Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 12/2016 vyšlo tiskem
7. 12. 2016. V elektronické verzi na webu od 6. 1. 2017. 

Téma: Měření, měřicí přístroje a měřicí technika; Zkušebnictví a diagnostika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu (2. část – dokončení)

Aktuality

Svítící fasáda FEL ČVUT nabídne veřejnosti interaktivní program s názvem Creative Colours of FEL Dne 13. prosince v 16.30 hodin se v pražských Dejvicích veřejnosti představí interaktivní…

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Více aktualit

Tepelné čerpadlo v otázkách a odpovědích

číslo 4/2003

Amper 2003

Tepelné čerpadlo v otázkách a odpovědích

Co je tepelné čerpadlo?

Tepelné čerpadlo je zařízení, o němž se hovoří jako o velké naději mezi ekologickými zdroji tepla pro vytápění a ohřev teplé vody, protože pracuje velice efektivně a využívá nejlevnější a nejčistší dostupnou energii. Přestože princip tepelného čerpadla je znám již více než sto padesát let, od doby kdy lord Kelvin formuloval zákony termodynamiky, první tepelné čerpadlo bylo pokusně použito k vytápění curyšské radnice ve Švýcarsku v roce 1936. Větší zájem o využití tepelných čerpadel pro vytápění však nastal teprve se zvýšením cen energií začátkem sedmdesátých let 20. století a v Čechách se počet instalací začal zvyšovat až v 90. letech.

Obr. 1.

Tepelné čerpadlo je často přirovnáváno k velké chladničce, která pracuje na opačném principu. Ochlazuje zdroje tepelné energie, která se nachází všude kolem nás (ve vodě, v zemi, ve vzduchu) v podobě tzv. nízkopotenciálního tepla. Čerpadlo toto teplo zdroji odebírá a převádí prostřednictvím komprese na vyšší tepelnou úroveň.

Základní energiií potřebnou pro funkci tepelného čerpadla může být plyn, benzin, ale nejčastěji se využívá elektřina – proto je také někdy nazýváno speciálním druhem elektrického vytápění.

Jaké typy tepelných čerpadel existují?

Tepelná čerpadla se dělí podle zdroje tepla a podle média, které je přenášeno dále do otopné soustavy:

  1. Tepelná čerpadla vzduch-vzduch odebírají tepelnou energii venkovnímu vzduchu a vyhřívají vnitřní prostory teplým vzduchem. Zařízení pracuje do venkovních teplot až –23 °C. V létě může tepelné čerpadlo chladit a optimalizovat vlhkost vzduchu. Ve své podstatě se jedná o klimatizační jednotky s režimem topení i chlazení.

  2. Tepelná čerpadla vzduch-voda odebírají tepelnou energii venkovnímu vzduchu a vyhřívají vnitřní prostory pomocí běžné otopné soustavy při teplotním spádu maximálně 45/50 °C. Některá zařízení pracují až do venkovních teplot pod –15 °C (obr. 1).

  3. Tepelná čerpadla voda-voda je možné využívat všude tam, kde je neustále k dispozici dostatečné množství povrchové, spodní nebo odpadní vody. Přitom zvláště spodní voda pro svou příznivou stabilní teplotu a malou závislost na venkovní teplotě je pro tepelná čerpadla vhodná, naproti tomu musí splňovat předepsané hodnoty minerálního složení.

  4. Tepelná čerpadla země-voda využívají zemské teplo (obr. 2). Tak zvaný sběrač tepla může být uložen dvěma způsoby. První je umístění do vrtů vzdálených od sebe asi pět metrů a s hloubkou podle požadovaného tepelného výkonu od 40 do 100 m. Jinou možností je položení plastových hadic do horizontálních rýh. K tomu je však zapotřebí poměrně velká plocha pozemku, která je dvoj- až trojnásobkem vytápěné plochy. Rýhy musí mít hloubku 1,5 až 2,5 m. V tomto případě je nutné počítat s určitým zpožděním vegetačního období na daném pozemku.

Který systém tepelného čerpadla je nejvýhodnější?

Tepelné čerpadlo je záležitost velice individuální. Je zapotřebí nejprve zhodnotit vstupní podmínky a následně navrhnout nejlepší řešení pro daný objekt. V rovině čistě obecné platí, že tepelné čerpadlo typu vzduch-voda je investicí levnější, ovšem nevýhodou je nižší účinnost zařízení a hlučnost vnější jednotky. Pro systémy země-voda je nutné počítat s vyšší pořizovací částkou, na které se podílí především zemní práce, ovšem naproti tomu je dosaženo vyšší účinnosti.

U všech již zmíněných systémů se doporučuje dimenzovat tepelné čerpadlo v rozmezí 60 až 75 % celoroční potřeby tepla. Několik dní v roce s minimálními teplotami by potřebu měl pokrýt tzv. dotopový zdroj – může být jakéhokoliv původu, elektrický či plynový kotel, krbová kamna atd.

