Metodika výpočtu výkonu tepelného čerpadla: od tepelných strát po výber modelu

Pred výberom tepelného čerpadla sa každý majiteľ domu stretáva s dilemou: aký výkon zvoliť? Príliš výkonné tepelné čerpadlo povedie k zbytočným nákladom pri kúpe, zatiaľ čo slabé nezabezpečí komfortnú teplotu v interiéri počas silných mrazov. Správny výber výkonu je dvojstupňový proces. Najskôr je potrebné určiť tepelné straty domu (tomu sa venuje projektant-inžinier) a potom zvoliť tepelné čerpadlo príslušného výkonu. Práve o druhom kroku – metodike výberu tepelného čerpadla podľa vypočítaných tepelných strát – si povieme viac.

Správne vypočítaný výkon tepelného čerpadla je základom ekonomickej a efektívnej prevádzky vykurovacieho systému. Nadmerný výkon povedie nielen k preplateniu za zariadenie, ale aj k častému cyklovaniu zapínania/vypínania, čo skracuje životnosť kompresora. Nedostatočný výkon prinúti systém pracovať na hranici možností bez dosiahnutia komfortnej teploty alebo si bude vyžadovať nadmerné využívanie záložného zdroja tepla.

Tepelné straty domu: kľúčové aspekty

Tepelné straty sú množstvo tepla vo wattoch, ktoré sa stráca cez obalové konštrukcie (steny, strechu, okná, podlahu) a vetranie a ktoré musí tepelné čerpadlo kompenzovať, aby udržalo komfortnú teplotu. Ide o základný parameter na výpočet výkonu tepelného čerpadla, ktorý závisí od mnohých faktorov.

Hlavné faktory ovplyvňujúce tepelné straty domu:

• Celková plocha a objem vykurovaných priestorov
• Kvalita tepelnej izolácie stien, strechy a podlahy
• Plocha a typ zasklenia (jedno-, dvoj-, trojsklo)
• Prítomnosť a typ vetracieho systému
• Klimatické podmienky regiónu

Na orientačné pochopenie veľkosti tepelných strát rôznych kategórií domov možno použiť nasledujúcu tabuľku:

Je dôležité chápať, že uvedené hodnoty sú orientačné a slúžia na pochopenie poriadku veľkostí. Presné tepelné straty pre váš dom má vypočítať kvalifikovaný projektant podľa stavebných noriem Slovenska so zohľadnením všetkých konštrukčných špecifík budovy.

Výber výkonu tepelného čerpadla: metodika voľby

Keď poznáte tepelné straty domu, môžete pristúpiť k výberu tepelného čerpadla príslušného výkonu. Kľúčovým projektovým rozhodnutím v tomto kroku je voľba režimu: monovalentný alebo bivalentný.

Bivalentný bod: čo to je?

Bivalentný bod je teplota vonkajšieho vzduchu, pri ktorej tepelné čerpadlo samostatne pokrýva 100 % tepelných potrieb domu. Pri nižšej teplote sa pripája záložný zdroj tepla (elektrický kotol, plynový kotol a pod.). Dôležité je pochopiť, že bivalentný bod nie je charakteristika modelu tepelného čerpadla, ale projektové rozhodnutie, ktoré závisí od klímy vášho regiónu a ekonomickej opodstatnenosti.

Postupná metodika výberu tepelného čerpadla

Univerzálna metodika výberu tepelného čerpadla zahŕňa tieto kroky:

Krok 1: Zistiť výpočtovú teplotu najchladnejšieho päťdňového obdobia

Je to minimálna teplota vzduchu, pri ktorej musí vykurovací systém zabezpečiť komfortnú teplotu v miestnostiach. Tento parameter zistíte zo stavebných noriem vašej krajiny alebo u projektanta. Pre Bratislavu sa napríklad líši od výpočtovej teploty pre Prešov či Žilinu.

