Tepelné čerpadlo

Způsobů, jak můžete vytápět svůj dům, naleznete na trhu hned několik. Jednou z nejekonomičtějších a nejekologičtějších variant je využití tepelného čerpadla.

Princip jeho fungování je velmi jednoduchý. V podstatě se jedná o to, že se odebírá teplo z okolí, které je následně předáváno do místností, které se mají vytápět. Kromě vytápění obytných místností slouží tepelná čerpadla také k ohřevu užitkové vody nebo vody v otopné soustavě. Proto patří tepelná čerpadla k alternativním zdrojům energie. Nevýhodou tepelných čerpadel je ovšem jejich poněkud vyšší pořizovací cena.

Jak přesně tepelné čerpadlo funguje? Tepelné čerpadlo je tvořeno čtyřmi hlavními prvky, kterými jsou výparník, kompresor, kondenzátor a expanzní ventil. V tepelném čerpadle koluje chladivo, které z vody, vzduchu nebo ze země teplo. Zahřátím se pak odpaří chladivo, jehož páry jsou následně jímány a stlačeny pod vysokým tlakem v kompresoru. To vede ke zvýšení teploty par.

Zahřáté chladivo se pak přenáší do kondenzátoru. Během kondenzaci odevzdává chladivo získané teplo prostřednictví výměníku do vzduchu či vody, a to při nižší teplotě, než při které bylo odebráno z výparníku. Pak přichází na řadu expanzivní ventil, ve kterém dochází ke snížení tlaku chladiva na původní hodnotu a k jeho následnému ochlazení.

Instalace tepelného čerpadla

Vzhledem k tomu, že tepelná čerpadla jsou dodávána jako už hotové výrobky, nemusíte se bát nijak náročné instalace. Naopak. Protože při instalaci není potřeba stavba komínu ani nejsou zapotřebí žádné vrty, je montáž tepelného čerpadla poměrně jednoduchá a docela rychlá. Abyste měli jistotu, že instalace proběhne tak, jak má, svěřte se do péče odborné firmy, která má s instalací tepelných čerpadel zkušenosti.

V první řadě je nutné zajistit osazení venkovní jednotky na již připravený betonový základ. Poté následuje osazení vnitřní jednotky a bojleru. V dalším kroku se tyto dvě jednotky propojí, a to pomocí propojovacího potrubí. Následuje dopojení přívodů el. napájení a komunikačních kabelů. Následně se musí tepelné čerpadlo napojit na topný okruh a okruh teplé užitkové vody, neboli TUV. Pak už jen zbývá uvést čerpadlo do provozu.

Systémy tepelných čerpadel

V zásadě se rozlišuje několik systémů tepelných čerpadel rozdělených podle využívaného zdroje tepla.

Jednou z variant je systém vzduch/voda či vzduch/vzduch, kde jako zdroj tepla slouží venkovní vzduch. Teplo je pak následně předáváno buď teplovzdušnému systému vytápění nebo slouží k ohřevu vody. Nevýhodou ovšem je, že výkon tohoto systému velkou měrou ovlivňují klimatické podmínky daného prostředí. Čím nižší je tedy venkovní teplota, tím nižší je výkon tepelného čerpadla, a tudíž narůstají náklady na jeho provoz.

Systém země/voda, který bere teplo v hloubkových vrtech, je dalším z nabízených variant. U tohoto systému je v hloubce okolo 1 m položen zemní kolektor obsahující nemrznoucí kapalinu. K výhodám tohoto systému patří stabilní tepelné podmínky zdroje, které jsou neměnné za jakéhokoliv počasí, v jakémkoliv ročním období. Na druhou stranu musíte počítat s vyššími náklady na pořízení. Vysoké jsou také nároky na rozlohu pozemku, počítat musíte také se znehodnocením pozemku a ovlivněním vegetace.

V neposlední řadě existuje ještě systém voda/voda, u kterého, jak samotný název napovídá, se jako zdroj tepla využívá voda z vodních toků či nádrží nebo podzemní voda. V případě povrchové vody, je nutné na dno položit kolektor s proudící nemrznoucí teplonosnou látkou. Využitá voda, která již odevzdala teplo otopnému systému, je pak vypouštěna zpět do vodních toků. Nevýhodou ovšem je, že hrozí znečištění vody.

U podzemní vody je nutné zajistit její celoroční vydatný zdroj. Tato voda musí mít také vhodné složení. Odvádění vody z tepelného čerpadla zpátky do studny se řídí podle rozhodnutí místního vodohospodářského úřadu.

