Tepelná čerpadla

Náklady na pořízení tepelného čerpadla se odvíjejí od mnoha faktorů. Mezi hlavní patří tepelná ztráta budovy (potřebné množství tepla) a způsob využití tepelného čerpadla (vytápění, chlazení, příprava teplé vody, bazén). Velký vliv má též, zda jde o instalaci pro novostavbu nebo rekonstrukci (hydraulické a elektrické zapojení a nezbytná stavební příprava).

Z důvodů nižší ceny, rychlejší instalace bez složitých povolení a příznivým středoevropským klimatickým podmínkám pro jejich provoz jsou nejvíce rozšířena tepelná čerpadla systému vzduch-voda, tzn. zařízení využívající jako zdroj energie venkovní vzduch a předávajících získané teplo do teplovodního vytápění. Pořizovací náklady při využití pro rodinné domy se pohybují od 200 000 do 400 000 Kč.

Druhým nejčastějším provedením jsou tepelná čerpadla systému země-voda, tzn. zařízení využívající jako zdroj energie půdní plošné kolektory nebo zemní vrty a předávajících získané teplo do teplovodního vytápění. Pořizovací náklady při využití pro rodinné domy se pohybují mezi 360 000 až 450 000 Kč.

Tepelné čerpadlo s pomocí energie z přírody vyprodukuje několikanásobně více tepla, než kolik elektrické energie spotřebuje pro svůj pohon. Prakticky to znamená, že si pro svůj provoz bere energii ze 2/3 z okolních zdrojů (vzduch, země, voda) a z 1/3 potřebuje elektřinu pro el. napájení kompresoru. Díky tomu jsou provozní náklady výrazně nižší, a to po celou dobu životnosti čerpadla.

Samozřejmě, že čím jsou vyšší tepelné ztráty domu, tím jsou roční úspory při používání tepelných čerpadel vyšší. U nízkoenergetických až pasivních budov je sice uspořená částka menší, ale zase pořizovací náklady na malé tepelné čerpadlo jsou výrazně nižší.
Vzhledem k rostoucím cenám energií zároveň platí, že čím dražší energii ušetříme, tím vyšší budou dosažené úspory.

Firma Stiebel Eltron nabízí tepelná čerpadla v monoblokovém provedení. To znamená, že chladící okruh je uzavřený a z výroby připravený k provozu. V systému vzduch-voda je možno zvolit tepelné čerpadlo v kompaktním venkovním provedení s instalací vně objektu nebo ve vnitřním provedení, které nasává a vyfukuje venkovní vzduch pomocí vzduchových hadic stěnovými průchodkami.
Tepelná čerpadla systému země-voda jsou určena pro vnitřní instalaci.

Základní akustickou charakteristickou veličinou přístroje je akustický výkon. Není závislý na určité vzdálenosti ani na charakteristice orientace zdroje nebo na měřeném okolí. Hladina akustického výkonu tedy nezávisí na okolních vlivech a na vzdálenosti měření a je ovlivňována výhradně provozním stavem zdroje zvuku. Proto je akustický výkon ideální k přesnějšímu vzájemnému porovnání tepelných čerpadel.

Nejjednodušší možností rozhodnutí o použití venku instalovaného tepelného čerpadla v souladu s místními podmínkami je vlastní výpočet hladiny akustického tlaku v požadované vzdálenosti.

K tomu nám orientačně poslouží informace o hladině akustického tlaku v různých vzdálenostech, které jsou často uváděny v technických listech.

V případě venkovní instalace tepelných čerpadel vzduch/voda nevznikají obecně ve vedení vzduchu žádné potíže. Přesto je však nezbytné zabránit tomu, aby docházelo k vyfukování studeného vzduchu přímo k sousedům (terasa, balkón apod.). Je nezbytné zabránit ofukování stěn domů nebo garáží. Zvláštní pozornost si přitom zaslouží znovu zvukové emise. Zde musí být nejdříve vzato v úvahu šíření zvuku, a to jak směrem k sousedům, tak i do vlastního domu. Tepelné čerpadlo neinstalujte vedle ložnic nebo obytných místností. Potrubní průchodky stěnami a stropy musejí být provedeny s izolací proti zvuku přenášenému materiálem. Chyby při stavební integraci mohou ale přesto za nevýhodných podmínek způsobovat nežádoucí zvýšení hladiny hlučnosti. Tepelná čerpadla Stiebel Eltron se vyznačují mimořádně tichým provozem. Na základě více než 45-ti letých zkušeností se snažíme minimalizovat vznik možností hluku již ve vývojovém procesu. K tomu se provádějí již v průběhu vývoje ve velmi časném stadiu konstrukce měření hluku ve vlastní vysoce moderní hlukové laboratoři. Kvalita měření vedla k akreditování laboratoře certifikovanou německou zkušebnou VDE. 

