Tepelná čerpadla měla donedávna pouze dvanáctiprocentní podíl mezi u novostaveb rodinných a bytových domů, ale jejich obliba v posledních letech strmě roste. Na významu nabývají 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 vhodná chvíle pro systém nízkoteplotních tepelných čerpadel.

Samotný princip činnosti tohoto zařízení je postavený na tom, že přečerpává tzv. nízkopotenciálové teplo odebrané z okolního prostředí (ze vzduchu, z vody nebo například 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, mimochodem princip známe již sto let. Nic ale nebrání tomu navrhovat menší a levnější zařízení, které dokážou běžný dům zásobit teplem bez problémů.

Atraktivitu zařízení zvyšuje i tlak na stoupající ceny energií a znatelná 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:

• TČ Země/voda: Teplo získáváme z dvousetmetrové hloubky

Tato technologie 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 uloženého 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 okruhu 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. Poté již zpravidla není možné dále vrt používat.

• TČ Vzduch/voda: Vyhledávaný zdroj vytápění

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 vytápění. Jeho cena se pohybuje od sto osmdesáti do tří set tisíc korun.

• TČ voda/voda: Potřebujete k němu 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.

• TČ vzduch/vzduch: 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.

Oldřich Janeba
Foto: iStock