1. Proč zrovna tepelné čerpadlo?
Bezúdržbový chod, nízké provozní náklady, pohodlná obsluha a ohleduplnost k životnímu prostředí… To jsou hlavní přednosti tepelného čerpadla, které představuje stále oblíbenější alternativu k tradičnímu vytápění uhlím, dřevem, elektřinou nebo plynem. „Ve srovnání s vytápěním plynem nebo elektřinou je tepelné čerpadlo dlouhodobě ekonomicky úspornější řešení. Oproti kotlům na tuhá paliva je zase ekologičtější a jeho obsluha nevyžaduje prakticky žádnou práci. Majitelé domu vytápěného tepelným čerpadlem mají rovněž zpravidla nárok na nižší sazbu za elektřinu. Jeho koupi navíc podporuje i stát, na pořízení tepelného čerpadla lze stále ještě získat i dotace,“ vyjmenovává Jakub Tykal, marketingový ředitel společnosti ACOND, předního českého výrobce tepelných čerpadel.
Dalším zásadním faktorem je to, že cena tepelných čerpadel poslední roky nijak zásadně neroste, naopak ceny stavebních materiálů letí vzhůru rychlostí, ze které se motá hlava a stahuje žaludek. Jestliže před pár lety pořízení tepelného čerpadla představovalo pořádný zásah do rozpočtu, dnes je procento vztažené k nákladům za celou stavbu daleko menší a rázem dává větší význam. Připočtěme si velmi nízkou spotřebu, dnes již velmi dobrou návratnost a rázem tu máme důvod, proč si tepelné čerpadlo (dále TČ ) pořídit.
2. Princip
Princip tepelného čerpadla je vlastně stejný, jako u lednice, jen využitelný výstup je obrácený. V lednici chceme, aby uvnitř bylo chladno, a tak využíváme fyzikální jev zvaný výparné teplo tak, abychom toho docílili. Tepelné čerpadlo má obrácený princip. Odebíráme teplo z okolí, abychom ho pomocí výše uvedeného jevu zvýšili a využili na topení. Ještě jednodušeji pro naprosté laiky: lednice při chlazení v zádech hřeje. Pokud vložíme hrnec s vařící vodou do lednice, energie se podle termodynamického zákona přesouvá z teplejšího (hrnce) na chladnější těleso (chladicí okruh lednice), čímž začne lednice topit v zádech ještě víc, až se z toho kompresor porouchá. Ale dejte výkonnější kompresor, nasaďte vrtuli na výparník, abyste zvýšili účinnost, a máte vlastně tepelné čerpadlo. Jak je možné, že třeba při -20 °C dokáže tepelné čerpadlo topit? Jednoduše. Chladivo, které je v něm, musí být ještě chladnější, tedy třeba -25 °C. Nejnižší teplota, při které může tepelné čerpadlo pracovat, je tak jedním z velmi důležitých faktorů při výběru a plánování otopné soustavy. Oněch -25 °C venkovní teploty je vlastně limit účinnosti a pod touto teplotou okolí už je zapotřebí využívat jiný zdroj tepla pro domácnost – kamna, elektrokotel, plynový kotel. Samozřejmě výše uvedené také nahrává TČ, používajícímu jako zdroj pro energii odebíranou přírodě zem či vodu, které mají teplotu stálou a dodané teplo do okruhu je vyšší než u přísunu tepla ze vzduchu. Ale vhodným naladěním a technologickým pokrokem už dnes i tepelná čerpadla typu vzduch-voda nebo dokonce vzduch-vzduch srovnávají nedostatky.
3. Důležité parametry
Samozřejmě tepelné čerpadlo nefunguje jako perpetuum mobile, určitou energii (elektrickou) mu musíme pro fungování dodat, především pro pohon kompresoru, nicméně poměr mezi vloženou a získanou energií je velmi zajímavý – u tepelných čerpadel mluvíme o takzvaném topném faktoru COP. Jde o bezrozměrný parametr, který udává, kolikrát více tepla bylo do domu dodáno, než kolik bylo odebráno elektřiny z elektrické sítě. „COP 2,5 například znamená, že z 1 kW dodané elektrické energie vyrobí tepelné čerpadlo 2,5 kW tepla,“ vysvětluje Radek Vanduch, hlavní technik společnosti Panasonic Heating & Cooling. COP popisuje účinnost čerpadla tak zvaně v jednom bodě, pokud chceme znát průměrný topný faktor za celou sezonu, sledujeme parametr SCOP, tedy sezonní topný faktor. Z uvedeného je zřejmé, že účinnost TČ záleží na klimatických podmínkách. Tepelná čerpadla vzduch/vzduch jsou efektivnější při vyšší teplotě venkovního vzduchu, a proto se lépe uplatní v teplejším klimatu. Česká republika leží ve studeném klimatickém pásu, kde vykazují lepší výsledky systémy země/voda nebo voda/voda. Zvláště ve všech chladnějších oblastech (horských a podhorských) bude čerpadlo země/voda znatelně efektivnější než čerpadlo vzduch/voda. Teplota na výstupu záleží na topném systému, vytápění prostřednictvím radiátoru vyžaduje vyšší teplotu než topení velkoplošným (nejčasteji podlahovým) vytápěním. Z tohoto důvodu jsou systémy s podlahovým vytápěním efektivnější (topný faktor je vyšší).
Ovšem pozor. Ukazuje se, že i nařízení EU o informacích o TČ výrobci snadno obchází. Evropská směrnice totiž stanovuje výrobcům možnost uvádět dosažené hodnoty v rozpětí od -2 °C do -10 °C. Proto se SCOP může mezi stejně výkonnými modely rozdílných značek významně lišit podle zvolené metodiky. Prodejce by vám tak měl být schopen poskytnout informaci o garantované teplotě vody a při jaké venkovní teplotě měření proběhlo. V praxi jde většinou o teploty 0 °C, -5 °C nebo -10 °C. „Například Panasonic má přímo v katalogu grafy průběhu účinnosti v různých podmínkách až do -15 °C při započtení všech ostatních faktorů ovlivňujících účinnost, jako jsou ventilátory, oběhové čerpadlo nebo odtávání.