Většinu majitelů rodinných domů dnes trápí vysoké náklady na vytápění. Jednoduchým řešením, jak tuto situaci změnit, je pořídit si moderní, vysoce ekonomický a zároveň ekologický způsob vytápění - tepelné čerpadlo, které využívá energii, která je zdarma!
Možná to nevíte, ale obrovské množství tepla je akumulováno v okolním prostředí jako například ve vodě, v zemi nebo ve vzduchu. Tepelné čerpadlo dokáže tuto energii odebírat a efektivně využít pro vytápění rodinných domů, ale i hotelů nebo průmyslových hal. V podstatě to funguje jako obrácená chladnička. Úspornosti tepelného čerpadla vychází ze skutečnosti, že potřebujete-li například 4 kWh tepelné energie pro daný objekt, zaplatíte pouze 1 kWh elektrické energie na pohon kompresoru a 3 kWh tepelné energie získáte zdarma z okolního prostředí. Tepelné čerpadlo vám tak může ušetřit až 70procent nákladů za energie. Povzbudivé je i to, že každému, kdo si pořídí tepelné čerpadlo, přidělí rozvodné společnosti velmi výhodnou sazbu dodávky elektrické energie nejen pro čerpadlo, ale i pro celou domácnost. Čerpadla mohou také plnohodnotně chladit (klimatizovat). Oproti klasické klimatizaci mají v režimu chlazení přibližně poloviční provozní náklady.
Objevujeme topný faktor
Topný faktor je základním parametrem ukazujícím ?účinnost? tepelného čerpadla. Je to poměr mezi vyrobeným teplem a spotřebovanou elektrickou energií. Čím vyšší topný faktor, tím je provoz zařízení levnější. Uvedeme příklad. Tepelné čerpadlo má výkon 12 kW a elektrický příkon 3 kW. Topný faktor je 12/3 = 4. Pokud má jedno tepelné čerpadlo při stejných podmínkách topný faktor 4,5 a druhé 3,3 znamená to, že druhé spotřebuje pro svůj provoz o 36 % více elektrické energie než první a tudíž jeho provoz je podstatně dražší. Topný faktor se u tepelného čerpadla mění podle podmínek ve kterých pracuje. Ten samý stroj může mít topný faktor 7 a při jiných podmínkách třeba jen 2. Proto srovnávejte topné faktory vždy při stejných podmínkách. Podmínky se uvádějí například takto: 0/35 EN 255, což znamená, že na vstupu do tepelného čerpadla je tekutina o teplotě 0 °C a na výstupu do topného systému tekutina o teplotě 35 °C. To vše je měřeno podle metodiky normy EN 255. Topný faktor je lepší když je nižší teplota výstupní vody - proto je výhodnější podlahové topení, kterému stačí nižší teplota vody než radiátorům.
Důležitá ekvitermní regulace
Jedná se o regulaci, která v závislosti na venkovní teplotě upravuje teplotu topné vody vstupující do topného systému. U tepelných čerpadel je ekvitermní regulace důležitější než u jiných zdrojů tepla, protože čím je nižší teplota topné vody, tím je provoz tepelného čerpadla levnější. Uvedeme příklad. Když je venku - 15 °C, regulace pouští do domu vodu o teplotě například 50 °C, když je venku 10 °C, regulace pouští do domu vodu o teplotě jen 30 °C. Regulace je naprosto zásadním komponentem, který určuje zda koupené tepelné čerpadlo bude pracovat úsporně nebo ne. Kvalitní regulace není levná záležitost, takže část dodavatelů se snaží prodat pod názvem regulace obyčejný termostat, který neumí z hlediska topného systému nic jiného než udržovat v nějaké nádrži konstantní teplotu. Jedinou správnou volbou je specializovaný ekvitermní regulátor určený pro tepelná čerpadla, který umožňuje regulovat tepelné čerpadlo přímo bez trojcestného směšovacího ventilu.
Není typ jako typ
Vyznat se v názvech typů tepelných čerpadel je jednouché, pokud si uvědomíte, že první slovo označuje odkud tepelné čerpadlo bere energii (země, voda, vzduch), druhé slovo označuje jak tepelné čerpadlo energii dodává do objektu (voda, vzduch). Označení země/voda tedy znamená odběr tepla ze země a ohřev vody v topném systému. Některá čerpadla země/voda mohou být označována i jako voda/voda.
