Tento energetický zdroj měl ještě nedávno jen dvanáctiprocentní podíl na trhu novostaveb rodinných a bytových domů, ale jeho obliba v posledních letech strmě roste. Na významu nabývá především díky stále větší efektivnosti provozu.
Charakteristickou tohoto zařízení je, že musí běžet na relativně omezený výkon, pokud má být ekonomicky výhodné. S příchodem nových materiálů, zateplovacích technologií, úspornějších systémů hospodaření a především nástupem nízkoenergetických staveb, dnes potřebují budovy mnohem méně tepla než v minulosti, a to je přesně ta chvíle pro nízkoteplotní zdroj, jakým je tepelné čerpadlo.
Technologický postup známe již sto let
Samotný princip činnosti tohoto zařízení je postavený na tom, že přečerpává nízkopotenciálové teplo odebrané z okolního prostředí (ze vzduchu, z vody nebo ze země) na vyšší teplotní úroveň. Takové teplo je poté možné využít buď k vytápění objektu nebo k přípravě teplé vody.
Zajímavostí je, že technologie současných tepelných čerpadel zůstává od jejich objevu takřka stejná. Princip známe již sto let. Nic ale nebrání tomu navrhovat menší a levnější zařízení, které dokážou běžný dům zásobit teplem bez problémů.
Tepelné čerpadlo je zajímavé i cennou
Atraktivitu zařízení zvyšuje i tlak na stoupající ceny energií a rychlá návratnost investice do těchto zařízení. Standardní tepelné čerpadlo ohřívá otopnou soustavu maximálně na 60 stupňů Celsia, i když na trhu jsou dnes k dispozici také vysokoteplotní čerpadla, která dokážou vodu v otopné soustavě ohřívat až na 70 stupňů.
Tepelná čerpadla rozdělujeme do čtyř kategorií
Princip země/voda teplo získává z dvousetmetrové hloubky
Technologie na principu země/voda pracuje s principem předání tepla z nezámrzné hloubky do plynového média. Teplo je ze země do vody předáváno obíhající nemrznoucí kapalinou o nízké teplotě varu. Ta v plynném stavu sbírá teplo v potrubí uložené do vrtu nebo do kolektoru pod povrchem země. V plastové trubce, několik set metrů dlouhé, teče velmi chladná nemrznoucí kapalina, která se průchodem zemí ohřívá. Nesmíme zapomenout, že v nezámrzné hloubce je stálá teplota kolem čtyř stupňů Celsia. Odtud putuje do výměníku, kde teplotu předává plynnému médiu. V kompresoru se plyn stlačí, čímž se výrazně zahřeje. V druhém výměníku předá médium tento tepelný přírůstek vodě.
Na 1 kW tepelného výkonu čerpadla je potřeba zhruba 12 m vrtu. Běžná hloubka jednoho vrtu je 50 až 150 m, ve výjimečných případech dosahuje hloubky až 200 m. Pokud to nestačí, instaluje se více vrtů. Cena za topný výkon kolem 7 kW se pohybuje kolem 250 tisíc korun. U vrtů je potřeba počítat s regenerací, jinak může dojít k jeho vyčerpání a zamrznutí. V takovém případě již zpravidla není možné dále vrt používat.
Vyhledávaný zdroj vytápění je kombinace voda/vzduch
Teplo v tomto případě je odebíráno přes výparník tepelného čerpadla, jimž proudí venkovní vzduch. Výhodou tohoto zařízení jsou nízké pořizovací náklady a nenáročná instalace. Základ vychází z klasického principu klimatizace. Systém se liší pouze tím, že dokáže odvézt teplo do otopné soustavy. Nevýhodou je závislost topného faktoru na teplotě vzduchu. Toto zařízení pracuje efektivně do – 15 stupňů Celsia. Pro mnoho projektantů je tento způsob vytápění považován spolu s kondenzačním kotlem za nejekonomičtější mezi teplovodními zdroji. Jeho cena se pohybuje od sto osmdesáti do tří set tisíc korun.
Na pořízení čerpadla voda/voda potřebujete dvě studny
Toto čerpadlo se u nás příliš nepoužívá, protože je náročné na podmínky i údržbu. Teplo získává z vody, nejčastěji ze studny. Proto je potřeba mít dvě studny – čerpací a vsakovací. Voda se z jedné studny převádí do druhé přes výparník. Rizikem je vyčerpání vody z jedné studny.
Kombinace vzduch/vzduch je v podstatě komfortní klimatizace
Tento systém je nejvíce podobný klimatizaci, která ale v zimě může pracovat i obráceně, tedy jako tepelné čerpadlo. Hodí se zejména na přitápění v období jara a podzimu a v případě, že je napojeno na centrální systém, tak i k celoročnímu vytápění. Vzhledem k výstavbě domů s nízkou tepelnou ztrátou a řízeným větráním, je tento způsob stále častější. Čerpadlo se pohybuje s cenou kolem 70 tisíc korun, pakliže k němu nebudete pořizovat další teplovodní soustavu.
Všechna tepelná čerpadla jsou dotována z programu Nová zelená úsporám. S teplovodním systémem vytápění a přípravou teplé vody se dostanete na částku 100 000 Kč, s teplovodním systémem vytápění bez přípravy teplé vody na 80 000 Kč, a pokud je čerpadlo napojeno na fotovoltaiku, získáte až 140 000 Kč. Nově je podporováno i čerpadlo vzduch/vzduch částkou 60 000 korun.
Oldřich Janeba
Foto: iStock