Tepelná čerpadla jsou v posledních letech čím dál oblíbenější. Jsou moderní, bezobslužná, využívají obnovitelné zdroje energie a dají se vzdáleně ovládat a monitorovat. Nicméně, aby tepelné čerpadlo fungovalo maximálně efektivně a tiše, je klíčové věnovat pozornost jeho izolaci a správnému umístění.
Hlučnost tepelných čerpadel a její regulace
Hlučnost tepelného čerpadla při provozu závisí na různých faktorech. V závislosti na konstrukci a typu se může hlučnost tepelných čerpadel značně lišit. Obecně platí, že hlučnost tepelných čerpadel se zvyšuje s jejich výkonem. Tepelné čerpadlo instalované venku má vyšší hladinu hluku než jednotka, která je instalovaná v interiéru. Kromě toho jsou tepelná čerpadla vzduch/voda hlučnější kvůli ventilátorům používaným k nasávání okolního vzduchu než např. tepelná čerpadla země/voda. Hlasitost tepelného čerpadla se měří v decibelech podle jmenovité křivky A, zkráceně dB(A).
Při vnitřní instalaci nebo splitovém provedení dosahují tepelná čerpadla vzduch/voda až 57 dB(A), při čistě venkovní instalaci dokonce až 63 dB(A). U geotermálních tepelných čerpadel a tepelných čerpadel země/voda je hlučnost považována za zanedbatelnou. Na úroveň hluku má vliv i šíření zvuku v prostoru. Podmínky šíření se mění v závislosti na povrchu, okolních předmětech, ale také například na směru větru.
Proč jsou tepelná čerpadla slyšet?
- Ventilátor: Nasává do přístroje obrovské množství vzduchu. Ven se nesou zvuky točící se vrtule. Velký podíl na hlučnosti má právě vrtule ventilátoru.
- Kompresor: Zajišťuje stlačování chladiva a je hnán elektromotorem. Zvuk kompresoru má podobu slabého vrčení. Vibrace z kompresoru mohou být nedostatečně odhlučeny. Moderní kompresory typu scroll jsou mnohem tišší než kompresory s pohyblivým pístem. Čerpadla navíc dokážou v případě potřeby snížit výkon kompresoru pomocí tzv. invertoru (měnič el. napětí).
- Oběhové čerpadlo: Třetím zdrojem hluku může být oběhové čerpadlo vytápěcího okruhu.
- Ventily a relé: Hluk v podobě cvakání mohou produkovat i ventily nebo relé (elektromagnetických spínačů).
- Vibrace: Všechny zdroje hluku uvnitř tepelného čerpadla přenášejí vibrace na jeho ostatní součásti a kryty, které zvuk následně zesilují. Vibrace se mohou přenášet i přes potrubí.
- Vysoký výkon: V zimě běží tepelné čerpadlo často na plný výkon a častěji se zapíná.
- Odmrazování: V tomto režimu dochází k prudké změně směru toku chladiva, což způsobuje silnější vrčení kompresoru.
- Uvolněný šroub: Šroub nebo jiný úchyt uvnitř čerpadla se uvolní, čehož následkem může součást nebo kryt čerpadla vibrovat.
- Opotřebení nebo porucha součásti: Rozbít nebo opotřebovat se může kompresor, ventilátor, oběhové čerpadlo.
Legislativní limity hluku
Vyhlášky o ochraně před hlukem předepisují limity hluku v obytných oblastech. Hlučná tepelná čerpadla mohou překážet sousedům hlavně v hustě zastavěných oblastech nebo ve stále populárních řadových zástavbách domů. Pro vnější chráněné prostory jsou stanoveny limity akustického tlaku 50 dB v čase 6:00 - 22:00 h během 8 po sobě následujících hodin.
Hlukové limity v dB(A)
| Oblast | Den (6:00 - 22:00) | Noc (22:00 - 6:00) |
|---|---|---|
| Klíčové, smíšené a vesnické oblasti | 60 | 45 |
| Obytné oblasti a malá sídla | 55 | 40 |
| Lázeňské oblasti (včetně blízkosti nemocnic) | 45 | 35 |
| Tichý obývací pokoj (pro srovnání) | 40 |
Měření a porovnání hlučnosti
- Hladina akustického tlaku (Lp): Udává zvuk zařízení v ideálním prostředí. Tento údaj díky různým proměnným není vždy vypovídající.
- Hladina akustického výkonu (Lw): Měří se v předem definovaných podmínkách, které jsou pro všechny výrobce stejné. Je nezávislá na okolních podmínkách, proto s její pomocí můžete přímo porovnat hlučnost jednotlivých modelů. Měří se přímo na povrchu tepelného čerpadla v souladu s normou ČSN EN 12102-2 (143019).
