POROVNANIE + BÚRAME MÝTY: Kúriť Tepelným Čerpadlom alebo Kotlom?

Porovnanie kotlov a tepelných čerpadiel: Ktorá technológia je odolnejšia a výhodnejšia?

V súčasnej dobe, keď sa kladie čoraz väčší dôraz na energetickú efektívnosť a ekologické riešenia, mnoho ľudí čelí rozhodovaniu medzi tradičnými kotlami na fosílne palivá a modernejšími technológiami, akými sú aj tepelné čerpadlá. Aj keď oba systémy slúžia na vykurovanie domácností, ich princípy fungovania a dlhodobá životnosť sa značne líšia. V tomto článku sa zameriame na kľúčové rozdiely medzi kotlami a tepelnými čerpadlami, pričom dôraz kladieme na faktory ako životnosť, údržba a prevádzková efektívnosť.

Kotly a ich najväčšie slabiny

Kotly, ktoré spaľujú fosílne palivá ako plyn, uhlie či drevo, pracujú na princípe horenia, pri ktorom sa generuje vysoké množstvo tepla. Tento proces však so sebou prináša niekoľko závažných technických problémov, ktoré majú negatívny vplyv na životnosť a efektívnosť zariadenia.

1. Vysoké teploty a prepaľovanie výmenníkov – najväčší problém

Jednou z najväčších slabín kotlov je skutočnosť, že vo vnútri zariadenia dlhodobo horí plameň, ktorý generuje teploty často prekračujúce niekoľko stoviek stupňov Celzia. Takéto vysoké teploty prirodzene a neodvratne spôsobujú rýchle opotrebovanie materiálov, hlavne výmenníkov tepla, ktoré sú zodpovedné za prenos tepla do vykurovacieho systému. Prepaľovanie výmenníkov je častým problémom najmä pri nesprávnom používaní kotlov alebo pri nedostatočnej údržbe. Opakované vystavenie vysokým teplotám totiž spôsobuje deformáciu kovových častí, ktoré postupne strácajú svoju účinnosť a pevnosť. Nie je tiež tajomstvom, že výmenníky tepla a spaľovacie komory kotlov sú konštruované z materiálov ktoré tvoria rôzne zliatiny, používajú sa hliníkové, medené, mosadzné aj nerezové komponenty z týchto zliatin. Zliatiny však majú jednu zásadnú nevýhodu, ich vlastnosti a odolnosť značne ovplyvňuje ich zloženie. Vystavením zliatin plameňu sa často niektoré zložky z týchto zliatin spália a od toho momentu už daný komponent nemá pôvodné vlastnosti, kvalitu ani odolnosť. Typickým príkladom je nerez a tiež hliník oba najčastejšie materiály v plynových kotloch.

Pomôžeme si informáciami zo stránky výrobcu hliníka: zdroj: Kaixin aluminium – korózia hliníka

