeho inštalácie je veľa – od umiestnenia na strechu či plot až po rôzne dizajnové riešenia na mieru.
Inštalácia zásobníkov pod zem | Foto: Viessmann
Ľadový zásobník má už aj škola
Inovatívne riešenie si podľa P.Kuliačka postupne nachádza cestu aj na slovenský trh. Kým pred desiatimi rokmi sa o ňom iba hovorilo, vyrástli už aj reálne inštalácie.
Popri projektoch v rezidenčnom sektore realizovali aj inštaláciu na Strednej odbornej škole elektrotechnickej v Trnave, kde minulý rok vytvorili nové školiace centrum. Na realizácii sa podieľala aj spoločnosť Viessmann.
„Je tam použitý ľadový zásobník, ktorý sa skladá z dvoch nádob, pretože napojené tepelné čerpadlo má výkon až okolo 14 kW. Absorbéry sú osadené na pozemku pri budove školy. Celé je to urobené tak, aby sa z toho dali získavať meracie výstupy, a aby inštalácia dobre poslúžila pri vzdelávaní študentov, teda nových odborníkov,“ doplnil P. Kuliaček.
„Našou víziou je podporiť viac takýchto školiacich centier po Slovensku. Na pracovnom trhu pociťujeme nedostatok chladiarov, ale aj odborných pracovníkov v rámci TZB a HVAC. Keďže sa do toho zatiaľ vo väčšom nepustil štát, bez podpory nás, súkromných firiem, sa neposunieme ďalej,“ uzavrel.
Spoločnosť Viessmann je komunikačným partnerom Energie-portal.sk.
© PROPERTY & ENVIRONMENT s. r. o. Autorské práva sú vyhradené a vykonáva ich vydavateľ.