Hladina akustického výkonu má vždy dvě hodnoty. Hlučnost tepelného čerpadla souvisí s kvalitou použitých materiálů, jeho umístění v prostoru a samozřejmě s jeho technologickým zpracováním. Ta nejmodernější zařízení vzduch/voda dokáží snížit hlučnost až na 35 dB(A), což představuje tikot budíku, který slyšíte ze vzdálenosti 3 metrů.
Čtěte také: Průvodce kročejovou izolací
Správné umístění tepelného čerpadla
Základem každého tichého tepelného čerpadla je precizně navržená a zpracovaná konstrukce. Základem je správné umístění. Hlučnost lze, kromě kvalitního navržení a zpracování, ovlivnit i správným umístěním tepelného čerpadla vzduch/voda. Tepelné čerpadlo instalované jak uvnitř tak venku by mělo mít co nejnižší hlučnost, abyste hlukem, které vydává, netrpěli vy ani vaši sousedé.
Venkovní instalace
- Dostatečná vzdálenost od sousedů: Venkovní jednotku tepelného čerpadla nenechte namontovat pod okno ložnice, obýváku, ale ani pracovny nebo jiné místnosti, kde by vám jeho zvuk mohl překážet. Dbejte také na dostatečnou vzdálenost od sousedních domů. Vzdálenost tepelného čerpadla od sousední nemovitosti by měla být alespoň tři metry, pak nedochází k rušivému vývoji zvuku.
- Směr proudění odpadního vzduchu: U tepelného čerpadla vzduch/voda by měl proud odpadního vzduchu směřovat pokud možno do ulice a ne na často používané plochy, jako jsou chodníky nebo terasa.
- Otevřený prostor: K tomu potřebujete otevřený prostor se zajištěným přívodem vzduchu, alespoň částečně chráněný před povětrnostními vlivy. Nejdůležitější je dostatečný prostor pro cirkulaci vzduchu. Má-li tepelné čerpadlo dostatek volného okolního prostoru, funguje maximálně účinně i s nižší hlučností. Také není vhodné ji stavět do rohu. V tom případě se hlučnost vždy zvýší a současně se zhorší průtok vzduchu, čímž se zhoršuje účinnost.
- Základna: V zásadě je vhodné postavit tepelné čerpadlo na zvuk pohlcující základnu. Pro venkovní instalaci jsou vhodné trávníky. Hlavní pozornost by měla být věnována také zemi pod jednotkou. Tento povrch by měl být rovný, pevný betonový základ, aby se zabránilo nadměrným vibracím. Při montáži tepelného čerpadla na plochou střechu, beton nebo dlažbu použijte k jeho uchycení gumové silent bloky, aby se z něj nešířily vibrace. Při montáži na zem odizolujte základové pásy štěrkovým lůžkem, které bude zároveň sloužit ke vsakování kondenzátu.
- Ochrana před počasím: Venkovní jednotka musí být umístěna dostatečně vysoko nad terén (obvykle 20-30 cm), aby nehrozilo zapadání tepelného čerpadla ani při větším množství sněhové nadílky. Vyhněte se přímému působení slunečního záření, abyste předešli přehřívání čerpadla a snižování jeho účinnosti. Čerpadlo neumisťujte pod okap střechy, aby nad jednotkou nestékala voda. Vyvarujte se umístění jednotky ke stěně, na které by se mohl hromadit sníh nebo která by mohla při dešti hromadit vodu.
- Krátké propojení: Vzdálenost od vlastního domu by naopak měla být co nejmenší, aby se minimalizovaly tepelné ztráty. Většina odborníků doporučuje vzdálenost do 10 metrů.
Vnitřní instalace
- Tichá místnost: Pokud je tepelné čerpadlo instalováno uvnitř, měli byste zajistit, aby nebylo instalováno v prázdné místnosti, protože se zde může nerušeně šířit zvuk.
- Základna a izolace: V interiéru doporučujeme například dřevěnou podlahu. Antivibrační nožičky nebo rohož mohou oddělit tepelné čerpadlo od zbytku budovy.
- Montáž na stěnu: Můžete ho namontovat i na stěnu, avšak jen na nosné konstrukce, ne na lehké sendvičové příčky - opět kvůli vibracím, které by příčka šířila.
Snížení hlučnosti a tepelných ztrát
Hlučnost tepelných čerpadel se díky moderním technologiím a konstrukčním řešením neustále snižuje. Nová generace tepelných čerpadel alpha innotec dokáže díky inovované hlukové izolaci pracovat tak tiše, že ji v provozu téměř neuslyšíte.
