Výrobní a montážní firmy tepelných čerpadel jsou dnes na výsluní, mají na mnoho měsíců dopředu zaplněné kapacity. Tepelná čerpadla nacházejí své uplatnění v domácnostech, rodinných i bytových domech, různých provozovnách a úřadech. Ačkoli fungují jako zdroj levné a ekologické energie, zároveň jde o technicky složité zařízení vyžadující hlubší znalosti podrobností i širší povědomí okolností, za kterých efektivně pracují. Technologie tepelných čerpadel jsou nejenom technicky, ale i finančně a stavebně náročné, proto není od věci shrnout jejich klady, a naopak uvést situace, kdy nenaplňují vložená očekávání.

Princip fungování tepelného čerpadla vysvětlený polopaticky:

Zdroj: Youtube

Zdroje tepla

Možností, jak ušetřit náklady při stále vzrůstajících cenách energie, je mnoho, proto i u ekonomicky výhodného vytápění je nutné zohlednit velikost vstupních investic, náklady na provoz, pracnost spojenou s provozováním zdroje, návratnost, závislost na dalších zdrojích a okolnostech, spolehlivost, kompatibilitu s případnými dalšími systémy apod.

Ceny plynu a elektřiny se zvyšují, a navíc jsou nejisté. Finančně je v současnosti výhodné topení dřevem, ale i zde ceny vstupů poskočily během krátké doby v řádech desítek procent. Dále je třeba mít adekvátní skladovací místo, prostor pro kotelnu a spoustu sil na přípravu dřeva a přikládání.

Výhody větší automatizace a možností regulace přináší další zdroj ekologické energie – topení peletami, jejichž cenový růst je dnes již řadí mezi nezajímavé zdroje. Navíc ani zde se nedá obejít bez skladovacích prostor, složitých podávacích systémů či nutnosti ruční obsluhy. Efektivní získávání tepla pomocí solárních kolektorů a fotovoltaických panelů je hodně závislé na intenzitě slunečního záření a nejvyšší zisky jsou v dobách, kdy se netopí, naopak nejnižší nebo žádné v době topné sezony.

Není proto divu, že náš trh velmi rychle dobývají tepelná čerpadla nabízející řadu provozních i uživatelských výhod. Je ale třeba zdůraznit, že tomu není tak vždy a všude. Před přehnaným optimismem varuje například Česká komora autorizovaných inženýrů a techniků činných ve výstavbě (ČKAIT). Zájemci se podle zástupců inženýrské komory nechávají často přesvědčit o nepochybné ekonomické návratnosti investice a nevidí tepelné čerpadlo v kontextu celkového provozu nemovitosti. Třeba pro tepelné čerpadlo vzduch-vzduch je otázka výkonnosti a sezony, respektive kolísání teplot, velmi závažným faktorem, na nějž se musí brát ohled.

Princip fungování

Tepelná čerpadla využívají obnovitelné přírodní zdroje, které jsou obsažené v zemi, podzemí či v povrchové vodě – tzv. nízkopotenciální zdroje. Umějí z nich převádět energii potřebnou k vytápění rodinného domu a k ohřevu teplé vody. Tepelné čerpadlo principiálně pracuje jako chladnička, jejímž hnacím zařízením je kompresor poháněný elektromotorem. Skládá se ze čtyř základních částí – odpařovače, kompresoru, kondenzátoru a expanzního ventilu. V odpařovači se předává teplo z venkovního prostředí do teplonosné látky kolující v uzavřeném okruhu. V kompresoru je látka stlačena, čímž se zvýší její teplota, a tu následně předá pomocí kondenzátoru (nazývaného též druhý výparník) do ohřívané vody. Tím se teplonosná látka ochladí a průchodem přes expanzní ventil je připravená znovu přijímat teplo z okolního prostředí. Tento proces probíhá v uzavřeném prostředí a cyklicky se stále opakuje.

Topný faktor a výkon

Ke své práci tepelné čerpadlo potřebuje elektrickou energii dodávanou ze sítě. Ta pohání kompresor, v němž se stlačuje topné médium a zvyšuje se jeho teplota. Teplo odebírané z okolního prostředí tvoří zhruba 60–70 % výkonu čerpadla. Podíl dodávané elektrické energie na jeho provoz pak činí 30–40 %. Součtem těchto dvou veličin vzniká topný výkon čerpadla. Topný faktor (COP) je dán poměrem topného výkonu a elektrického příkonu. Možná to působí složitě, ale topný faktor je velmi důležitý, udává totiž, kolikrát více tepla systém vyprodukuje na dodanou jednotku elektrické energie.

Kdo ovšem chce srovnávat tepelná čerpadla podle topného faktoru, musí si uvědomit, že hodnoty faktorů vznikají za různých výchozích podmínek – je tedy nutné znát teploty vstupního a výstupního média. Topný faktor a tepelný výkon se mění podle teploty nízkopotenciálního zdroje a teploty ohřívané vody. Například při teplotě -15 °C bude pro vytápění domu potřeba voda o teplotě 50 °C. Při této teplotě činí topný faktor jen 1,6 a tepelný výkon pouhých 5,2 kW. Při venkovních +2 °C vystačí mít v otopné soustavě jen 35 °C, ale topný faktor se zvýší na 3,7 a výkon tepelného čerpadla na 8,3 kW.

Doporučujeme

Doporučujeme sledovat naše stránky. V neděli dáme další díl tohoto dlouhého a velmi zajímavého článku, který jste mohli najít v časopisu Dům & Zahrada 3/23.