Zní to jako pohádka. Tepelné čerpadlo pracuje jen s minimální spotřebou vstupní energie, ani nevyžaduje nijak dramatickou údržbu. Odpadá s ním každoroční shánění, nákup a skladování paliva. Je tedy nepochybně velmi komfortní a čistý zdroj tepla pro vytápění budov a ohřev teplé užitkové vody.
Na druhou stranu tepelné čerpadlo sice topí s minimálními náklady, zato vyžaduje vysokou pořizovací investici, která může podle zvoleného typu čerpadla snadno přesáhnout i 300 tisíc. Díky cenám ostatních energií má však poměrně rychlou návratnost. U běžného rodinného domku se může roční úspora vyšplhat na dvacet i třicet tisíc korun, další možností úspor jsou státní dotace.
Stiebel Eltron WPL, systém vzduch/voda ve venkovním provedení, od 221 000 Kč bez DPH (Stiebel Eltron)
Jak čerpadlo pracuje
Tepelné čerpadlo funguje podobně jako chladnička. Hnacím zařízením je kompresor poháněný elektromotorem. Čerpadlo se skládá ze čtyř základních prvků: odpařovače, kompresoru, kondenzátoru a expanzního ventilu.
V odpařovači dochází k předání tepla z venkovního prostředí do teplonosného média, v kompresoru je toto médium stlačeno, tím se zahřívá. Takto vyrobené teplo se předává pomocí kondenzátoru do ohřívané vody. Tím se teplonosná látka ochladí a proces se neustále opakuje.
COP čili topný faktor
Efektivitu tepelného čerpadla udává topný faktor (COP – z anglického Coefficient of Performance), což je poměr získaného tepla a vstupní energie (elektřiny pro pohon kompresoru). Topný faktor tepelného čerpadla se pohybuje od 2 do 5, jeho hodnota v průběhu roku kolísá. Nejčastěji se hodnota topného faktoru pohybuje v intervalu 2 až 5, respektive 7.
Hodnota topného faktoru závisí na vstupní a výstupní teplotě, typu kompresoru a dalších okolnostech. Dodavatelé obvykle udávají topný faktor při různých teplotách vstupního a výstupního média. Většinou je tato hodnota pouze teoretická, reálný topný faktor bývá kvůli různým energetickým ztrátám nižší. Má-li tepelné čerpadlo například topný faktor 5, znamená to, že dokáže vyprodukovat pětkrát víc tepla, než kolik je třeba dodat elektrické energie pro jeho provoz.
Kompaktní tepelné čerpadlo Stiebel Eltron WPC, země/voda, od 182 000 Kč bez DPH (Stiebel Eltron)
Pozor na chyby
Studie odhadují, že až 70 procent osazených tepelných čerpadel je zvoleno chybně, což může uživatelům přinést značné zklamání. Chyba však není v čerpadlech, ale ve volbě systému.
Někteří projektanti mají kvůli nepřehlednosti trhu málo informací o čerpadlech a jsou zvyklí pouze na jeden typ od jednoho výrobce, který pak všem doporučují. Proto je dobré nechat si udělat víc nabídek a také navštívit domy, v nichž čerpadla již nějaký čas topí. Jedině srovnáním většího množství reálných informací se můžete dobrat pravdivého výsledku.
Teplo země
S rostoucí hloubkou pod zemským povrchem roste i teplota hornin (každých 30 m se zvýší o 1 °C). Například v hloubce 100 metrů je stabilní teplota okolo 10 °C. Teplo se z hlubin země obvykle odebírá pomocí hlubinného vrtu o průměru 13 až 22 cm, do něhož se zasune polyetylenová hadice s nemrznoucí směsí.
Tepelné čerpadlo o výkonu 10 kW vyžaduje vrt hloubky přibližně 140 m (horší variantu tvoří dva vrty hloubky 70 m). Tento způsob odběru tepla je nejčastější a dosahuje velmi dobrého a stálého topného faktoru (4–5). Vrt lze navíc využít i v létě jako zdroj chladu pro klimatizaci.
Vitocal 343-G 10 kW, regulace Vitotronic 200, 220 l, 189 730 Kč bez DPH (Viessmann)
Podzemní voda
Možným zdrojem termální energie je rovněž spodní voda. Ta se odčerpává ze zdrojové studny a po ochlazení se vrací zpět do země prostřednictvím vsakovací studny. Výhoda tohoto systému spočívá v tom, že tepelné čerpadlo zde dosahuje v průměru nejvyššího topného faktoru při nízkých nákladech.
Spodní voda má totiž během roku stálou a relativně vysokou teplotu (v hloubce nad 10 metrů dosahuje 8 až 10 °C). Aby systém fungoval, musí mít spodní voda dostatečnou vydatnost po celý rok. Podloží zároveň musí být schopné trvale přijímat ochlazenou vodu zpět.
Půdní vrstva
Plošný zemní kolektor se využívá často. Je to poměrně levný způsob jímání tepla, který využívá soustavu výměníků. Mají podobu polyetylenových trubek plněných nemrznoucí směsí, které se ukládají v okolí domu do hloubky 1,5 až 2 metry pod zemí.