Krok 2: Analyzovať priebeh teplôt

Je potrebné posúdiť, koľko dní v roku teplota vzduchu klesá pod určité hodnoty. To pomôže určiť, nakoľko je ekonomicky opodstatnené dimenzovať výkonné tepelné čerpadlo pre monovalentnú prevádzku.

Krok 3: Vybrať bivalentný bod

Ak sú extrémne mrazy vo vašom regióne zriedkavé (menej ako 10-15 dní v roku), ekonomicky sa oplatí nastaviť bivalentný bod o 5-7°C nad výpočtovú teplotu. Ak sú mrazy dlhé (viac ako 20-30 dní), vhodnejšie je zvoliť monovalentný režim prevádzky.

Krok 4: Vypočítať výkon tepelného čerpadla pre zvolený bod

Pri rozdiele medzi bivalentným bodom a výpočtovou teplotou 5°C predstavujú tepelné straty 80-85 % maximálnych. Pri rozdiele 10°C ide o 65-75 % maximálnych strát.

Modelový príklad výpočtu výkonu tepelného čerpadla

Pozrime sa na modelový príklad: dom s plochou 150 m² a tepelnými stratami 60 W/m², celkové straty sú 9 kW pri výpočtovej teplote (nazvime ju T výpočtová).

Variant A: Monovalentný režim

Bivalentný bod sa rovná T výpočtovej. Potrebné tepelné čerpadlo s výkonom 9 kW + 15 % rezerva = 10,3 kW. Vhodné sú modely BeeSmart MHCS 045 NBS (11,6 kW) alebo MHCS 050 NBS (15,35 kW), prípadne BeeThermic MHCM 10 SU1A (10,6 kW) alebo MHCM 14 SU3A (14,8 kW). Tepelné čerpadlo pokrýva 100 % potrieb počas celej vykurovacej sezóny, poskytuje maximálnu úsporu, no má vyššiu obstarávaciu cenu.

Variant B: Bivalentný režim (bod o 5°C vyššie)

Straty pri tejto teplote predstavujú 80 % maximálnych = 7,2 kW. Potrebné tepelné čerpadlo s výkonom 7,2 kW + 15 % rezerva = 8,3 kW. Vhodné sú modely Mycond BeeSmart MHCS 035 NBS (9,2 kW) alebo MBasic MHM-U09HL (9,7 kW). Záložný zdroj tepla s výkonom 1,8 kW (napríklad elektrický kotol 3 kW). Tepelné čerpadlo pokrýva väčšinu vykurovacej sezóny, záložný zdroj pracuje len niekoľko dní, čo prináša úsporu na cene tepelného čerpadla.

Variant C: Bivalentný režim (bod o 10°C vyššie)

Straty predstavujú 67 % maximálnych = 6 kW. Potrebné tepelné čerpadlo s výkonom 6 kW + 15 % rezerva = 7 kW. Vhodné sú modely Mycond MBasic MHM-U06HL (7,2 kW) alebo BeeSmart MHCS 035 NBS (9,2 kW). Záložný zdroj tepla s výkonom 3 kW. Záložný zdroj pracuje častejšie, úspora je menšia.

Je dôležité rozumieť, že uvedené príklady sú modelové a slúžia na ilustráciu metodiky. Konkrétne parametre by mal určiť projektant na základe miestnych noriem a klímy vášho regiónu (Bratislavy, Košíc, Prešova, Žiliny, Nitry či Banskej Bystrice).

