Ohrev vody teplom z klimatizácie

Čoraz väčšie letné horúčavy vyvolávajú rastúci záujem o klimatizácie do obytných aj pracovných priestorov, ktoré dokážu znížiť teplotu na komfortnú úroveň. „Vedľajším produktom“ je teplo, ktoré sa vo väčšine prípadov bez úžitku rozptýli vo vonkajšom prostredí. Niektoré pokročilé klimatizačné zariadenia však toto teplo vedia využiť na ohrev vody.

Podľa fyzikálnych zákonov teplo samovoľne prestupuje z objektu alebo pro­stredia s vyššou teplotou na objekt alebo do prostredia s nižšou teplotou. My však potrebujeme ochladiť miestnosť, teda z technického hľadiska prečerpať teplo z miestnosti do vonkajšieho priestoru s vyššou teplotou. Napríklad v lete potrebujeme udržiavať v miestnosti príjemných 23 °C napriek tomu, že vonkajšia teplota je 30, niekedy aj 40 °C. Klimatizácia bez ohľadu na konštrukčné riešenie funguje na podobnom princípe ako chladnička alebo tepelné čerpadlo. Je to tepelný stroj, ktorý umožňuje prenos tepla z chladnejšieho prostredia do teplejšieho a na to, aby mohol takto fungovať, mu musíme dodávať energiu zvonku. Opíšeme princíp fungovania pracovného cyklu a zároveň aj základné časti klimatizácie. Výparník odoberá teplo zo vzduchu v miestnosti, v ktorej chceme udržiavať nastavenú teplotu. Toto teplo vyparí chladivo čiže látku s nízkou teplotou varu. Kompresor poháňaný elektrinou, t. j. energiou zvonku, nasáva pary z výparníka, stláča ich, čím sa ohrejú približne na 70 °C, a vytláča ich do kondenzačnej jednotky. Pri kondenzácii sa uvoľní teplo, ktoré je vonku rozptýlené do vzduchu. Pretože objem vonkajšieho priestoru je prakticky nekonečný, vonkajšia teplota sa, samozrejme, nezvyšuje. Chladivo sa v kondenzačnej jednotke ochladí zhruba na 40 °C a následne prechádza cez škrtiaci ventil, kde sa prudko zníži tlak a zároveň aj teplota. Takto ochladené chladivo vstupuje do výparníka, kde odoberie teplo a cyklus sa opakuje.

Nástenná klimatizácia sa skladá z dvoch častí – vonkajšej a vnútornej jednotky, ktoré sú navzájom prepojené medenými rúrkami alebo hadičkami, cez ktoré cirkuluje chladivo, a takisto sú prepojené aj elektrickým káblom. Vnútorná jednotka je z technického hľadiska výparník. Odoberá z miestnosti teplo, ktoré sa použije na vyparovanie chladiacej zmesi. Tá je následne rúrkami prečerpaná do vonkajšej jednotky, kde skondenzuje a pritom odovzdá teplo do okolia. Keďže tieto klimatizácie sú rozdelené na dve časti, zvyknú sa označovať prívlastkom split. K jednej vonkajšej jednotke sa dá pripojiť viac vnútorných jednotiek umiestnených v rôznych miestnostiach. Takéto riešenie nazývame multisplit.

