Laicky řečeno, pracuje tepelné čerpadlo na stejném principu jako chladnička. Ta odebírá teplo potravinám - chladí - a v zadní části lednice - topí. Stejně pracuje tepelné čerpadlo, ale obráceně a s mnohem větším výkonem. Odebírá teplo vodě, vzduchu nebo zemi a pomocí radiátorů nebo podlahového vytápění topí.

Tepelné čerpadlo je schopné bez problémů vyhřát jakýkoli objekt, pokud zvolíme odpovídající výkon. Systém vytápění může být navržen jako monovalentní, kdy je veškerá tepelná energie zajištěna tepelným čerpadlem.

Obvyklejší řešení bývá bivalentní, kdy část potřebného výkonu v nejchladnějších dnech topné sezóny dodá přídavný zdroj, většinou elektrokotel. V monovalentním režimu mohou pracovat čerpadla země - voda nebo voda - voda, systém vzduch - voda se v praxi bez doplňkového zdroje neobejde.

Princip

Vnější jednotkou (výparníkem s ventilátorem) umístěnou venku, je nasáván 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 TUV.

Výhody

  • poměr cena/výkon
  • univerzálně použitelné
  • jednoduchá instalace

Nevýhody

  • za silných mrazů nižší účinnost

Účinnost tepelných čerpadel vzduch-voda

Průměrný topný faktor systému tepelného čerpadla vzduch-voda v celé topné sezóně se příliš neliší od systému čerpadla země-voda. Je to dáno tím, že na začátku a na konci topné sezóny je vzduch teplejší než zem. Přepočteno na peníze, ušetříte u rodinného domu s průměrnou tepelnou ztrátou s tepelným čerpadlem země-voda cca pouze o 2000 Kč/rok více než s typem vzduch-voda. Investiční rozdíl může ale činit až 100 000 Kč díky ceně vrtů.

Požadavky na přírodní zdroj

Vnější jednotka musí být umístěna na volném prostranství s dobrým přístupem vzduchu. Důležitým parametrem je, aby se ochlazený, vyfoukávaný vzduch nevracel nazpět. Vytvořila by se tak smyčka, která by podstatně snížila účinnost a výkon tepelného čerpadla. Optimální umístění je na jižní, slunečné straně rodinného domu, a to buď na fasádu, střechu nebo jako volně stojící mimo objekt. Vzdálenost vnější a vnitřní jednotky je max. 15m.

Princip

V plastové trubce, několik set metrů dlouhé (zemním kolektoru), cirkuluje nemrznoucí směs, která se průchodem zemí \\\"ohřívá\\\" o několik stupňů Celsia (v nezámrzné hloubce je stálá teplota cca. 4°C). Poté putuje do výměníku tepelného čerpadla (výparníku), kde se ochladí, tj. odebere se onen tepelný přírůstek a ochlazená směs zamíří zpět do kolektoru k opětovnému zahřátí. Tento cyklus se neustále opakuje.

Výhody

  • stabilní topný výkon
  • dlouhodobá životnost
  • úspory až 70% nákladů
  • absolutně tichý chod

Nevýhody

  • vyšší investiční náklady (vrt)
  • pozemní práce (plošný kolektor)
  • Požadavky na zdroj energie

Varianta plošný kolektor

Velikost pozemku, nutného pro zbudování zdroje, závisí na výkonu tepelného čerpadla a vlastnostech půdy. Čím je větší její vlhkost, tím větší je energetická vydatnost. Obecně lze říci, že na 1kW výkonu tepelného čerpadla potřebujete cca. 30m2 pozemku. Asi nejlepší představu o plošném kolektoru si uděláte pomocí následujícího obrázku.

U tepelných čerpadel voda/voda a země/voda platí v našich klimatických a ekonomických podmínkách racionální pravidlo, instalovat výkon tepelného čerpadla na cca 70 % tepelných ztrát objektu. Zbytek tepelných ztrát je při nejnižších teplotách (jedná se pouze o několik dní topné sezóny) kryt doplňkovým - bivalentním zdrojem tepla, nejčastěji elektrokotlem.

Instalace výkonu tepelného čerpadla na 100 % tepelných ztrát by přinesla podstatné zvýšení investičních nákladů, které by již nepřineslo téměř žádnou další úsporu provozních nákladů. Jde tedy o ideální kompromis mezi investičními a provozními náklady.

Varianta vrt

Ten má tu výhodu, že nepotřebuje téměř žádný pozemek, ale vrtné práce z něj činí nejnákladnější variantu tepelného čerpadla. Jedná se o zemní tepelný výměník ve tvaru dvojitého U, který je umístěn v zemním vrtu. Maximální hloubka jednoho vrtu je 100m. Pokud je třeba pro tepelné čerpadlo zajistit více energie, odnímá se teplo z více vrtů. Na 1kW výkonu tepelného čerpadla potřebujete cca. 12m vrtu.

Princip

Pro tento systém je přírodním zdrojem povrchová, podzemní nebo spodní voda. Ze zdroje (většinou ze studny) odebíráme vodu, necháme ji projít výměníkem tepelného čerpadla (výparníkem), který z ní odebere část tepla a zase ji vracíme zpět do země druhou (vsakovací) studnou. Vzdálenost mezi vrty by měla být minimálně 10m, nejlépe ve směru podzemních proudů zdrojová -> vsakovací studna.

