Tepelná čerpadla k vytápění i ohřevu vody
Tepelné čerpadlo je technické zařízení sloužící jako moderní a energeticky úsporný zdroj tepla používaný zejména pro vytápění. Nejčastějším argumentem pro pořízení tepelného čerpadla jsou jeho nízké provozní náklady. Vyváží však tyto úspory vyšší pořizovací cenu oproti standardním zdrojům tepla? Jaké typy tepelných čerpadel existují a jak vlastně fungují?
Tepelné čerpadlo slouží stále častěji jako zdroj tepla pro vytápění rodinných domů, dokáže však zajistit i ohřev teplé vody a v létě slouží zároveň jako velmi účinná a úsporná klimatizace. Způsob fungování tepelného čerpadla je řízen podobným principem, jaký známe u běžných domácích chladniček s tím rozdílem, že se jedná o obrácený proces. Chladnička ochlazuje svůj vnitřní prostor a odebrané teplo předává jako vedlejší produkt do místnosti, ve které je umístěna. U tepelného čerpadla je tomu podobně, avšak cílem tohoto zařízení je odebrat teplo z venkovního prostředí a toto teplo pak následně předat do topného systému obytného prostoru.
Tepelným čerpadlem je u nás vybavena přibližně každá desátá novostavba. Tepelné čerpadlo lze však v některých případech zabudovat i do stávající topné soustavy při rekonstrukcích a modernizacích rodinných domů. Aby však byl splněn požadavek funkčnosti a ekonomické návratnosti tohoto zařízení, je třeba splnit několik podmínek.
Pro koho je tepelné čerpadlo vhodné?
V první řadě je nutné brát v úvahu kvalitu tepelné izolace stavby. Aby se tepelné čerpadlo vyplatilo, je potřebné, aby se tepelná ztráta domu blížila výkonu čerpadla. Pokud by tyto hodnoty byly shodné, čerpadlo by mělo být schopno plnohodnotně vytopit celý dům. Z finančních i technických důvodů však bývá výkon tepelného čerpadla dimenzován k pokrytí 70 až 85 % celkové potřeby tepla v objektu. Zbývající teplo je pak do systému dodáváno jiným zdrojem např. elektrickým kotlem, jehož spotřeba je však nízká.
Pro svoje efektivní fungování si však tepelná čerpadla kladou nároky i na technické parametry topné soustavy. Zejména by se v tomto ohledu mělo jednat o nízkoteplotní systém, který se nejlépe realizuje formou celoplošného podlahového vytápění, na jehož provoz dostačuje nižší teplota obíhajícího topného média. Důležitou součástí takové topné soustavy je pak kvalitní regulace, díky které je možné při provozu tepelného čerpadla ještě více ušetřit. Další specifické požadavky se pak vztahují již ke konkrétním typům tepelných čerpadel.
Topný faktor určuje účinnost tepelného čerpadla
Topný faktor je jedním z významných technických parametrů tepelného čerpadla a představuje poměr mezi teplem, které čerpadlo dokáže vyrobit a elektrickou energií, kterou k tomuto účelu spotřebovává. Standardně se topný faktor pohybuje nejčastěji mezi hodnotami 2 až 5. Pokud tedy čerpadlo dosahuje např. topného faktoru 3, znamená to, že dokáže vyprodukovat trojnásobně více tepla, než kolik je třeba elektrické energie pro jeho provoz.
Vyšší topný faktor znamená vyšší účinnost a levnější provoz. Při výběru tepelného čerpadla je však vždy nutné věnovat pozornost konkrétním podmínkám, pro které je udávaný topný faktor platný. Laicky řečeno, čím nižší je teplota venkovního prostředí, tím více energie čerpadlo ke svému chodu potřebuje a tudíž i jeho topný faktor se snižuje.
Typy tepelných čerpadel
Na základě technologických variant tepelných čerpadel máme na výběr hned několik typů, v jejichž označení se objevují termíny vzduch, voda nebo země oddělené lomítkem či pomlčkou. Je dobré vědět, že slovo před lomítkem vyjadřuje, odkud dané čerpadlo odebírá energii. Druhý výraz se pak vztahuje ke způsobu, jakým se teplo následně dostává do objektu. Konkrétně se pak v praxi setkáváme s těmito typy tepelných čerpadel: země/voda, vzduch/voda, voda/voda a vzduch/vzduch.
Základem dlouhé životnosti tepelného čerpadla je použití kvalitních komponentů.
- Tepelné čerpadlo typu země/voda čerpá teplo ze země, a to prostřednictvím geotermálních vrtů nebo plošného kolektoru umístěného pod povrchem země.
- Tepelné čerpadlo typu vzduch/voda se vyznačuje snadnou instalací a univerzálností. Teplo je čerpáno z okolního vzduchu, což umožňuje realizaci prakticky v jakýchkoli podmínkách.
- Tepelné čerpadlo voda/voda dosahuje obvykle velmi vysokého topného faktoru, pro své využití však vyžaduje velmi specifické podmínky. Teplo je v tomto případě odebíráno z vody.
- Tepelné čerpadlo vzduch/vzduch odebírá teplo z okolního vzduchu a toto teplo pak předává do vzduchu uvnitř objektu.
Tepelné čerpadlo země/voda s plošným zemním kolektorem bylo ještě před několika lety nejčastěji instalovaným typem. Technologický pokrok v oblasti tepelných čerpadel vzduch/voda však vedl k výraznému zlepšení parametrů těchto zařízení, jejichž obliba stále stoupá.
Tepelná čerpadla šetří peníze i přírodu
Tepelné čerpadlo sice potřebuje ke svému chodu přívod elektrické energie, náklady na jeho provoz jsou však v porovnání s jinými běžnými zdroji tepla více než poloviční. Tepelná čerpadla jsou také šetrná k přírodě vzhledem k tomu, že částečně využívají obnovitelných zdrojů energie, čímž se podílí na snižování produkce skleníkových plynů i dalších zplodin.
Investice do tepelného čerpadla se vrátí za několik let.
Pořízení tepelného čerpadla vyžaduje poměrně vysokou vstupní investici, která se pohybuje přibližně od 200 tisíc Kč v případě tepelného čerpadla vzduch/voda až po 400 tisíc Kč za tepelné čerpadlo země/voda se zemními vrty. Cena však závisí nejen na typu čerpadla, ale také na jeho výkonu a na rozsahu nutných montážních opatření. Úspora při jeho provozu je však natolik výrazná, že se pořizovací náklady čerpadla svému majiteli vrátí za 6 až 8 let. Vzhledem k předpokládané životnosti minimálně 20 let stojí pořízení tepelného čerpadla zcela jistě za zvážení.