Tepelné čerpadlo můžeme jednoduše charakterizovat jako zařízení, které čerpá teplo z jednoho místa na jiné vynaložením vnější práce. Nejedná se o novou myšlenku, princip použití je více než sto let starý. Nicméně v posledních letech se těší oblibě alternativní způsoby vytápění a tudíž zájem o tepelná čerpadla roste.
Princip fungování
Tepelné čerpadlo pracuje na opačném principu než Vaše lednička. Zařízení odebírá teplo z okolí vytápěné stavby a převádí ho prostřednictvím stlačení par chladiva v kompresoru na vyšší teplotu, která je využitelná pro vytápění a ohřev vody. 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.
Díky tomuto jednoduchému principu dokáže tepelné čerpadlo efektivně a ekologicky získat pro svého majitele teplo z okolí jeho stavby. A to zcela zdarma. Výkon tepelných čerpadel se pohybuje v závislosti na jejich druhu mezi 4 – 23 kW. Na přání zákazníka i více. Vše záleží na konkrétních podmínkách a požadavcích.
Topný faktor
Mluvíme-li o efektivnosti, měli bychom zmínit pojem topný faktor. Tento udává poměr mezi vyrobeným teplem a spotřebovanou elektrickou energií. Čím vyšší topný faktor, tím je provoz tepelného čerpadla levnější.
Je vhodné zmínit, že úspora energie neroste úměrně s topným faktorem, nejedná se totiž o lineární závislost. Roste-li topný faktor, úspora se zvyšuje, avšak stále pomaleji.
Rozlišujeme teoretický a reálný topný faktor. Reálný bývá obvykle nižší, s hodnotou mezi 2-3,5.
Různé typy tepelných čerpadel mají různé topné faktory, protože velmi záleží na zdroji, ze kterého tepelné čerpadlo získává energii. Tímto se plynule dostáváme k typům tepelných čerpadel.
Typy tepelných čerpadel
Již jsme zmínili výše, že tepelné čerpadlo může využít jako zdroj energie teplo z okolního vzduchu, země nebo vody. Tímto se dostáváme k jejich základnímu rozdělení – vzduch a voda.
Čerpadlo vzduch/voda
Tepelné čerpadlo vzduch voda 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.
Tepelné čerpadlo 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.
Výhody systému:
- nízké provozní náklady v porovnání s elektrickým nebo plynovým vytápěním
- jednoduchá a rychlá instalace s minimálními nároky na prostor
- nižší investiční náklady než tepelná čerpadla s vrty
- vhodný systém pro vytápění bazénů
Nevýhody systému:
- 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.
Tepelná čerpadla vzduch/voda dosahují nejlepších výsledků, jsou-li napojena na podlahové, stěnové a velkoplošné radiátorové vytápění. Dále tato čerpadla nedoporučujeme používat v horských oblastech, kde mají většinou nízkou účinnost.
Čerpadlo země/voda – plocha
Tepelné čerpadlo odebírající teplo z plochy zahrady. Pod povrchem zahrady jsou uloženy plastové hadice naplněné nemrznoucí směsí, která přenáší teplo mezi zemí a tepelným čerpadlem.
Plošný kolektor v podstatě funguje jako rozměrný slunečný panel. Více než 90% tepla odebírá z vrstvy zeminy nad sebou. Odebírá však ze zeminy jen velice malé procento sluncem akumulovaného tepla potřebného pro chod systému.
Jedná se tedy velice efektivní systém, který v letních měsících vyprodukuje dostatek tepla i pro ohřev bazénu.
Výhody systému:
- nízké investiční náklady
- o cca 30 % nižší spotřeba elektřiny v porovnání s čerpadlem vzduch/voda
- v porovnání s vrty velmi rychlá instalace
Nevýhody systému:
- vyžaduje dostatečně velký pozemek, ideálně 200 až 400 m2.
- provedení výkopů do potřebné hloubky
- je nutné znát předem případné rozmístění dalších staveb
Tepelná čerpadla země/voda s plošnými zemními kolektory jsou nejlepší variantou pro běžné rodinné domy, které mají k dispozici vhodný pozemek, proto je jí zde věnován prostor.
Dalšími alternativami systému jsou tepelná čerpadla země/voda – vrt, dále země/voda – vodní plocha a země/voda – větrací vzduch.
Doplněk k tepelným čerpadlům
Ideálním doplňkem k tepelným čerpadlům je kotel na pelety. Pelety (peletky) jsou ryze ekologickým topivem, jež se vyrábí z odpadních dřevních zbytků – prachu, drtě či pilin. Následně se lisují se do tvaru drobných válečků.
Velkou výhodou je, že obsahují velmi malý podíl vody a popele, hoří proto velmi dlouho. Zároveň během spalování nevzniká téměř žádný kouř.
Topení peletami však vyžaduje obměnu kotle za moderní automatický s nízkou produkcí škodlivých spodin. Obdobně jako u klasických kotlů bývá topným médiem voda. Účinnost kotle dosahuje až velmi solidních 94%. Výkon mezi 15 – 25 kW.
Výhody systému:
- velmi komfortní automatický chod
- vysoká účinnost
- ekologické spalování
- možnost automatického vybírání popela
Nevýhody systému:
- vyšší pořizovací náklady na vybavení
- malá nabídka na trhu vyplývající z malé informovanosti a podpory státu
Čerpadlo nebo kotel? Můžete mít obojí!
Na závěr pojednání se můžeme ještě zamyslet nad myšlenkou kombinace tepelného čerpadla a dalšího způsobu vytápění. Zajímavou možností je doplnění čerpadla o kotel na tuhá paliva, plyn, elektrokotel, solární kolektor či kombinaci s dálkovým teplem.
K tepelnému čerpadlu můžeme rovněž připojit akumulační nádrž, jako rezervoár pro přebytečné teplo. Rovněž je možné volit tepelné čerpadlo jako doplňkový systém vytápění, např. pouze pro ohřev teplé vody. Kombinaci zmíněných systémů je možné volit jak u starších objektů, kde již máme funkční vytápění, tak i v novostavbách, kde je čerpadlo voleno jako primární způsob vytápění.
Nicméně každá realizace vyžaduje individuální přístup, ale dlouhodobě vychází pro většinu zájemců jaké ideální varianta kotel na peletky a čerpadlo Zubadan a pečlivé zhodnocení jednotlivých řešení, včetně vynaložených nákladů a návratnosti. S výběrem nejvhodnějšího řešení se neváhejte obrátit na naše zkušené specialisty.