Možnosti snížení hluku
- Akustický kryt: Pokud vás nebo sousedy obtěžuje zvuk staršího tepelného čerpadla, můžete jeho hlučnost výrazně snížit akustickým krytem. Tyto kryty nijak nezasahují do venkovní jednotky, ale kromě tlumící funkce také snižují kmitání, které také působí další hluk. Nicméně je potřeba také říci, že jsou velmi robustní a mohou zvyšovat odpor vzduchu. Vyrábějí se i speciální akustické kryty pro tepelná čerpadla, které sníží jejich hlučnost o 8-12 dB. Nová tepelná čerpadla od kvalitních výrobců jsou již v tomto obale dodávána.
- Zástěna: Můžete použít také zástěnu s přesahem, která utlumí hluk o 3-5 dB.
- Gumové silentbloky: Z důvodu snížení vibrací se mezi tepelná čerpadla a kovové nebo betonové konstrukce dávají gumové silentbloky, které absorbují vibrace. Díky nim lze venkovní jednotku umístit i na rovnou střechu.
- Snížení výkonu: Případně lze snížit výkon čerpadla na noc.
- Zeleň: Posledními možnostmi jsou vysadit do okolí čerpadla křoviny nebo vysoké trávy. Přitom však musíte dodržet předepsané vzdálenosti od čerpadla.
- Směr vzduchu: Hlučnost můžete snížit i použitím krytu, který nasměruje vzduch do země, nebo horizontální montáží čerpadla, kdy bude vzduch proudit směrem nahoru.
Prevence zamrzání a tepelné ztráty potrubí
Tepelná čerpadla se stávají čím dál častější volbou při instalaci nového zdroje tepla a úspěšně nahrazují funkci klasického kotle na tuhá paliva. Může za to jejich ekologický provoz, nízká spotřeba, snadná obsluha a využití k topení i chlazení. Pokud jste se o instalaci tepelného čerpadla někdy zajímali, nebo dokonce již tepelné čerpadlo máte, pravděpodobně jste se setkali s informací o možnosti zamrznutí jednotky.
Monoblok nebo split - kde hrozí zamrznutí?
- Split systém: Pokud máte tepelné čerpadlo systému split, můžete si rovnou oddechnout, protože tato tepelná čerpadla jsou proti mrazu velmi dobře zabezpečena. Ohřátá voda se pohybuje pouze uvnitř domu, tím pádem nehrozí riziko, že součást tepelného čerpadla podlehne teplotám hluboko pod nulou. Zvenku do domu totiž může proudit pouze chladivo, jehož bod tuhnutí se pohybuje až hluboko pod hranicí -100°C.
- Monoblok systém: Oproti tomu monoblokové čerpadlo ohřívá topnou vodu vně domu, a ta pak protéká skrze obvodovou zeď dovnitř. I přestože topná voda proudí z jednotky umístěné venku, zamrznutí tepelného čerpadla není na běžném pořadu dne, jelikož kvalitní tepelné čerpadlo typu monoblok je při správné instalaci před mrazem dobře chráněno včetně potrubí. Tepelná čerpadla jsou navíc pro vyšší bezpečnost vybavena povětšinou i různými ochrannými prvky proti námraze.
Ochrana potrubí a prevence zamrzání
Kvalitní a správně navržená tepelná izolace potrubí, kterým vede topná voda v systému, je samozřejmě základ. Pokud je odborně provedena, nehrozí proniknutí nízkých teplot k jeho útrobám, a následnému vzniku námrazy. Kromě toho může být skvělým pomocníkem proti dopadům takto nepříznivých podmínek také tzv. nezámrzný ventil, který automaticky vypustí vodu z potrubí v případě, že např. dojde k výpadku proudu, voda v otopné soustavě přestane cirkulovat a hrozilo by zamrznutí. V běžných podmínkách je kvalitně instalované tepelné čerpadlo proti namrzání dobře ochráněno. Není proto potřeba se bát ani v případě, že dojde k výpadku elektřiny. Při běžné zimní teplotě do -5 °C by musel u kvalitně izolovaného systému trvat výpadek zhruba dva dny.
Izolovat je potřebné jen dva metry od domu, kvůli ochraně stavebních konstrukcí. Souběžné vedení přívodu a zpátečky se chová stejně jako potrubí ve vrtu, kde jsou tato potrubí také vedena těsně vedle sebe. Důležitá je také poloha akumulační nádrže. Ta by měla být vždy alespoň o 0,5 m níže, než je umístěno tepelné čerpadlo. Díky tomu je totiž voda uvnitř systému neustále v pohybu a eliminuje se tak riziko zamrznutí.