Zamerajme sa na zvýraznené vety. K dispozícii máme médium ohriate približne na 60 – 65 °C. V klasických klimatizačných jednotkách sa toto teplo vo výmenníku chladí vzduchom, pričom vzduch s teplotou 35 – 45 °C sa rozptyľuje do vonkajšieho prostredia. Teplý vzduch nemá priame využitie. Teplota výstupného vzduchu je síce vyššia ako okolitá, ale stále relatívne nízka na priame ohrevné využitie. Prenos tepla by bol pomalý a neefektívny. No médium v kondenzačnej jednotke má dostatočne vysokú teplotu na priamy ohrev teplej úžitkovej vody. Odtiaľ je už len krok k realizácii technického riešenia rekuperácie tepla odoberaného z klimatizovaných priestorov na ohrev vody v zásobníku. Zásobník je hybridný, okrem ohrevu odpadovým teplom z klimatizačných jednotiek má aj elektrické výhrevné teleso. Výstupná teplota vody zo zásobníka bez participácie elektrického ohrevu je 55 °C, čo je dostatočná teplota na väčšinu scenárov použitia. Citujeme z vyhlášky č. 240/2016 Z. z.: „Dodávateľ teplej úžitkovej vody zabezpečí teplotu teplej úžitkovej vody na odbernom mieste v takej výške, aby teplota teplej úžitkovej vody na výtoku u konečného spotrebiteľa dosiahla najmenej 45 °C a najviac 55 °C.“ Takže voda zo zásobníka ohriata odpadovým teplom z klimatizačných jednotiek tento parameter ustanovený vyhláškou s rezervou spĺňa. Elektrickým ohrevom možno dosiahnuť teplotu až 75 °C. Elektrický ohrev v zásobníku nie je primárne na to, aby sa voda ohriala na vyššiu teplotu, ale aby sa ohrievala aj v prípade, že klimatizácia produkuje menej tepla, napríklad počas chladnejších dní, prípadne ak je z nejakého dôvodu vyšší odber teplej úžitkovej vody, než teplo z klimatizácie stačí ohriať. Elektrický ohrev sa, samozrejme, uplatní aj v období, keď sa klimatizácia nezapína, čiže od neskorej jesene do skorej jari.

Chladiaci výkon sa primárne udáva v BTU (British Thermal Unit) za hodinu alebo vo wattoch. Angloamerická jednotka BTU sa rovná 1055 J, prípadne 1 BTU/h = 0,3 W. Veľmi zjednodušene platí, že na 10 m² podlahovej plochy bežnej miestnosti potrebujeme chladiaci výkon 1 kW. Do miestnosti s rozmermi 5 × 4 m potrebujete výkon približne 2 kW. Ak máte miestnosti s netypickou výškou, bude presnejší výpočet podľa objemu. Na 1 m³ objemu miestnosti potrebujete chladiaci výkon približne 50 W. Určite vás zaujíma energetická bilancia klimatizácie. Na ilustráciu, z elektrického príkonu 1 kW dokáže kvalitná klimatizácia poskytnúť chladiaci výkon 2,5 – 3,5 kW. Ak predpokladáme zásobník na teplú úžitkovú vodu s objemom 200 l pripojenú ku klimatizácii s tromi vnútornými jednotkami s príkonom 2,3 kW a tepelným výkonom 7,6 kW, voda v zásobníku sa zohreje na teplotu 55 °C za dve a pol až tri hodiny.

Či už ide o obytné priestory, kancelárske priestory, alebo technické priestory, ako je serverovňa, ktoré treba počas letných horúčav klimatizovať, je v nich vždy potrebná aj teplá úžitková voda. Využitím odpadového tepla z klimatizácie na ohrev vody sa dajú dosiahnuť veľké energetické úspory.

FOTO zdroj: SHUTTERSTOCK.COM

Rekuperácia tepla z multisplitu klimatizácií: Haier MULTI 3S 

Ide o multisplit zapojenie 1-3 klimatizačných jednotiek značky Haier, ktoré v režime chladenia produkujú teplo. To nie je ako pri bežnom multisplite vypúšťané do exteriérového prostredia, ale vďaka unikátnemu systému doskového výmenníka v akumulačnej nádobe na TÚV (100 l alebo 200 l) je premenené na ohrev úžitkovej vody. Toto riešenie je ideálne pre chaty, rodinné domy alebo firmy, kde v prípade že chladíte, môžete mať teplú vodu zadarmo. Pokiaľ nechladíte, systém sa správa ako tepelné čerpadlo. Cena celého riešenia od 4987 EUR s DPH - cena najnižšej zostavy: vonk. jednotka 3U55S2WR1FA  + 1 vnút. jednotka Revive plus 3,5kW + 1x zásobník TÚV 100 L s riadením systému. 
Zľava 10 % z celého riešenia platí do 30. 4. 2025.

Viac informácií získate na haier@gremi.com.