Výhody

  • vysoký topný faktor
  • krátká doba návratnosti
  • nižší pořizovací náklady

Nevýhody

  • malý počet vhodných lokalit
  • požadavky na chemické složení

Účinnost tepelných čerpadel voda - voda

Jde o neúčinnější typ tepelných čerpadel. Podzemní voda má totiž stálou průměrnou teplotu cca. 10°C, která se nemění s teplotními změnami na povrchu. Jde tedy o nejteplejší zdroj energie. Topný faktor se tedy pohybuje kolem čísla 6 a tzn., že vám tepelné čerpadlo voda-voda může přinést až 80% úspory.

Požadavky na přírodní zdroj

Varianta studna

Pro tepelné čerpadlo je nutno zajistit dostatečně vydatný zdroj přírodní vody. Pro běžný rodinný dům je nutná vydatnost 0,5 l/s.

Je ale nutné provést hydrogeologické posouzení vydatnosti studny pomocí čerpací zkoušky. Ze studny se po dobu 14 dnů odčerpává potřebnou rychlostí pomocí ponorného čerpadla voda. Pokud se studna nevyčerpá a nedojde ani k ovlivnění hladiny sousedních studní, je instalace tohoto systému proveditelná. Na základě provedené čerpací zkoušky se vydává povolení k užívání podzemní vody.

Varianta řeka, rybník, ...

U tohoto typu přírodního zdroje se opět využívá teplo vody. Oproti předchozímu systému má však nevýhodu v tom, že teplota vody je dlouhodobě nižší než 5°C, což znemožňuje její přímé ochlazení. Proto se používá systém výměníku (hadic PE), který se umístí do koryta řeky, nebo na dno velké vodní plochy. Náplní systému výměníku je nemrznoucí směs.

Takovéto využívání musí povolit Správce toku, kterým bývá Povodí, do kterého spadá daný vodní tok, nebo Meliorační správa či Obecní úřad. Tento systém není příliš častý, ale jedná se výborný zdroj energie. Využití tekoucí vody má však svá specifika a vyžaduje přesný výpočet velikosti výměníku pro každý případ zvlášť.

1. Nezávislost na cenách energií

S tepelným čerpadlem nejste závislí na cenách energií. Náklady na energie a paliva bezesporu v budoucnosti porostou podobným tempem jako v posledních letech. Jakékoli zvyšování cen se provozu tepelného čerpadla dotkne pouze okrajově. Většinu tepelné energie bude zdarma čerpat z okolí - země, vody nebo vzduchu.

2. Ekonomické vytápění domu

Tepelné čerpadlo dokáže v řadě případů uspořit až neuvěřitelných 80% nákladů za energie. Svými nízkými provozními náklady přináší tepelné čerpadlo uživateli velké úspory a tím zajišťuje rychlou návratnost vložené investice.

3. Nízká sazba za elektřinu pro celou domácnost

Každému, kdo si pořídí tepelné čerpadlo, přidělí energetické společnosti velmi výhodnou dvou tarifní sazbu dodávky elektrické energie nejen pro vlastní vytápění, ale pro celou domácnost. Díky tomu výrazně snížíte náklady nejen na topení, ale i na provoz všech elektrických spotřebičů.

4. Krátká doba návratnosti investice

Investice do tepelného čerpadla se i bez jakýchkoliv dotací a finančních podpor vrátí již za 3 - 8 let oproti nejběžnějším systémům vytápění.

5. Ekologický provoz

Nízká energetická náročnost minimalizuje zátěž na životní prostředí. Většinu tepla pro vytápění, chlazení nebo ohřev teplé vody, získáme prostřednictvím tepelného čerpadla přímo z našeho okolí bez jakéhokoli negativního dopadu na přírodu. Oproti konvenčním způsobům vytápění, podstatně snižuje exhalace pevných částic (popílku, prachu) a plynů s obsahem uhlíku (zejména CO2) do našeho ovzduší. Využití tepelných čerpadel, ve spojení s ekologicky šetrnou výrobou elektrické energie z obnovitelných zdrojů, představuje jednu z nejúčinnějších metod boje proti globálním změnám klimatu.

6. Komfort

Moderní technologie a regulace poskytuje všem zákazníkům komfortní a bezobslužný provoz, který zajistí tepelnou pohodu v daném objektu. Tepelné čerpadlo můžete např. ovládat přes internet. Při provozu tepelného čerpadla nehrozí nebezpečí výbuchu či vznícení nebo otrava oxidem uhelnatým. Co by vás dále mohlo zajímat? Například, jaký je princip tepelného čerpadla nebo jaké jsou úspory tepelného čerpadla.

7. Levná klimatizace

Všechna tepelná čerpadla značky TOSHIBA mohou v letních měsících plnohodnotně chladit (klimatizovat). Nákupem takového zařízení si tedy současně pořizujete dokonalý zdroj chladu pro letní období, neboť díky své konstrukci má oproti klasické klimatizaci přibližně poloviční provozní náklady. Navíc i v režimu chlazení může současně ohřívat teplou vodu pro potřeby domácnosti.

8. Celoroční využití

Ať už využijete tepelné čerpadlo v letním horku pro chlazení či nikoli, poskytne Vám i mimo období topné sezóny velmi efektivní ohřev teplé užitkové vody nebo levný a bezobslužný ohřev vody ve Vašem bazénu. Tepelná čerpadla umí také ovládat a řídit topný okruh napojený na solární panely. V takovém systému pak regulace přednostně využívá sluneční energii a spíná kompresor tepelného čerpadla jen v případě nedostatku slunečního svitu.

9. Dotace

Pro více aktuálních informací o možnosti získání dotace na tepelné čerpadlo klikněte níže (oficiální stránky).

https://www.novazelenausporam.cz/