Čtěte také: IPA asfaltová izolace: Co potřebujete vědět
Odvod kondenzátu
Není překvapením, že z tepelného čerpadla odtéká kondenzát, kterého může být i několik litrů za den. Proto bývá odvod kondenzátu jednotky veden do kanalizace, nejlépe dešťové, což vyžaduje opět vhodně tepelně izolované kanalizační potrubí s použitím topného kabelu proti zamrznutí, případně lze kondenzát odvádět do štěrkového lože/vsaku pod jednotkou.
Preventivní opatření proti zamrznutí
Kromě instalace speciálního ventilu lze také využít nemrznoucí směs do tepelných čerpadel. To ovšem obnáší nemalou investici, ale i vyšší požadavky na těsnění všech spojů soustavy. K použití nemrznoucí směsi se doporučuje přiklánět v případech, kdy tepelné čerpadlo umisťujete v destinaci, kde jsou tuhé mrazy předpokládaným jevem, nebo v odlehlých, či hůře dostupných lokalitách. V teplotách, které přináší zima v našich běžných zeměpisných šířkách, je toto řešení při správné instalaci tepelného čerpadla ve většině případů zbytečně nákladným krokem.
Pravidelné servisní prohlídky
Abyste se ujistili, že je na sezónu vaše tepelné čerpadlo v kondici, zajistěte si včas a pravidelnou servisní prohlídku, která může objevit vady, které by bránily bezproblémovému provozu. Součástí takové služby je právě kontrola provozu i funkčnosti, díky čemuž si budete jisti, že vaše pohodlí během zimních měsíců neohrozí žádná nečekaná událost související s vaším tepelným čerpadlem. Navíc díky správné péči prodlužujete životnost samotné jednotky i její stálý výkon.
Tepelné ztráty potrubí a jejich dopad na účinnost
Méně pozornosti je věnováno problematice ztrát energie při její dopravě mimo vytápěné prostory. Tepelné čerpadlo vzduch-voda vzdálené 10 m od objektu (celkem 20 m potrubí v zemi) může mít významné ztráty. Obecně platí, že čím kratší je propojení, tím jsou nižší tepelné ztráty.
Porovnání ztrát na potrubí
Při okrajových podmínkách -7°C venkovního vzduchu bude ztráta výkonu: 4% v nejlepší variantě předizolovaného potrubí PUR UNO, 30% v případě porušené izolace, která je nasáklá vodou. Tak vysoká ztráta může být zásadní pro dostatečné zásobování RD teplem, kdy uživatel může pociťovat nedostatek tepla z tepelného čerpadla, které musí být nahrazeno dodávkou přímé elektrické energie od elektropatrony. Velkým rizikem klasického řešení je vnikání vody, která z něj udělá špatně izolující a tím pádem neefektivní řešení. Nedostatečné zatěsnění konců nebo přechody a spoje jsou častým místem průniku vody. Řešení předizolovaného potrubí, které je v celé délce vyplněno PUR, zabezpečuje nulovou šanci vniku vody i v případě otevřených konců. Voda se nedostane mezi izolaci a chráničku.
Čtěte také: Radon a asfaltová izolace
Tepelné ztráty potrubí (W/m)
| Teploty okolí -5°C (-7°C vzduch / 55°C médium) | Teploty okolí 7°C (7°C vzduch / 55°C médium) | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| GEROtop UNO | Klasické řešení + izolace 19 mm + chránička | Klasické řešení + voda v izolaci | GEROtop UNO | Klasické řešení + izolace 19 mm + chránička | Klasické řešení + voda v izolaci | |
| Teplá | 9 | 17 | 56 | 3 | 8 | 26 |
| Studená | 8 | 14 | 47 | 4 | 6 | 20 |
| Celkem (20 m) | 170 W | 310 W | 1030 W | 70 W | 140 W | 460 W |
Průměrné ekonomické ztráty (kWh/rok)
| GEROtop UNO | Klasické řešení plastohliník + Izolace 19 mm + chránička | Klasické řešení, do kterého se dostala voda | |
|---|---|---|---|
| kWh / rok | 287 | 567 | 1848 |
Výkonové parametry při -7°C slouží pro vyhodnocení ztrát na potrubí v zimních měsících, kdy je požadavek na vytápění nejvyšší. Parametry při teplotě +7°C jsou použity pro výpočet průměrného ročního provozu, protože teplota se shoduje s průměrnou roční teplotou v ČR. Uvažovaný typ tepelného čerpadla je frekvenčně řízen, a tedy průtok vedením v zemi je téměř nepřetržitý a to i v případě zastavení kompresoru je stále činné cirkulační čerpadlo. V zimních měsících hlavně z důvodu možného zámrzu.
tags: #izolace #tepelneho #cerpadla #voda #vzduch