Tepelné čerpadlo a solární systémy

V tomto článku se podíváme na zajímavé téma, kterým je vytápění rodinného domu tepelným čerpadlem. Pro zvýšení efektivity vytápění je vhodné doplnit čerpadlo dalším zdrojem energie, např. solárním kolektorem.

Jistě se jedná o více než vhodnou kombinaci a vzhledem k neustálému růstu cen elektrické energie, i o zajímavý alternativní způsob vytápění, který je navíc v souladu s politikou omezování spotřeby fosilních paliv. Pojďme si stručně představit, co je to tepelné čerpadlo, solární systém a proč je jejich spojení výhodné.

Tepelné čerpadlo

Tepelná čerpadla jsou zařízení, která převádějí teplo z nízkoteplotních zdrojů na teplotu použitelnou k vytápění. Jinak řečeno, teplo ze slunce, které je uložené v okolním vzduchu, v zemi nebo spodní vodě, se používá k účinnému ohřevu topné a pitné vody. Čerpadla se dělí podle použitých zdrojů: tepelné čerpadlo vzduch/voda, země/voda, voda/voda.

Účinnost jednotlivých systémů je dána jejich topným faktorem, který vyjadřuje poměr mezi energií dodanou do systému a spotřebovanou elektrickou energií. Běžně se topný faktor pohybuje v hodnotách mezi 2,5 až 5.

Tepelné čerpadlo vzduch/voda

Tepelné čerpadlo odebírá teplo přímo z venkovního vzduchu. Vzduch je nasáván do tepelného čerpadla a získané teplo je použito pro ohřev vody v topném systému nebo v zásobníku teplé vody.

Tepelná čerpadla vzduch/voda se dále dělí na split systémy – venkovní jednotka je s vnitřní propojena přímo pomocí potrubí s chladivem a monoblokové systémy. Zde je chladivo pouze ve venkovní jednotce a propojení je provedeno potrubím s topnou vodou.

Tepelná čerpadla vzduch/voda jsou obvykle umístěna vně objektu, ale některé typy je možné instalovat i uvnitř objektu a přívod vzduchu zajistit otvory ve zdech. Tepelný faktor systémů vzduch/voda se pohybuje okolo hodnoty 3.

Výhody:

  • nízké provozní náklady v porovnání s jinými druhy vytápění
  • jednoduchá a rychlá instalace s minimálními nároky na prostor
  • vhodný systém pro vytápění bazénů

Nevýhody:

  • o cca 30 % vyšší provozní náklady než systémy země/voda
  • snížený výkon a snížená výstupní teplota topné vody při nízkých teplotách venku
  • kratší životnost než tepelná čerpadla odebírající teplo ze země nebo vody

Tepelné čerpadlo vzduch/voda dosahuje nejlepších výsledků, je-li napojeno na podlahové, stěnové a velkoplošné radiátorové vytápění. Dále tato čerpadla nedoporučujeme používat v horských oblastech, kde mají většinou nízkou účinnost.

Vzhledem k minimálním požadavkům na prostor a jednoduché a snadné instalaci se jedná se o velice oblíbené a univerzální řešení, které je rovněž vhodné pro kombinaci se solárními systémy.

Solární systémy

Solární zařízení jsou nenáročná na údržbu a mají dlouhou životnost. Materiály použité na solárních kolektorech nepodléhají korozi a pyšní se vysokou mírou odolnosti. Soustavy se solárními kolektory předávají získané teplo do pracovního media – vody, nemrznoucí kapaliny nebo vzduchu.

Každý solární systém je uzpůsoben podle konkrétního umístění a nároků spotřebitele. Kolísání slunečního svitu může být v určité míře vyrovnáváno velikostí akumulačních nádrží, které umožňují teplo uložit.

 Výhody:

  • cca 75% úspora nákladů na ohřev teplé vody
  • cca 40% úspora nákladů při využití k vytápění
  • cca 100% úspora nákladů při vytápění sezónního bazénu

Nevýhody

  • nedostatečná účinnost během hlavní topné sezóny (v zimě)
  • nutná kombinace s dalším hlavním zdrojem tepla

Montáží cca 4m2 solárních panelů můžete pokrýt náklady na ohřev užitkové vody až ze 75%. Životnost solárních panelů je navíc vysoká a ceny energií neustále stoupají. Všechny tyto skutečnosti poukazují na to, že investovat do solárních panelů se jistě vyplatí.

Kombinace systémů

Již jsme si nastínili možnosti alternativního vytápění a jejich hlavní výhody a nevýhody. V našich klimatických podmínkách však ani jeden z uvedených způsobů vytápění nebude samostatně postačovat. Je tedy velice vhodné volit jejich kombinace, jimiž maximalizujete jejich pozitiva.

Oba systémy pracují zcela automaticky a doba jejich chodu podléhá výhradně tepelné potřebě. Řídící procesor tepelného čerpadla  automaticky spouští oběhové čerpadlo solárních kolektorů a tím přednostně využívá solární energii. Každopádně je nutné myslet i na extrémně chladné období tepelné sezony a doplnit otopný systém např. krbem.

Zmíněná kombinace tepelného čerpadla vzduch/voda a solárních kolektorů, je nejčastěji dodávaným produktem pro modelový rodinný dům o tepelné ztrátě 15 KW. Životnost tepelných čerpadel je 15–20 let a solárních kolektorů 30 let. Je tedy téměř jisté, že se vynaložené prostředky investorovi vrátí.

Závěr

Na závěr je vhodné uvést, že článek je psán v obecné rovině. Velmi záleží na konkrétních podmínkách zákazníka a jeho potřebách. Uvedená kombinace systémů – tepelné čerpadlo vzduch/voda a solárního systému, je však velice univerzální a vhodně tak nastiňuje zajímavý způsob alternativního vytápění domu, který je rovněž v souladu se „zelenou“ politikou státu.