Kromě nutnosti mít stabilní a silný zdroj vody, je další nevýhodou tohoto systému také to, že venkovní část je náchylnější na poruchy a tudíž vyžaduje pravidelnou údržbu. Vysoké jsou také pořizovací náklady na zhotovení vrtů. K výhodám ovšem patří fakt, že získáte stabilní zdroj tepla, a to po celý rok.

Vysokoteplotní tepelná čerpadla

Tento typ tepelných čerpadel je vhodné použít při rekonstrukci starých domů, u kterých je potřeba zachovat původní rozvody topení. Jejich výhodou je, že je lze použít na všechny typy radiátorových topení i jako náhradu za vytápění tuhými palivy.

Unikátní je způsob fungování vysokoteplotních čerpadel. Ten totiž pracuje na základě 2 kompresorů, které jsou zapojeny v sérii za sebou. Díky tomuto uspořádání je toto čerpadlo schopno ohřát vodu až na 80°C.

Tento typ čerpadel je tvořen systémem dvojitého tepelného čerpadla, které získává tepelnou energii z venkovního vzduchu. Vyrobené teplo je pak využito na vytápění nebo k ohřevu teplé užitkové vody.

První z čerpadel se nachází ve venkovní jednotce. Jeho úkolem je sloužit získávat teplo z okolního vzduchu, které se pak přenese přes chladivo do vnitřní jednotky, ve které je umístěno druhé čerpadlo. To pak toto přenesené teplo přijme a pomocí chladiva opět jeho teplotu zvýší. Takto ohřátá voda dosahuje teploty až 80°C. Teplo se pak z chladiva přenáší do vodního okruhu.

Pro koho jsou vysokoteplotní tepelná čerpadla výhodná? Především pro majitele modernizovaných domů. Tento typ tepelných čerpadel lze totiž velmi snadno integrovat do stávajících radiátorů. Vysokoteplotní tepelná čerpadla jsou tedy vhodná pro vysokoteplotní otopné systémy.

S vysokoteplotním tepelným čerpadlem se vám podaří ušetřit i za energie. Pro jejich činnost můžete totiž využít bezplatné obnovitelné zdroje energie ze slunce a ze vzduchu. Za elektrické vytápění ušetříte i při nízkých venkovních teplotách. I při nich je vysokoteplotní čerpadlo schopno zajistit topnou vodu o teplotě 80°C, a to bez nutnosti použít dodatečné elektrické vytápění.

Nízkoteplotní tepelné čerpadlo

Do novostaveb nebo dobře zateplených domů se perfektně hodí nízkoteplotní tepelná čerpadla, která se využívají především pro nízkoteplotní otopné systémy, tedy pro podlahové topení nebo nízkoteplotní radiátory.

Nízkoteplotní tepelné čerpadlo přitom využijete nejen na vytápění a pro ohřev teplé užitkové vody, ale také na chlazení během horkých letních měsíců.

Pořízení nízkoteplotního tepelného čerpadla představuje velmi dobrou investici. Tento typ čerpadla vám totiž zajistí až 4/5 tepla zadarmo. Jeho používáním se vám navíc nejenže podaří snížit spotřebu energie, ale také množství emisí CO2.

Moderní technologie, velmi snadná údržba a využívání obnovitelné energie z venkovního vzduchu činí z nízkoteplotního tepelného čerpadla vysoce účinný systém. Svůj dům tak můžete vytápět až pětkrát efektivněji, než při použití tradičních topných systémů.

Elektrické a plynové vytápění

Elektrické a plynové vytápění patří dnes už ke klasickým způsobům, jak lze vyhřívat obytné prostory. Při výběru nejlepšího způsobu vytápění hrají hlavní roli komfort obsluhy, náročnost na údržbu, množství emisí, ale především cena za energie a cena za samotné topidlo. Obě tyto varianty mají své výhody i nevýhody.

Hybridní tepelná čerpadla

Pro hybridní tepelná čerpadla je typické, že spojují dva odlišné zdroje tepla, které spolu navzájem spolupracují. Podstata fungování hybridního čerpadla je založena na stejném principu, jako tepelná čerpadla s elektrokotlem. Rozdíl spočívá v tom, že jako druhý zdroj tepla se místo elektřiny používá topný olej nebo plyn.

Technicky lze toto řešení uplatnit dvěma způsoby. V prvním případě lze hybridní zdroj tepla získat díky propojení tepelného čerpadla se stávajícím plynovým kotlem. Druhou variantou je nainstalovat hybridní tepelné čerpadlo, u kterého je plynový kotel přímo integrován do tepelného čerpadla.

