Firmy, které se specializují na instalace tepelných čerpadel, mají plné ruce práce. Ve srovnání s předchozími roky hlásí mnohanásobný zájem a upozorňují na čekací lhůty v řádu několika měsíců. Důvod je zřejmý – domácnosti zkrátka hledají cesty, jak na vytápění či ohřevu vody dlouhodobě ušetřit. Také zvažujete pořízení tepelného čerpadla? Přečtěte si, jak funguje a jestli se vám investice vůbec vyplatí.
Z důvodu snadné instalace a nízké pořizovací ceny patří aktuálně tepelné čerpadlo vzduch-voda k nejrozšířenějším.
Co je to tepelné čerpadlo
Tepelné čerpadlo (TČ) je zařízení, které má za úkol přečerpat teplo z jednoho místa na druhé. V případě vytápění se stará o čerpání tepla z vnějšího prostředí (vzduchu, vody, země) do objektu. Ke svému provozu potřebuje elektrickou energii, ale přibližně 75 % dodané energie získává právě z okolního prostředí. Proto se řadí mezi ekologické zdroje s nízkou energetickou náročností.
Základní princip funkčnosti tepelných čerpadel
Na principu čerpání tepla funguje řada strojů a zařízení. Používáte chladničku, mrazák nebo klimatizaci? Pak máte malé TČ doma i vy! Kompresorové chladničky a mrazáky totiž využívají chladivo, které se cyklicky mění z kapalného skupenství na plynné. Při tomto procesu odebírají teplo z vnitřního prostoru a vyzařují ho přes zadní stranu chladničky či mrazáku do místnosti.
Tepelná čerpadla navržená pro vytápění či ohřev vody v domácnosti fungují stejně, jen proces probíhá obráceně. Teplo se čerpá z okolního prostředí (vzduchu, vody, nebo země) a předává se topné či užitkové vodě, případně vzduchu v interiéru. Tepelné čerpadlo tak využívá obnovitelný zdroj energie, protože se vzduch, voda či země přirozeně ohřívají působením slunečního záření či zemského jádra.
Pro přenos tepla sice TČ potřebuje vnější zdroje energie, a to elektřinu (pro provoz kompresoru, ventilátoru apod.), množství dodané energie z obnovitelných zdrojů je však násobně vyšší než množství energie spotřebované. Tepelné čerpadlo lze navíc napájet i elektřinou vyrobenou pomocí domácí fotovoltaické elektrárny, čímž se náklady na provoz výrazně sníží.
Vzduch, který tepelné čerpadlo vzduch-voda nasává ventilátorem skrz venkovní jednotku, ohřívá chladivo. Ohřátá voda se pak rozvádí po objektu pomocí podlahového topného systému či radiátorů.
Typy tepelných čerpadel a jejich vlastnosti
Všechna tepelná čerpadla pracují na stejném principu. Liší se však podle toho, jaký zdroj využívají a jakému teplosměnnému médiu energii předávají. Podle toho se rozdělují na následující tepelná čerpadla:
Vzduch-voda
Z důvodu snadné instalace a nízké pořizovací ceny patří aktuálně k nejrozšířenějším. Protože je však TČ závislé na teplotě okolního vzduchu, jeho efektivita se snižuje společně s klesající teplotou. Většina modelů dokáže efektivně pracovat do venkovní teploty -15 °C.
Vzduch, který tepelné čerpadlo nasává ventilátorem skrz venkovní jednotku, ohřívá chladivo. To se odpařuje a stlačuje, čímž se zvyšuje i jeho teplota. Médium pak začíná postupně chladnout – získanou energii uvolňuje a předává ji teplonosnému médiu, kterým je v tomto případě voda. Ohřátá voda se pak rozvádí po objektu pomocí podlahového topného systému či radiátorů.
Tento typ čerpadla lze využít jak k ohřevu topné, tak užitkové vody. U podlahového topení věnujte pozornost výběru vhodné podlahové krytiny. Při svépomocné realizaci plovoucí podlahy nepoužívejte materiály a typy izolací, které by neúměrně bránily prostupu tepla do místnosti.
Vzduch-vzduch
Fungují na stejném principu jako TČ vzduch-voda, teplonosným médiem na výstupu je však vzduch. Chladivo tak uvolněnou energii předává přímo vzduchu, který je vzduchotechnikou rozváděn do vnitřních prostorů.
Ve skutečnosti se jedná o standardní klimatizační jednotky, které jsou konstrukčně navrženy pro efektivní ohřev vzduchu, nikoliv chlazení. Většinu klimatizací můžete navíc využívat i k vytápění, jejich účinnost je však vzhledem k návrhu konstrukce a typu chladiva nižší. Tepelné čerpadlo vzduch-vzduch nelze využívat pro ohřev TUV.
Země-voda
Zdrojem tepla je v tomto případě země, a to buď zakopaný plošný kolektor, nebo svislý v hlubinném vrtu. Tento typ tepelných čerpadel je méně závislý na venkovní teplotě a vyniká až o třetinu nižšími náklady oproti čerpadlům vzduch-voda. Čerpadlo se navíc nepotýká s námrazou na výparníku, a tak šetří energii, kterou by jinak muselo vynaložit na její odtávání.