Obr. 2.

V jakých objektech je vhodné tepelné čerpadlo instalovat?

Tepelná čerpadla jsou vhodná pro volně stojící objekty s vlastním pozemkem, je možné je využít také u půdních vestaveb, kdy je tepelné čerpadlo umístěno na střeše objektu. V jisté výhodě jsou stavebníci, kteří o tepelném čerpadle začnou uvažovat v okamžiku přípravy projektové dokumentace nového domu nebo při rozsáhlejší rekonstrukci, kdy je možné objekt na tepelné čerpadlo „připravit„ (minimální tepelné ztráty, podlahové vytápění, atd.). Nelze však říci, že instalace tepelného čerpadla do stávajícího objektu je nevhodná. Investor by si však měl předem nechat zpracovat odborný posudek, zda má tepelné čerpadlo své opodstatnění a jaké jsou nutné případné úpravy (celkové zateplení, výměna oken, přidání radiátorových těles apod.).Tepelné čerpadlo nevyžaduje žádné speciální technické zázemí.

Jaké jsou náklady na pořízení tepelného čerpadla?

Cena tepelného čerpadla je závislá především na typu čerpadla, na jeho výkonu a na vybraném dodavateli. Pro průměrný rodinný dům je třeba počítat s investicí od 180 000 (systém vzduch-voda) do 350 000 korun (systém země-voda). Právě zde platí zásada, že by investor měl vsadit na dodavatelské firmy s dlouholetou tradicí a zkušenostmi, při rozhodování jistě pomohou již hotové referenční projekty.

Jaká je životnost tepelného čerpadla ?

Jedinou strojní součástí tepelného čerpadla je kompresor, jehož životnost je okolo 40 000 hodin a je ovlivněna především počtem startů. Proto se doporučuje doplnit otopnou soustavu akumulační nádrží. Tepelné čerpadlo poté pracuje rovnoměrně, bez větších výkyvů, regulační prvky jsou umístěny až za akumulační nádrží. Přibližně po patnácti letech je nutná generální oprava či výměna kompresoru – venkovní výměníky tepla zůstávají a jejich životnost je přirovnávána k životnosti domu.

Jaká je návratnost investice do tepelného čerpadla?

Návratnost investice je ovlivněna především výkonem tepelného čerpadla. Ten je stanoven tzv. topným faktorem – vyjadřuje poměr mezi energií vloženou (elektrická energie na pohon jednotlivých součástí tepelného čerpadla) a tepelnou energií získanou, která je předávána do otopné soustavy. Topný faktor se v průměru pohybuje mezi hodnotou 3 až 4. Jinými slovy, v porovnání s ostatními systémy vytápění lze ušetřit přibližně jednu třetinu nákladů na vytápění.

Dalším faktorem pro stanovení doby návratnosti jsou ceny energií a porovnání s jinými zdroji tepla pro vytápění. Jestliže alternativou pro vytápění by byla elektřina nebo zemní plyn, je návratnost při dnešních cenách zhruba osm let. Kdyby se objekt vytápěl např. lehkými topnými oleji, je návratnost mnohem rychlejší.

Je možné využít nějaké dotace?

Tepelné čerpadlo je ekologický způsob vytápění a ohřevu vody. V současné době je možné požádat např. Českou energetickou agenturu nebo Státní fond ministerstva životního prostředí, který má své regionální zastoupení v každém kraji. Dotace dosahují 30 % z celkové investice, maximálně 100 000 korun. Jedná se o částku nenárokovou, která je vázána na splnění předepsaných podmínek. Přesnější informace je možné získat na internetových stránkách www.sfzp.cz nebo www.ceacr.cz

Další formy podpory instalace tepelných čerpadel jsou výhodné sazby elektrické energie s 22 hodinami nízkého tarifu, popř. příspěvky některých distributorů elektrické energie – např. Západočeská energetika, a. s., poskytuje 20 000 korun (jednorázově) na provoz tepelného čerpadla.

Investiční dodávka

Instalace tepelného čerpadla by měla být dodavatelskou firmou pojata jako komplexní dodávka tzv. na klíč. To znamená, že firma by nejen měla instalovat samotné zařízení, které zajistí energetiku celého domu (vytápění, ohřev teplé užitkové vody, popř. i vody v bazénu), ale také by měla vyřídit veškeré náležitosti spojené s instalací: předběžné konzultace, přípravu projektové dokumentace, poradenství ohledně dotací, zpracování energetického auditu a kvalitní záruční i pozáruční servis.

Uvedené služby nabízí všem zájemcům Západočeská energetika, a. s.

Máte-li zájem o vytápění tepelným čerpadlem, kontaktuje naše Informační a poradenské centrum v Plzni, Tylova ul. 33, tel. 378 002 257, e-mail: ipc@zce.cz

(Pozn.: Ilustrační fotografie byly použity z pramenů firmy IVT, s. r. o.)