Hybridní tepelná čerpadla nachází uplatnění v případě, kdy je v objektu nainstalován plynový či olejový kotel. Díky tepelnému čerpadlu se následně mají snížit provozní náklady. Často bývají nainstalovány také v objektech, kde není dostatečně velký příkon potřebný k instalaci elektrického kotle.

Výhody a nevýhody hybridních tepelných čerpadel

K jasným výhodám tohoto typu tepelných čerpadel patří především schopnost snížit provozní náklady dotopového kotle. Výhodné je využít hybridní tepelné čerpadlo v horských oblastech, protože i při nízkých venkovních teplotách bude cenově výhodnější provoz plynového kotle než tepelného čerpadla typu vzduch/voda. Využití nalezne také v objektech, ve kterých není nízkoteplotní topný systém. V tomto případě pracuje tepelné čerpadlo společně s plynovým kotlem.

K nevýhodám hybridních tepelných čerpadel patří například to, že objekt musí být napojen jak na elektřinu, tak i na plyn. Nutné je tedy počítat s náklady na provoz hned dvou zdrojů energie, které je potřeba pravidelně kontrolovat. V případě, že se tepelné čerpadlo nasadí do vysokotopného systému, počítejte s horším topným faktorem a s nižšími dosaženými úsporami.

Geotermální tepelné čerpadlo

Významný zdroj tepla se nachází také v podzemní, konkrétně v hloubce větší jak 5 metrů. Tam se totiž neustále udržuje teplota okolo 10°C, a to jak v létě, tak i v zimě. Jedná se o bezplatný zdroj energie, díky kterému ušetříte nemalé náklady. Výhodou je, že toto teplo lze využívat nejen k vytápění, ale dokonce také pro ohřev teplé užitkové vody.

Toto teplo umí ze země dostat právě geotermální tepelné čerpadlo, které se k tomuto zdroji tepla dokáže dostat buď pomocí vertikálních vrtů nebo horizontálních kolektorů, které jsou umístěné jen asi 1 metr pod zemským povrchem. Jako teplonosná látka využívaná pro přívod tepla se používá nemrznoucí směs, jenž prochází výměníkem tepelného čerpadla. Teplo a teplá voda se pak v domě vytváří pomocí kompresorového cyklu.

Výhody geotermálního tepelného čerpadla

Využívání geotermální energie zažívá v posledních letech velký rozmach. K jednoznačným výhodám patří hlavně úspora energie a velmi tichý chod. K dalším výhodám patří vysoká energetická účinnost, snadná instalace a velmi jednoduché ovládání.

Ke snižování spotřeby energie dochází díky několika faktorům. Jedním z nich je například směs vody a nemrznoucího přípravku, která slouží jako teplonosné médium mezi tepelným čerpadlem a zemí. Snížit spotřebu energie je možné také díky pomocnému efektu invertorového kompresoru. Ten totiž snižuje využití elektrického topného tělesa. I s částečným zatížením dosahuje invertorový kompresor vysoké provozní účinnosti, takže pro 90% celkového výkonu vytápění není nutný plný výkon jednotky. Tím se spotřeba energie sníží na minimum, což znamená menší náklady.

Geotermální tepelné čerpadlo může při vytápění fungovat i bez využití elektrického topného tělesa, díky čemuž lze v domě použít slabší pojistky a tak lze následně snížit paušální platby dodavateli elektřiny.

Elektrické vytápění

Největší výhoda vytápění pomocí elektrické energie spočívá v tom, že elektřina je téměř všude dostupná a velmi snadno se dá rozvést do všech místností v domě. K dalším výhodám patří snadnost regulace výkonu a také to, že neprodukuje spaliny. Jedná se tedy o jeden z nejkomfortnějších způsobů vytápění.

Jeho nevýhodou ale je poměrně vysoká cena za elektřinu. Z toho důvodu se tedy doporučuje volit tento způsob vytápění u domů, ve kterých jsou malé tepelné ztráty.

Vytápění plynem

Jedním z nejčastějších způsobů topení je v současné době plynové vytápění. Za velké rozšíření plynofikace v dřívějších letech mohla především nízká cena plynu. Během posledních let ale dochází k jejímu pravidelnému zdražování. Výhodou tohoto způsobu vytápění je snadná regulace výkonu a nízká produkce emisí. V porovnání s elektrickým vytápění je také o něco levnější. Samozřejmě záleží na tom, koho si zvolíte za dodavatele (plynová síť je opravdu hodně rozšířená).

Mezi nevýhody topení zemním plynem patří konstrukčně náročnější topidla, také nutnost odvádět spaliny a především musíte zajistit bezpečnost při zhasnutí plamene.