Legislativně hlukové podmínky stanovuje Zákon č. 258/2000 Sb. o ochraně veřejného zdraví. Ten definuje „Chráněný venkovní prostor staveb“ jako prostor do vzdálenosti 2 m před částí jejich obvodového pláště (denní limit 50 dB (A) a noční limit 40 dB (A)) a „Chráněný vnitřní prostor staveb“ jako pobytové místnosti ve stavbách zařízení pro výchovu a vzdělávání, pro zdravotní a sociální účely a ve funkčně obdobných stavbách a obytné místnosti ve všech stavbách (denní limit 40 dB (A) a noční limit 30 dB (A)). 

Tepelné čerpadlo se skládá ze tří hlavních částí, a to z výparníku, kondenzátoru a kompresoru. Výparník odebírá teplo zdroji tepla (vzduchu, vodě, zemi…) a kondenzátor dodává teplo do objektu nejčastěji ve formě vody, ale i ve formě teplého vzduchu. Transport energie zajišťuje kompresor. Čím je teplota zdroje tepla a teplota kondenzátoru méně rozdílná, tím se kompresor tepelného čerpadla méně zatěžuje a tepelné čerpadlo pracuje efektivněji. Tepelná čerpadla se podle zdroje obnovitelné energie dělí do několika skupin, nejčastěji se však používají tepelná čerpadla systému vzduch-voda a země-voda.

Tepelná čerpadla systému vzduch-voda

Tepelná čerpadla systému vzduch-voda dokážou průměrně vyprodukovat až 3x více tepelné energie při stejné spotřebě elektrické energie než například elektrokotel. Jejich zdrojem tepla je vzduch. Vzduchové tepelné čerpadlo dokáže standardně využívat venkovní vzduch o teplotě do -20 °C a principem tepelného čerpadla připravit topnou vodu o teplotě +60 °C. Tato topná voda potom přechází do topného systému (do radiátorů) nebo do výměníků pro ohřev užitkové vody. Hlavní výhodou tohoto systému je jeho jednoduchost a jeho možná případná přetížitelnost. Okolního vzduchu je vždy dostatek. Tepelné čerpadlo, které je určeno pro topení v rodinném domě, může být využíváno pro ohřev vody i ohřev bazénu. Případně lze toto tepelné čerpadlo v reverzním chodu použít i pro chlazení. 

Tepelná čerpadla systému země-voda

Tepelná čerpadla systému země-voda pracující se zdrojem primární energie ze země, jsou také velmi oblíbeným zdrojem tepla pro rodinné domy. Jejich instalace je však kvůli nutnosti instalovat v jejich okolí vrt nebo plošný kolektor výrazně složitější. 

Při správném dimenzování tepelná čerpadla systému země/voda vyrobí řádově 5x více tepla než například elektrokotel při stejné spotřebě elektrické energie. Další nespornou výhodou tohoto systému je jeho možná kombinace s chlazením a jeho vždy výrazně nižší hlučnost oproti tepelným čerpadlům systému vzduch/voda. U zemních tepelných čerpadel se při chlazení využívá chlad ze zemních vrtů, který může být velmi často skrze další oddělovací výměník přímo využíván ke chlazení objektu bez nutnosti chodu kompresoru. Chladicí výkon potom není přímo závislý na velikosti tepelného čerpadla, ale na velikosti vrtů. Díky tomu je do objektu distribuován chlad jen za cenu přečerpávání pomocí oběhových čerpadel. Tím je tento chlad získaný ze zemního tepelného čerpadla zhruba 20x levnější než chlad získaný z obvyklé elektrické klimatizace. Při chlazení navíc dochází k aktivní regeneraci vrtů, a tím i k optimálnímu provozu v následujícím zimním období. 

Instalace tepelných čerpadel vzduch-voda a země-voda do jednotlivých bytů (v domech s více bytovými jednotkami) není moc reálná a z hlediska vyšší vstupní investice ve spojení s menšími velikostmi bytů nedává moc smysl.

Typicky řešíme vytápění celých bytových domů, a to tepelnými čerpadly vyšších výkonů nebo kaskádou tepelných čerpadel.