Tepelná čerpadla vzduch / voda
Maximální univerzálnost, to je hlavní přednost tepelných čerpadel vzduch - voda. Nejvíce se používají takzvané split jednotky, tedy tepelná čerpadla dělená na vnější a vnitřní jednotku. Vnější jednotka (výparník s ventilátorem) venku nasává vzduch, ze kterého je odebírána tepelná energie a opětně je tento vzduch (ochlazený) vyháněn do venkovního prostoru. Vnitřní jednotka umístěná v objektu zabezpečuje výrobu topné vody a teplé a užitkové vody. Moderní tepelná čerpadla pracují spolehlivě i při velmi nízkých venkovních teplotách (až do ?20°C). U vzduchových tepelných čerpadel se na první pohled zdá, že musí být levnější než čerpadla s odběrem tepla ze země, protože odpadnou drahé vrty. Není to ale až tak jednoduché. Čerpadlo se vyznačuje jednoduchou instalací. Na druhé straně za silných mrazů má nižší účinnost. Samotné vzduchové čerpadlo je mnohem složitější a dražší než zemní čerpadlo. Pokud je to technicky možné, je nejlevnějším řešením instalace plošného kolektoru, za ním obvykle následuje vzduchové čerpadlo a nejdražší je řešení s vrty. Koupíte-li hodně levné vzduchové čerpadlo, budou samozřejmě pořizovací náklady výrazně nižší než u zemních čerpadel. Ovšem za cenu vysoké spotřeby elektrické energie pro tepelné čerpadlo, vysoké hlučnosti a výrazného omezení uživatelského komfortu.
Tepelná čerpadla země / voda
V plastovém zemním kolektoru cirkuluje voda (nemrznoucí směs), která se průchodem zemním kolektorem ?ohřívá? o několik stupňů Celsia. Poté putuje do výměníku tepelného čerpadla (výparníku), který ji ochladí, tedy odebere z ní teplo. Tento cyklus se neustále opakuje. Odebírat nízkopotenciální energii ze země můžeme buď z kolektoru horizontálního, z takzvaných rýh. V takovém případě jsou v hloubce cca 1,5 m uloženy plastové hadice. Zde je ovšem nezbytný větší pozemek. Pokud jste omezeni místem můžete čerpat energii ze svislého vrtu. Ten má tu výhodu, že nepotřebuje téměř žádný pozemek, ale vrtné práce z něj činí nejnákladnější variantu tepelného čerpadla. Jsou firmy, které vám budou tvrdit, že vaše podloží je pro vrt nezpůsobilé, protože do skály se ?nedá vrtat.?
Je to právě naopak, do skály se vrtá velice dobře, protože vrt se nezasypává a není nutné ho pažit. Kvalitní vrtná souprava může ve skále odvrtat 90 ? 120 m vrtů za den. Komplikované vrtání je v lokalitách s písky, štěrky nebo v oblastech, kde se střídají měkké a tvrdé vrstvy podloží.Existuje také mýtus, že plošný kolektor vymrazí zahradu. Pokud je zemní kolektor špatně navržen nebo proveden, může podchladit půdu nad sebou a ovlivnit růst vegetace. U správně navrženého kolektoru rozloženého v zahradě do velké plochy k výraznému vychlazování země nedochází a na vegetaci nemá kolektor v podstatě žádný vliv. Celý systém bychom mohli charakterizovat tím, že se jedná o řešení poskytující stabilní topný výkon, ale s trochu vyšším pořizovacími náklady.
Tepelná čerpadla voda / voda
Jde o nejúčinnější typ tepelných čerpadel. Ze zdroje (většinou ze studny) se odebírá voda, která má stabilně cca 10°C. Projde přes výměník tepelného čerpadla, který z ní odebere část tepla a ochlazená voda se vrací druhou (vsakovací) studnou zpět do země. Pro rodinný domek s běžnými tepelnými ztrátami je třeba asi 0,5 l vody/sec. Vybudování zdroje nebývá většinou finančně náročné (často studna již existuje). Uvedený systém má vysoký topný faktor, krátkou dobu návratnosti, nižší pořizovací náklady. Nevýhodou je, že v praxi existuje jen malý počet lokalit s dostatečným zdrojem spodní vody.