Pro standardně velký rodinný dům (vytápěná plocha zhruba 200 m2) je zapotřebí 250 až 400 m2 trubek. Země ohřívá médium v trubkách o několik stupňů a čerpadlo tuto energii předá do systému podlahového topení, případně do radiátorů.
Během léta může tepelné čerpadlo dům i chladit. Správně a odborně navržený a instalovaný zemní kolektor nemá vliv na život rostlin vysázených v zahradě. Pouze sníh se na ochlazované půdě drží o něco déle, proto je k instalaci systému ideální slunný pozemek.
Jedno omezení tu však existuje: nad kolektorem nelze nic stavět ani sázet stromy. Instalace kolektoru také vyžaduje velkou plochu, protože trubky se ukládají ve vzdálenosti jednoho metru od sebe.
Venkovní vzduch
Z porovnání vynaložených nákladů na provoz tepelného čerpadla nejlépe vychází odběr tepla z venkovního vzduchu. Vnější jednotka čerpadla přitom může být venku, na zahradě, na terase, na střeše, ale také v domě ve sklepě, v garáži či v technické místnosti.
Instalace je velmi snadná a obejde se bez zemních prací. V místech s tuhými mrazy, když venkovní teplota klesne hluboko pod nulu, se snižuje také výkon tepelného čerpadla. V klimaticky mírnějším pásmu je však i během topné sezony víc dnů, kdy zůstává teplota nad nulou. Pak jsou celkové energetické úspory srovnatelné s tepelným čerpadlem zemním.
U některých typů může být obtěžující hluk ventilátoru: přes den nesmí přesahovat 50 dB, v noci 40 dB, což odpovídá hluku auta běžícího na volnoběh. Zde mohou dobře zafungovat různé bariéry z rostlin nebo dřevěné zástěny, které hluk pohltí.
Nebojte se čerpadel
Tepelná čerpadla se řadí mezi alternativní zdroje energie (nepatří mezi obnovitelné zdroje). Pracují tak, že odnímají teplo okolnímu prostředí (vodě, vzduchu nebo zemi), převádějí je na vyšší teplotní hladinu a následně využívají pro vytápění nebo ohřev teplé vody.
Tepelná čerpadla se v zahraničí využívají pro vytápění naprosto běžně již několik desítek let, rozhodně tedy nejsou přechodnou módní záležitostí.
DESATERO PRO VÝBĚR
1. Nechte si radit pouze od lidí, kteří tepelné čerpadlo doma mají, nebo s ním mají osobní zkušenost. 2. Tepelné čerpadlo nikdy nekupujte samostatně, ale zásadně jen jako komplet i s montáží, projektem a uvedením do provozu. 3. Dodávku tepelného čerpadla nikdy neobjednávejte u stavební firmy, ale sjednejte si ji přímo s montážní firmou. Jinak skončíte bez servisu a bez záruky. 4. Nabídky „nejlevnějších tepelných čerpadel na trhu“ ignorujte, protože nekvalitní zařízení vám zaručeně provětrá kapsu nejvíc. 5. Ověřte si přes třetí a nezávislé osoby slibované záruky a schopnost firmy dostát slíbeným závazkům. 6. Zkontrolujte si na internetu webové stránky dodavatele, dovozce nebo výrobce tepelného čerpadla. Ověřte si, zda se parametry a záruky nerozcházejí s údaji prodejce. 7. Zamyslete se také nad schopností firmy dostát i po letech svým závazkům a zárukám. 8. Oslovte více firem a zbytečně nespěchejte s podpisem smlouvy. 9. Udělejte si čas na prohlídku již instalovaných tepelných čerpadel. Zaměřte se hlavně na to, jak instalace vypadá po dlouhodobém provozu. Zeptejte se majitele na záruční servis. Také si vlastnoručně vyzkoušejte hlučnost a ovládání regulace. 10. Komunikuje s vámi regulace česky? Je návod na použití pečlivě a kvalitně vypracován? |
Země, voda, vzduch
Tepelná čerpadla se dělí na několik základních typů. Volba konkrétního systému závisí na místních podmínkách, rozloze pozemku, druhu podloží či na charakteru domu. Označení tepelného čerpadla jako vzduch/voda znamená, že tepelné čerpadlo odebírá teplo ze vzduchu a předává ho do topné vody.
Zdrojem tepla může být podloží (získává se hlubinnými zemními vrty), podzemní voda (vrty, studny), povrchová voda (z vodotečí, nádrží a rybníků), půdní vrstva (z plošných zemních kolektorů), venkovní vzduch či vnitřní vzduch (odváděný větracím systémem budovy).
Povrchová voda
Čerpání tepla z povrchové vody se příliš nevyužívá, ale teoreticky možné je. Nevýhodou povrchové vody je poměrně nízká teplota, navíc leckdy zamrzá a obvykle je znečištěná. Jako vodní zdroj zde přichází ke slovu rybník, vodoteč nebo vodní nádrž.
Na dno položíte plošný kolektor, nejčastěji v podobě polyetylenového potrubí. Kolektor vodě odebírá teplo prostřednictvím nemrznoucí směsi, případně vodu přivádí přímo k tepelnému čerpadlu a ochlazenou vrací zpět.
Více se dočtete v dvojčísle časopisu Bydlení č.12/1 2011.