Druhy korózie hliníka

• Korózia korózie – Korózia bodkovania, známa tiež ako bodová korózia, je veľmi lokálna forma korózie, ktorá vytvára kovový bod, bodku a dieru. Hliník môže byť vsadený do atmosféry, sladkej vody alebo do neutrálneho vodného roztoku. Ťažká jamka môže tiež viesť k perforácii, ale jamka sa môže nakoniec zastaviť a množstvo korózie zostáva na hranici. Je to jedinečná forma reakcie anodizácie, korózia dierovania je autokatalytický proces.
• Galvanická korózia – Galvanická korózia je tiež charakteristickou koróznou formou hliníka. Hliník má veľmi negatívny potenciál. Keď sa hliník dostane do styku s inými kovmi, je vždy na anóde, aby urýchlil svoju koróziu. Galvanická korózia sa tiež nazýva bimetalická korózia. Závažnosť korózie je určená relatívnou polohou dvoch sekvencií kovového potenciálu.
• Štrková korózia – Štrbinová korózia je spôsobená účinkom rôznych nafukovacích batérií, čo vedie k akcelerácii korózie v medzere, ale mimo medzery neexistuje žiadny účinok. Korózia štrbiny nesúvisí s typom zliatiny a dokonca aj veľmi zliatiny odolné voči korózii spôsobia koróziu štrbin. V posledných rokoch sa ďalej skúmal mechanizmus štrbinovej korózie. Kyslé prostredie v hornej časti štrbiny je hnacou silou korózie.
• Medzikryštalická korózia
  Interkryštalická korózia sa vzťahuje na intergranulárnu koróziu čistého hliníka, ktorá sa nerozvíja. Dôvod medzikryštalickej korózie súvisí s nesprávnym tepelným spracovaním, zliatinové prvky alebo intermetalické zlúčeniny sa vyzrážajú pozdĺž hranice zŕn. Je to anóda, ktorá tvorí koróznu bunku a spôsobuje zrýchlenie medzikryštalickej korózie.
• Filiformná korózia – Filiformná korózia je typom subfilmovej korózie, ktorá sa vyvíja pod filmom vo forme červovitého tvaru. Tento typ filmu môže vytvárať film náteru alebo iné vrstvy, ktoré sa všeobecne nevyskytujú pod eloxovaným filmom.

Druhy korózie nerezovej ocele – Medzi hlavné druhy korózie nerezovej ocele patria:

• Zrnitá (Interkryštalická) korózia – Trápia hlavne nerezové ocele po tepelnom spracovaní. Na hraniciach zŕn vzniknú oblasti s chrómovými karbidmi, ktoré ochudobňujú oceľ o životne dôležitý chróm a tým narúšajú pasívnu vrstvu. Zrná v postihnutých hraničných oblastiach stráca svoju súdržnosť a oceľ môže mäknúť bez toho, aby obyčajné oko postrehlo akúkoľvek zmenu. Je to najčastejšia korózia kotlov z nereze.
• Bodová korózia – Keď už dôjde k narušeniu pasívnej vrstvy, obvykle nastane len na menších plochách (napríklad kde sa koncentruje zrazená soľ, viac informácií nižšie). V dôsledku týchto lokálnych narušení vznikajú hrdzavé „bodíky” (bodky, ak chcete) a od nich sa odvíja aj názov korózie.
• Štrbinová korózia – Princíp je rovnaký ako pri bodovej korózii, ale môže napadnúť väčšie oblasti. Ku štrbinovej korózii sú náchylné kapiláry a spoje (všeobecne – čím je štrbina uzavretejšia a hlbšia, tým väčšia môže tento druh korózie napáchať škody). Dôležitým činiteľom je tiež obvykle menšia dostupnosť kyslíka, ktorá hrá kľúčovú úlohu v „samoopravnej” funkcii pasívnej vrstvy.
• zdroj: https://www.fasteners-cz.cz

2. Krátka životnosť kotlov

Z dôvodu neustáleho vystavenia extrémnym teplotám dochádza k rýchlemu opotrebovaniu vnútra kotla, čo vedie k častejším opravám alebo dokonca k potrebe jeho predčasnej výmeny. Pri nesprávnom nastavení alebo používaní môže byť životnosť kotlov výrazne nižšia, čo zvyšuje náklady na údržbu a opravy. Stalo sa už akýmsi štandardom, že ľudia s obľubou porovnávajú „lacné kotle“ a „drahé tepelné čerpadlá“, pričom pri „lacných kotloch“ zdôrazňujú nízku cenu a pri „drahých tepelných čerpadlách“ zas ich vysokú cenu. Naopak akosi sa opomína, že „lacné kotly“ za „1.000 Eur“ často vydržia len nejakých 7 rokov a podobne a potom nasleduje problém za problémom, alebo výmena za nový. Rovnako sa opomína, že „drahé tepelné čerpadlá“ za „10.000 Eur“ alebo za „20.000 Eur“ vydržia bez väčších problémov 15 až 20 rokov, ale nezriedka sa ich životnosť blíži k 30 rokom. Popritom je samozrejme ich prevádzka výrazne úspornejšia. Ak chcete kotol ktorý vydrží približne toľko ako tepelné čerpadlo, pripravte sa na sumu o tisícky Eur vyššiu ako pri „lacnom kotly“ za „1.000 Eur“ a zrazu zistíte, že tepelné čerpadlá ani nie sú také drahé.

