Princip tepelného čerpadla: jak funguje?
Vytápění tepelným čerpadlem se stalo velkým hitem posledních let. Je úsporné, ekologické a hodí se pro instalaci do novostavby i do rekonstruované budovy. Pojďme se společně s odborníky ze STIEBEL ELTRON podívat, na jakém principu tepelné čerpadlo funguje.
Jak tepelné čerpadlo funguje?
Princip fungování tepelného čerpadla je podobný tomu, na kterém pracuje lednička. Lednička odebírá teplo potravinám a pomocí chladícího okruhu ho předává do vnějšího prostoru. Tepelné čerpadlo odebírá teplo okolnímu prostředí a pomocí chladícího okruhu ho předává do otopné soustavy. Tepelné čerpadlo je vlastně uzavřený chladicí okruh s dalším příslušenstvím, ve kterém cirkuluje chladivo.
Základem tepelných čerpadel je kompresor a v případě systémů vzduch-voda ventilátor, který přivádí na výparník poměrně velké množství vzduchu – řádově tisíce metrů krychlových za hodinu.
Energie okolního prostředí je přiváděna do výparníku, kde její nízkopotenciální teplo převezme chladivo. To může mít před vstupem do výparníku až -30 °C. Díky tomu můžete pomocí tepelného čerpadla svůj domov vytápět, i když je venku pod nulou. Většina našich čerpadel bez problémů vytápí do venkovní teploty -20 °C, nové modely dokonce až do -25 °C.
Chladivo s energií odebranou z okolního prostředí je pak rychle stlačeno kompresorem. Tím se jeho teplota rychle zvýší na hodnoty potřebné pro vytápění. Chladivo pak předává zdarma získanou energii ze vzduchu a elektrickou energii z kompresoru v kondenzátoru do otopné vody.
Pro jasnější představu se podívejte na video, jak funguje tepelné čerpadlo vzduch-voda:
Kompresor je nejdůležitější částí celého čerpadla a u většiny moderních strojů vybavených frekvenčním měničem (invertorem) umožňuje přizpůsobení topného výkonu potřebě tepla vytápěného objektu. Některými čerpadly, jako je například HPA-O 13 C Premium, se dá pomocí reverzibilního chodu přichlazovat. Pro chlazení je využit otopný systém. Bez instalace dalšího zařízení je tak možné zajistit příjemné klima i v letních měsících.
Absorpční tepelné čerpadlo vzduch-voda funguje na stejném principu, ovšem místo stlačování chladiva absorbuje čpavek do vody.
Jak fungují různé typy tepelných čerpadel?
Všechna tepelná čerpadla využívají obnovitelnou energii (OZE), která je zdarma. Ovšem dělit je můžeme z hlediska prostředí, ze kterého OZE odebíráme. Máme na výběr z následujících provedení tepelných čerpadel:
vzduch-voda s přídavnou funkcí řízené větrání domu a rekuperace tepla.
Princip tepelného čerpadla země-voda a vzduch-voda se liší pouze v tom, jak jsou jednotlivé zařízení konstruovány. U toho prvního potřebujete zemní kolektor nebo vrt.
Co je topný faktor?
Důležitým ukazatelem při výběru tepelného čerpadla je topný faktor, často uváděný také pod zkratkou COP. Topný faktor tepelného čerpadla určuje, jak je čerpadlo účinné, tedy poměr mezi vyrobeným teplem a spotřebovanou elektřinou. Tento faktor se může pohybovat mezi 2-7, což znamená, že na jeden 1 kW elektrické energie získáte 2-7 kWh tepla. U tepelných čerpadel vzduch–voda bývá v rozpětí od 2 do 4 a u tepelných čerpadel země–voda a od 3 do 5.
U tepelných čerpadel vzduch-voda se můžete setkat u hodnot výkonových parametrů například se zkratkou A2/W35 (EN 14511). To znamená, že hodnota topného výkonu, el. příkonu nebo topného faktoru je změřena při teplotě vzduchu 2℃ a teplotě otopné vody 35℃. U tepelných čerpadel vzduch-voda se výkonové parametry udávají pro teplotu topné vody 35°C a teplotu vstupního vzduchu +2°C (A2/W35) a -7°C (A-7/W35). U systému země-voda se výkonové parametry udávají nejčastěji v bodě B0/W35, tzn. při teplotě nemrznoucí směsi z vrtu nebo plošného kolektoru 0°C a teplotě topné vody 35°C. Při porovnávání tepelných čerpadel je nutné porovnávat výkonové parametry ve stejném nominálním bode (např. u země-voda B0/W35). Stejné pravidlo platí pro chladící faktor.
Které tepelné čerpadlo je nejúspornější?
Statistické šetření Ministerstva průmyslu a obchodu za rok 2023 ukazuje, že tepelná čerpadla vzduch-voda se podílela na celkovém počtu prodaných zařízení z 95 % a převážnou část zbytku tvořila tepelná čerpadla země-voda.
Ačkoli systém země-voda dosahuje nižších provozních nákladů a vyšších topných faktorů je jeho instalace dražší a složitější než u systému vzduch-voda.
Jak si vybrat tepelné čerpadlo?
Za pomocí tepelného čerpadla lze nejen vytápět a připravovat teplou vodu, ale též chladit. V prvé řadě byste se proto měli rozhodnout, zda tuto funkci požadujete či ne.
Dále zvažte podmínky, ve kterých žijete. Například ve vyšších nadmořských výškách, kde je průměrná roční teplota nižší, stojí za to uvažovat o tepelném čerpadlu země-voda, protože cena vrtu je v porovnání s úsporami na elektrické energii daleko větší. Pokud naopak žijete v teplejší části země, čerpadlo vzduch-voda může být nejoptimálnější volbou.
Pokud hledáte to pravé tepelné čerpadlo do své domácnosti, naši odborníci vám rádi poradí s výběrem. Tepelná čerpadla jako ekologický způsob vytápění můžete při výměně stávajícího hlavního zdroje tepla financovat z dotačního programu Nová zelená úsporám.