Aby nás nezničil hluk
Zpráv o hlučných tepelných čerpadlech ? zvláště v období největších mrazů se v dnešní době nemusíme bát. Přední výrobci používají tiché kompresory, nízkootáčkové ventilátory a další prvky pro maximální snížení hlučnosti. V kvalitě a ceně vzduchových tepelných čerpadel jsou obrovské rozdíly. Jednou z příčin je i řešení odhlučnění. Čím je odhlučnění kvalitnější, tím je čerpadlo dražší. Snížení hluku je v zásadě možné třemi způsoby: zvětšení výparníku, čímž dojde ke snížení rychlosti proudícího vzduchu (zdraží to tepelné čerpadlo) instalace plechových zákrytů směřujících hluk k zemi (zdraží to tepelné čerpadlo) používání kvalitních ventilátorů (zdraží to tepelné čerpadlo). Z tohoto důvodu nikdy nemůže být levné tepelné čerpadlo tiché, i když to mnozí dodavatelé o svých výrobcích tvrdí.
Jak dlouho vydrží
?ivotnost tepelného čerpadla určuje životnost nejvíce namáhané části ? kompresoru. Jejich výrobci uvádí dobu 15-20 let. ?ivotnost tepelného čerpadla je dána především životností kompresoru, která je závislá hlavně na počtu startů kompresoru. To lze ovlivnit akumulací tepla a správným dimenzováním výkonu čerpadla (čerpadlo s vyšším výkonem častěji spíná a kompresor dříve odejde). Důležitá je i kvalitní regulace, která nenechá kompresor běžet v nevhodných podmínkách a minimalizuje počet startů kompresoru. Z výše uvedeného vyplývá, že záleží nejen na kvalitě kompresoru, ale hlavně na použité regulaci a způsobu zapojení kotelny. U kvalitních čerpadel odebírajících teplo ze země je ověřená životnost kompresoru až 20 let. Pak lze provést generální opravu chladícího okruhu a provozovat zařízení dál. ?ivotnost zemních kolektorů (vrtů) je v řádu desítek let. U čerpadel vzduch / voda je životnost kompresoru kratší a to o 20 až 30 % než u zemních čerpadel. Je to způsobeno jeho větším výkonem v porovnání se ?zemním? čerpadlem a tím i častějším spínáním. Navíc je chladicí okruh provozován v obrovském teplotním rozsahu až 55°C (v zimě ?25°, v létě 30°C), což životnosti komponentů neprospívá. Reverzace chladicího okruhu používaná pro rozmrazování výparníků nebo pro klimatizaci v letním období kompresor také zatěžuje a snižuje jeho životnost.
Je to o penězích
Kritici tepelných čerpadel neustále tvrdí, že tepelné čerpadlo stojí půl milionu a nikdy se nezaplatí. Ignorují fakt, že ceny tepelných čerpadel se za posledních 10 let výrazně snížily. Hlavním důvodem ale není snižování ceny samotného čerpadla, ale snižování potřebného výkonu. Před 10 lety měl běžný rodinný dům tepelnou ztrátu minimálně 18 kW. V současnosti je to 10 kW. Díky tomu jsou používána menší tepelná čerpadla a cena za jejich pořízení je výrazně nižší. Zda se tepelné čerpadlo zaplatí závisí na tom, kolik stojí a kolik ušetří. U běžných domů vyjde pořízení tepelného čerpadla o 200 až 250 tisíc dráže než pořízení plynového vytápění. Čerpadlo dokáže ročně ušetřit 20 až 30 tisíc na provozu domu. Při započítání růstu cen energií je návratnost čerpadla 7 ? 9 let. Pokud se na pořízení tepelného čerpadla podíváme jako na investici, tak z vložených 200 000 korun, získáme ročně díky úsporám přibližně 25 000 korun zisku, což představuje skvělou investici s vysokým úrokem přesahujícím 12 procent.
Jan Nápravník
Foto: Stiebel