Koeficient výkonovej rezervy tepelného čerpadla

Pri výbere tepelného čerpadla je dôležité zohľadniť koeficient výkonovej rezervy:

• Štandardná rezerva: 10-20 % – na kompenzáciu poklesu COP pri mrazoch a vytvorenie rezervy do budúcna
• Väčšia rezerva: 20-30 % – pre regióny s extrémnymi mrazmi, významné objemy TÚV, plány rozšírenia obytnej plochy
• Menšia rezerva: 10-15 % – pre dobre zateplené domy s presnými výpočtami, pri prítomnosti záložného zdroja tepla

Kontrolný zoznam výberu výkonu tepelného čerpadla

1. Určiť celkovú vykurovanú plochu
2. Zhodnotiť kategóriu domu podľa tabuľky tepelných strát
3. Zohľadniť výšku stropu (ak je viac ako 2,7 m)
4. Zistiť výpočtovú teplotu regiónu
5. Analyzovať priebeh teplôt
6. Zohľadniť plochu a typ zasklenia
7. Určiť potreby prípravy TÚV
8. Zohľadniť typ vykurovacieho systému a teplotu teplonosného média
9. Rozhodnúť o monovalentnom či bivalentnom režime, určiť bivalentný bod
10. Pridať koeficient rezervy 10-20 %

Porovnanie modelov tepelných čerpadiel Mycond

Nižšie je uvedené porovnanie modelov tepelných čerpadiel Mycond troch sérií podľa hlavných parametrov:

Séria MBasic

Ekonomické riešenie pre domy od 70-100 do 120-170 m² v závislosti od zateplenia. Séria je zastúpená tromi modelmi od 7,2 do 11,9 kW, vybavenými rotačnými invertorovými kompresormi Zhuhai Landa. Ukazovatele COP od 4,01 do 4,26, SCOP od 4,50 do 4,65, trieda energetickej účinnosti A+++. Monoblokové vyhotovenie s integrovanou hydraulikou, chladivo R32, hladina hluku 50-56 dBA, prevádzka do -25°C. Má certifikáciu Heat Pump Keymark. Ideálne sa hodí pre bivalentné vykurovacie systémy.

Séria BeeSmart

Inteligentná séria pre domy od 90-130 do 260-460 m² v závislosti od zateplenia. Zastúpená štyrmi modelmi od 9,2 do 18,5 kW s invertorovými kompresormi Mitsubishi Electric. Vyznačuje sa najvyššou účinnosťou: SCOP do 4,98, COP do 4,78, trieda energetickej účinnosti A+++. Vybavená 7-palcovým dotykovým displejom, funkciou ekvitermného riadenia, podporou dvoch vykurovacích okruhov, SmartGrid, Modbus, integráciou do systémov inteligentnej domácnosti, zabudovaným elektrickým ohrievačom 6 kW. Hladina hluku 52-61 dBA. Má certifikáciu Heat Pump Keymark. Ideálne pre monovalentné systémy s maximálnou automatizáciou.

Séria BeeThermic

Séria pre vysokoteplotné vykurovanie domov od 65-90 do 240-600 m². Zastúpená piatimi modelmi od 6,5 do 24 kW s kompresormi Panasonic EVI. Schopná pracovať pri teplote vykurovacej vody do 55-60°C. Ukazovatele COP od 4,3 do 4,9, SCOP od 4,47 do 4,58, trieda energetickej účinnosti A+++. Hladina hluku 50-58 dBA. Má certifikáciu Heat Pump Keymark. Ideálne sa hodí na modernizáciu starých vykurovacích systémov, veľké objekty a bivalentné systémy.

Typické chyby pri výbere tepelného čerpadla

1. Výber podľa plochy bez zohľadnenia zateplenia – tepelné straty rôznych domov rovnakej plochy sa môžu líšiť 3-4-násobne
2. Ignorovanie výšky stropu – pri výške nad 2,7 m je potrebné úmerne zvýšiť vypočítaný výkon
3. Podcenenie potrieb TÚV – pre domácnosti s vysokou spotrebou teplej vody je potrebná dodatočná výkonová rezerva
4. Príliš výkonné tepelné čerpadlo – vedie k častému cyklovaniu zapínania/vypínania, čo znižuje účinnosť a životnosť
5. Príliš slabé tepelné čerpadlo alebo voľba príliš vysokého bivalentného bodu – záložný zdroj pracuje často, úspora z použitia tepelného čerpadla klesá

Profesionálny výpočet tepelných strát: potreba expertného posúdenia

Profesionálny výpočet tepelných strát je povinnou etapou pri navrhovaní vykurovacieho systému s tepelným čerpadlom. Tento výpočet vykonávajú kvalifikovaní projektanti-inžinieri, ktorí zohľadňujú 7 kľúčových faktorov: rozmery domu, kvalitu tepelnej izolácie, charakteristiky zasklenia, vetrací systém, klimatické podmienky, špecifiká vykurovacieho systému a potreby v príprave teplej úžitkovej vody.