Tepelné čerpadlo země-voda vyžaduje vyšší vstupní investici do instalace a neobejde se bez zemních a výkopových prací. Životnost kolektoru je však minimálně 100 let. Montáž plošných kolektorů je vhodná u novostaveb s rozlehlou zahradou a je nutné s ní počítat už při plánování základové desky. Při dodatečné realizaci nebo u objektů s menší volnou plochou se přistupuje k hlubinnému vrtu, jehož zhotovení je nákladnější.
Voda-voda
V našich končinách nejméně využívaný typ tepelného čerpadla. Tepelná energie se získává z vodního zdroje (vodního toku, rybníku), případně podzemních vod (vrtu, studny). Voda se odčerpá do výměníku a po předání tepla se vrací zpět. Ve srovnání s TČ země-voda vychází levněji, vyžaduje však náročnější údržbu, úpravu vody a v případě využití povrchové vody i povolení od správce toku.
Tepelné čerpadlo země-voda vyžaduje vyšší vstupní investici do instalace a neobejde se bez zemních a výkopových prací.
Při výběru TČ se zaměřte na topný faktor
Ne všechny typy a modely tepelných čerpadel jsou stejně energeticky účinné. Proto je důležitým parametrem při výběru topný faktor, který udává poměr spotřeby elektřiny a vyrobeného tepla. Vyjadřuje se číslem – čím vyšší bude, tím více ušetříte. Například TČ s topným faktorem 3 dokáže vyprodukovat trojnásobné množství tepla, než kolik spotřebuje elektřiny na provoz.
Při srovnávání tepelných čerpadel narazíte na dva ukazatele – topný faktor (COP) a sezónní topný faktor (SCOP). Zatímco obecný topný faktor se měří v laboratorních podmínkách, ten sezónní zohledňuje průběh venkovních teplot v dané klimatické oblasti. Lépe tak vypovídá o ekonomice provozu konkrétního TČ. Efektivita tepelného čerpadla je ovlivněna mnoha faktory, ať už jde o cenu elektřiny, místní klimatické podmínky, nebo teplotu otopné vody. Díky SCOP si však uděláte alespoň obecnou představu o tom, kolik s daným TČ ušetříte a kolik energie na jeho provoz vydáte.
Příklad: Pokud tepelné čerpadlo se sezónním topným faktorem (SCOP) 4,1 vyrobí za rok 15 MWh tepla, bude jeho roční spotřeba elektřiny přibližně 3,7 MWh.
Pozor – ne vždy se investice do TČ vyplatí
Tepelné čerpadlo je úsporné a ekologické, jeho pořízení se však vyplatí zejména k domům s nízkou energetickou náročností. Pořízení má tedy význam v případě novostaveb (včetně zateplených dřevostaveb) a zateplených domů po rekonstrukci. Pokud budou úniky tepla velké, budete muset investovat do výkonnějšího TČ a počítat s vyššími provozními náklady.
V případě starých budov s neúměrně vysokými úniky tepla pořizovací a provozní náklady mohou dokonce překročit životnost zařízení. Pokud tak plánujete pořídit TČ ke staršímu domu, nejprve investujte do zateplení a dalších úsporných opatření.
Tepelná čerpadla jsou vhodným zdrojem tepla i v případě nízkoenergetických novostaveb a pasivních domů. Paradoxně u nich může být návratnost delší, protože spotřebují (a tedy ušetří) méně energie na vytápění. Vstupní investice do pořízení TČ pro pasivní domy jsou ale výrazně nižší – z důvodu nízké energetické náročnosti budovy si vystačí s méně výkonným (=levnějším) modelem TČ.
Před výměnou topného systému u starého domu proveďte úsporná opatření a co nejlépe dům zateplete např. izolačními deskami z minerální plsti.
Využijte dotaci. Ušetříte a zkrátíte tak dobu návratnosti
Chcete vyměnit neekologický kotel nebo neúsporné elektrické vytápění za tepelné čerpadlo? Využijte státní dotaci z programu Nová zelená úsporám. Ušetříte desítky tisíc korun a zkrátíte dobu návratnosti investic. Výše příspěvku závisí na typu TČ, které se rozhodnete pořídit:
- Tepelné čerpadlo vzduch-vzduch – 60 000 Kč
- Tepelné čerpadlo vzduch-voda nebo země-voda (bez přípravy TUV) – 80 000 Kč
- Tepelné čerpadlo vzduch-voda nebo země-voda (s přípravou TUV) – 100 000 Kč
- Tepelné čerpadlo vzduch-voda nebo země-voda (s přípravou TUV) a s připojením k fotovoltaice – 140 000 Kč
Než se rozhodnete pro investice do tepelného čerpadla, obraťte se na specialisty, kteří vám navrhnou nejvhodnější řešení s ohledem na energetickou náročnost budovy, aktuální spotřebu i dostupnost zdrojů. Před výměnou topného systému u starého domu proveďte úsporná opatření především tepelnou izolací domu. Navštivte některou z poboček stavebnin Izomat, kde pořídíte veškerý materiál a vybavení pro zateplení i další úsporná opatření a kde vám se vším odborně poradí.
Plánujete instalovat doma tepelné čerpadlo? V e-shopu Izomat nakoupíte výhodně materiál i nářadí.
Zdroj fotografií: Depositphotos, Izomat | Autor článku: Radek Brázdil