Tepelné čerpadlá: Odolnosť a efektivita bez spaľovania

Na druhej strane, tepelné čerpadlá predstavujú moderné riešenie, ktoré pri vykurovaní nevyužíva spaľovanie a tým pádom sa vyhýba mnohým problémom spojeným s kotlami.

1. Nižšie prevádzkové teploty a menšie opotrebovanie

Hlavným rozdielom medzi tepelnými čerpadlami a kotlami je spôsob generovania tepla. Kým kotly pracujú s teplotami plameňa vo spaľovacej komore často vyššími ako 500 °C ktoré sú hrozbou pre všetky materiály v nich použité, tepelné čerpadlá pracujú len s desiatkami stupňov, zásadne však pod 100˚C čo je teplota doslova neškodné pre konštrukčné materiály tepelných čerpadiel. To znamená, že v tepelných čerpadlách nedochádza k extrémnym teplotným rozdielom, ktoré by mohli spôsobiť opotrebovanie komponentov. **Nízke teploty** v tepelných čerpadlách znižujú riziko poškodenia materiálov a predlžujú ich životnosť.

2. Bez spaľovania a emisií

Tepelné čerpadlá neprodukujú žiadne emisie skleníkových plynov, keďže na generovanie tepla využívajú energiu z prírodných zdrojov, ako sú vzduch, voda alebo zem. Spaľovanie palív neohrozuje len kotly, ale aj spalinové systémy – komíny.

3. Vysoká efektivita aj pri nízkych teplotách

Moderné tepelné čerpadlá, najmä nízkoteplotné modely, dosahujú vysokú účinnosť aj pri nízkych vonkajších teplotách. Na rozdiel od kotlov, ktoré potrebujú spaľovať veľké množstvo paliva na generovanie tepla, tepelné čerpadlá využívajú prírodné teplo a dokážu ho efektívne previesť do vykurovacieho systému.

4. Jednoduchá údržba a dlhá životnosť

Vzhľadom na to, že tepelné čerpadlá nemajú žiadne komponenty vystavené vysokým teplotám alebo plameňu, sú oveľa menej náročné na údržbu. Životnosť tepelných čerpadiel je zvyčajne výrazne vyššia ako u tradičných kotlov, čo znamená nižšie dlhodobé náklady na prevádzku a údržbu.

Ďalšie výhody tepelných čerpadiel oproti kotlom

– Nízke prevádzkové náklady – Tepelné čerpadlá sú energeticky úsporné, pričom môžu dosiahnuť efektivitu až 400 %. To znamená, že za každú jednotku energie spotrebovanú na prevádzku čerpadla získate 4 jednotky tepla.
– Viacúčelovosť – Okrem vykurovania môžu tepelné čerpadlá poskytovať aj chladenie v letných mesiacoch, čo z nich robí univerzálne riešenie pre celoročný komfort.
– Ekologická udržateľnosť – Keďže tepelné čerpadlá nevytvárajú žiadne škodlivé emisie, ich používanie prispieva k znižovaniu ekologickej stopy domácností a podporuje udržateľný životný štýl.

Nevýhody kotlov

– Vysoká spotreba paliva – Kotly na fosílne palivá sú energeticky náročné a vyžadujú pravidelné zásobovanie palivom.
– Komplikovaná inštalácia a údržba – V porovnaní s tepelnými čerpadlami je inštalácia kotlov zložitejšia a údržba náročnejšia, hlavne kvôli spaľovacím procesom ktoré vyžadujú aj riešenia odvodu spalín – komíny a opotrebovaniu výmenníkov. Komíny samostatne si vyžadujú zo zákona povinné kontroly raz ročne ktoré len samotné stoja asi plovicu nákladov na kontrolu tepelného čerpadla ktorá nie je povinná zo zákona. Podobne je to aj s kotlami na plyn.