Výpočet sa vykonáva v súlade so stavebnými normami Slovenska, čo zaručuje presnosť a súlad s miestnymi podmienkami. Investícia do profesionálneho výpočtu sa rýchlo vráti vďaka správnemu výberu zariadenia a optimálnej prevádzke systému.

Ak máte profesionálne spracovaný projekt s výpočtom tepelných strát, manažéri Mycond vyberú optimálny model tepelného čerpadla pre váš dom v Bratislave, Košiciach, Prešove, Žiline, Nitre či Banskej Bystrici.

FAQ k výberu tepelného čerpadla

Koľko kW tepelného čerpadla je potrebných na 1 m²?

Na túto otázku neexistuje univerzálna odpoveď. Pre moderné zateplené domy je potreba 40-60 W/m², pre rekonštruované 70-100 W/m², pre staré domy bez zateplenia 120-180 W/m².

Je možné inštalovať tepelné čerpadlo v dome bez zateplenia?

Technicky áno, no ekonomicky to nie je účelné. Lepšie je najskôr vykonať energetickú modernizáciu domu, čo umožní inštalovať menej výkonné tepelné čerpadlo a výrazne znížiť prevádzkové náklady.

Jedno výkonné tepelné čerpadlo alebo dve menšie?

Pre domy s plochou nad 250 m² je často vhodnejšie nainštalovať kaskádu dvoch tepelných čerpadiel. Výhody: zálohovanie, flexibilita pri rôznom zaťažení, vyššia účinnosť. Nevýhody: vyššia cena, zložitejšie riadenie.

Ako klimatické podmienky ovplyvňujú výber tepelného čerpadla?

Klíma určuje výpočtovú teplotu najchladnejšieho päťdňového obdobia. Rozdiel medzi severnými a južnými regiónmi Slovenska môže viesť k rozdielu potrebného výkonu tepelného čerpadla o 20-30 %.

Je potrebná dodatočná výkonová rezerva pre TÚV?

Áno, na zabezpečenie komfortnej prípravy teplej úžitkovej vody sa odporúča pridať 20-30 % k vypočítanému výkonu. Alternatívou je použitie samostatného bojlera alebo zabudovaného elektrického ohrievača.

Čo robiť, ak tepelné čerpadlo nezabezpečuje dostatočný ohrev?

To znamená, že bivalentný bod je nastavený príliš vysoko a záložný zdroj tepla pracuje častejšie, než sa plánovalo. To vedie k zníženiu úspor z používania tepelného čerpadla.

Dá sa po inštalácii zvýšiť výkon tepelného čerpadla?

Je to náročné a drahé. Lepšie je hneď správne vypočítať výkon so zohľadnením všetkých faktorov a budúcich potrieb.

Ako získať optimálne riešenie pre váš dom?

Ak ste sa už rozhodli pre výber tepelného čerpadla na základe dostupných údajov o tepelných stratách, obráťte sa na manažéra Mycond na získanie detailnej ponuky a konzultácie o optimálnom modeli pre váš dom v Bratislave, Košiciach, Prešove, Žiline, Nitre či Banskej Bystrici.

Pre profesionálny prístup odporúčame objednať výpočet tepelných strát u kvalifikovaného projektanta – je to povinný krok pre presný výber tepelného čerpadla. Následne špecialisti Mycond pomôžu vybrať optimálne zariadenie, ktoré zabezpečí komfort a úsporu na mnoho rokov.