Jak funguje tepelné čerpadlo a jaké existují typy? Každé má výhody i nevýhody

Tepelné čerpadlo jako malá chladnička

Tepelná čerpadla jsou jako zdroj vytápění, ale i chlazení v oblibě několik posledních let. Ačkoliv princip jejich fungování je znám více než 100 let. Tepelné čerpadlo si můžete představit jako malou chladničku, která však pracuje opačným směrem.

Chladnička odebírá teplo z vnitřního prostoru a vnější místnost pomocí výměníku zahřívá – sáhnutím na zadní stranu chladničky zjistíte, že máme pravdu. U tepelného čerpadla je to naopak. To využívá energii z okolního prostředí, aby mohlo vyhřívat prostor uvnitř. U zemních tepelných čerpadel se používá zemský masiv. Jako teplonosné medium se zde používají nemrznoucí kapaliny, které kolují v potrubním systému primárního okruhu (vrty, kolektory).

Kolik může stát tepelné čerpadlo?

Ptáte se, kolik stojí tepelné čerpadlo? Průměrná cena včetně montáže se pohybuje lehce nad 300 000 Kč. Zde vám ukážeme ceny některých tepelných čerpadel, která jsou na trhu k dispozici:

• Tepelné čerpadlo Viessmann Vitocal 200-S 8 kW s průtokovým dohřevem stojí 192 000 Kč.
• Tepelné čerpadlo LG Therma V s výkonem 12 kW stojí zhruba 213 000 Kč.
• Tepelné čerpadlo WLTR s výkonem 22 kW stojí cca 186 000 Kč.

Jaké zdroje tepelná čerpadla využívají?

Tepelné čerpadlo může využívat teplo ze vzduchu, země a vody. Vzduch přirozeně přenáší energii ze slunečního záření, země je taktéž ohřívaná od vzduchu. A podzemní voda je známá svojí více méně konstantní teplotou – v tomto případě od jádra Země. Tepelné čerpadlo přijímá tuto energii a přenáší ji do topného systému. K tomu, aby mohlo teplo z vhodných zdrojů čerpat, potřebuje tepelné čerpadlo ke svému provozu dodávat elektrickou energii.

Tepelné čerpadlo země-voda

Tepelné čerpadlo země-voda dokáže zahřát vaše bydlení díky energii skryté v půdě. Nemrznoucí médium odebere energii (teplo) ze země vně objektu. Poté je vedena potrubním systémem do výparníku tepelného čerpadla uvnitř budovy. Zde je nízko-potenciální teplo ze země předáno chladivu, které mění své skupenství z kapalného na plynné díky nízkému bodu varu. Chladivo v podobě páry nasaje kompresor, poté dojde k jeho stlačení.

Tím se zvýší jeho teplota na cca 80 °C. Z kompresoru bude odcházet horký plyn. Ten doputuje do kondenzátoru, kde předává své teplo vnitřní topné soustavě, která pomocí topné vody vyrábí teplo pro vnitřní prostor. Z kondenzátoru odejde ohřáté zkapalněné chladivo, které odevzdalo většinu tepla. Přejde potrubím zpět do výparníku přes expanzní ventil. Tam dojde k plnému zkapalnění par chladiva a jeho ochlazení.

Zdroje tepla jsou u tepelných čerpadel země-voda dva. První z nich jsou hlubinné vrty. Ty odebírají teplo přímo ze zemského masivu. Jejich výhodou je prostorová nenáročnost. Druhou variantu tvoří plošné výměníky (kolektory), které mají nižší pořizovací náklady. V nezámrzné hloubce pod zemí pak čerpají teplo nastřádané z letních měsíců.

Výhod tepelného čerpadla země-voda je hned několik. Jednou z nich je třeba vysoká účinnost a stabilní topný výkon nezávislý na teplotě venku. Dále pak technická spolehlivost s dlouhou životností. Tato tepelná čerpadla jsou tichá a bezúdržbová. Potěšit vás může také ekonomický a ekologický provoz v místě spotřeby. Tento typ tepelného čerpadla nejen ohřívá, ale také chladí. Díky tomu ušetříte za běžnou klimatizační jednotku.