Pri porovnaní kotlov a tepelných čerpadiel vychádza zreteľný rozdiel, ktorý má zásadný vplyv na životnosť a celkovú efektivitu vykurovacích systémov. Kým kotly spaľujú fosílne palivá (plyn, uhlie, drevo), dochádza v ich vnútri k neustálemu horeniu plameňa. Tento proces prináša viacero problémov, ktoré negatívne ovplyvňujú životnosť kotlov. Jedným z najväčších nedostatkov je prepaľovanie výmenníkov, ktoré sú vystavené vysokým teplotám (stovky °C). Tieto teploty spôsobujú postupnú degradáciu materiálov, čo vedie k častej potrebe opráv a skracuje životnosť kotla. Pri nesprávnom použití či nedostatočnej údržbe sa životnosť ešte viac skracuje.

Ďalším významným problémom je nevyhnutnosť komína. Komín nielenže vyžaduje pravidelnú údržbu, ale pri nesprávnej inštalácii či zanedbaní starostlivosti môže dôjsť k dechtovaniu, čo predstavuje tvorbu nebezpečného nánosu v komíne. Tento decht môže znížiť efektivitu kotla a spôsobiť riziko požiaru. Okrem toho sa v spaľovacej komore kotla často objavuje prehrdzavenie, najmä v dôsledku kondenzácie a pôsobenia agresívnych látok vznikajúcich pri spaľovaní.

Na druhej strane, tepelné čerpadlá, najmä nízkoteplotné, vykurujú pri omnoho nižších teplotách (desiatky °C) a nevyužívajú pri vykurovaní plameň, čo im poskytuje podstatne dlhšiu životnosť a odolnosť voči opotrebovaniu. Práve absencia procesu spaľovania eliminuje problémy spojené s prehrdzavením či opotrebovaním výmenníka. Keďže pracujú na princípe získavania tepla z vonkajšieho prostredia a jeho prenosu do interiéru, nepotrebujú ani komín, čím sa zjednodušuje údržba a eliminujú sa riziká spojené s komínovými systémami.

Tepelné čerpadlá majú tiež ďalšie výhody, ktoré sa pri kotloch nedajú dosiahnuť. Ide najmä o nižšiu spotrebu energie, ekologickejšie riešenie, vyššiu bezpečnosť, a v neposlednom rade o tichšiu prevádzku. Vďaka dotáciám, ako je napríklad program Zelená domácnostiam, je inštalácia tepelného čerpadla ešte výhodnejšia a cenovo dostupnejšia. Kvalitné tepelné čerpadlá poskytujú dlhú životnosť, vysokú efektivitu a veľmi nízke náklady na prevádzku v porovnaní s kotlami na fosílne palivá, čo z nich robí ideálnu voľbu pre moderné domácnosti.

Náš záver

Ak hľadáte riešenie, ktoré je ekologicky šetrné, ekonomicky výhodné a zároveň odolné voči opotrebovaniu, tepelné čerpadlá sú jasnou voľbou. V súčasnosti existuje už množstvo výhodnejších riešení vykurovania aj ohrevu teplej úžitkovej vody alebo aj chladenia tepelným čerpadlom ako (okrem chladenia) využitia kotlov na tieto úlohy, treba len vedieť správne hľadať a nájsť. Ak si s týmto problémom neviete poradiť, kontaktujte nás a pokúsime sa Vám pomôcť. Na rozdiel od kotlov, ktoré sú závislé na spaľovaní a podliehajú rýchlemu opotrebovaniu, tepelné čerpadlá ponúkajú vysokú efektivitu, dlhú životnosť a minimálne prevádzkové náklady. V súčasnosti je dôležité investovať do riešení, ktoré nielen znižujú náklady na energie, ale aj prispievajú k ochrane životného prostredia.