NÁŠ TIP: Pokud přecházíte z neekologického zdroje vytápění, můžete čerpat dotaci až 100 000 Kč z programu Nová zelená úsporám. Můžete tak pokrýt až 50 % pořizovacích nákladů.

Tepelné čerpadlo voda-voda

Tepelné čerpadlo voda-voda odebírá teplo ze spodní nebo geotermální vody. Voda je čerpána ze studny do výměníku tepelného čerpadla. Po ochlazení je vrácena zpět do země. Tento typ tepelných čerpadel je výhodný například pro využití odpadního tepla v průmyslu.

Velkou výhodou tepelného čerpadla voda-voda je dosažení nejvyšších topných faktorů ze všech typů tepelných čerpadel. V porovnání s tepelnými čerpadly, kde musíte dělat vrty, jde o mnohem levnější variantu. Tento typ čerpadla vám umožní zpětné využití odpadního tepla, navíc má nižší nároky na prostor než systémy s vrty.

Tento typ systému má však i svá negativa. Jeho využití je možné pouze v lokalitách s dostatkem vody. Nevyhnete se ani vyšším nákladům na servis z důvodu nutných kontrol a údržby (čištění filtrů a výměníků). Dále stojí za zmínění nižší životnost komponentů pro čerpání spodní nebo geotermální vody.

Tento typ tepelných čerpadel je vhodné instalovat ve větších objektech, kde lze zajistit pravidelný dozor a údržbu. V rodinných domech je vhodné používat čerpadla voda/voda jen tam, kde se v dostatečném množství vyskytuje kvalitní a snadno dostupná spodní voda.

Tepelné čerpadlo vzduch-voda

Tento typ tepelného čerpadla nasává přes výparník (venkovní jednotka) venkovní vzduch. Takto přivedený vzduch ohřívá chladicí médium, které se odpařuje a následně stlačuje. Tímto stlačením se jeho teplota ještě zvýší.

V dalším kroku probíhá naopak chladnutí média, během kterého se získaná energie uvolní a médium přejde opět do kapalného stavu. Energie získaná během chladnutí je energií, která vytápí vás domov a ohřívá vám vodu. Topný výkon čerpadla vzduch-voda je závislý na teplotě okolního vzduchu. Efektivně pracuje až do –15 °C.

Pokud tepelné čerpadlo nebude stíhat ohřívat vodu do topného systému na požadovanou hodnotu, může mu na přechodnou dobu pomoci vestavěná tyč o příkonu 9 kW. Vhodně navržený výkon tepelného čerpadla vám tedy zvládne ohřívat vodu i domov v průběhu celého roku bez nutnosti pořízení záložního zdroje.

Tepelné čerpadlo vzduch-vzduch

Ačkoliv se tepelná čerpadla fungující na principu vzduch-vzduch nehodí do velkých nemovitostí, na chatě či chalupě vám může posloužit jako primární zdroj tepla. Případně jej můžete použít jako doplňkový zdroj tepla pro domy, které vytápíte elektřinou. Díky tomu můžete ušetřit. Náklady na pořízení tepelného čerpadla vzduch-vzduch patří k těm nejnižším.

Kromě toho, že instalace tohoto typu TČ je rychlá a jednoduchá, pomůže vám odvlhčit a vyčistit vzduch v interiéru. V létě s ním navíc můžete i chladit. Tento typ TČ má však i nevýhody. Nemůžete s ním ohřívat vodu, nehodí se do větších domů, topný faktor je navíc proměnlivý v závislosti na venkovní teplotě.

Výhody tepelných čerpadel

• Nenáročnost na údržbu,
• bezpracnost (nemusíte nikde zatápět, přikládat),
• stabilní výkon bez výkyvů teplot,
• možnost využívat chytré funkce či vzdálené ovládání před internet,
• nejste závislí na uhlí, dřevu ani zemním plynu,
• náklady na provoz jsou nízké,
• při provozu neprodukujete emise,
• můžete žádat o dotace na tepelné čerpadlo,
• splníte legislativní požadavky,
• design je jednoduchý a nerušivý.

Zdroj: cerpadla-ivt.cz / geotermalnienergie.cz / woltair.cz