Která tepelná čerpadla jsou nejžádanější a proč?

Účinnost tepelných čerpadel a topný faktor

Čerpání energie tepelnými čerpadly je velmi efektivním způsobem ohřevu užitkové či bazénové vody a vytápění. Tepelné čerpadlo odebírá energii okolnímu protředí, přečerpává ji na vyšší teplotu a předává nosnému médiu. Jedinou energií, kterou tepelné čerpadlo ke svému výkonu potřebuje, je elektrická energie nutná k přečerpávání tepla (pro pohon kompresoru).

Poměr mezi získanou tepelnou energií a dodanou energií elektrickou nazýváme topným faktorem. Jeho hodnota se pohybuje od 3 do 5 v závislosti na podmínkách (snižování výstupní teploty zvyšuje hodnotu topného faktoru). Ideální je v případě instalace tepelného čerpadla vytápění bytu teplovodním podlahovým nízkoteplotním topením (max. teplota topné vody je zde kolem 35 ^oC, běžně kolem 25 ^oC).

Tepelná čerpadla mají několikanásobně vyšší účinnost než konvenční zdroje tepla (klasický kotel dodá z 1 kWh spotřebované energie vždy méně než 1 kWh tepla, tepelná čerpadla vyrobí z 1 kWh spotřebované elektrické energie 3 až 5 kWh tepla – topný faktor 3 až 5). Výhodná je přitom i sazba spotřeby elektrické energie pro tepelná čerpadla D56 (22 hodin využíváte v celé domácnosti „nízký tarif“). 

Princip tepelného čerpadla (TČ)

Princip je obdobný jako u chladničky (odebírá teplo potravinám, chladí a v zadní části vytápí), ale obrácený a s daleko vyššími výkony (odebírá teplo vzduchu, zemi či vodě a vytápí, předává ji teplonosnému médiu). Celý děj se odehrává ve čtyřech dějstvích: vypařování, komprese, kondenzace a expanze.

Při vypařování odebírá chladivo kolující v TČ teplo z okolního prostředí a díky tomu se vypařuje (mění z kapalného na plynné skupenství, a to i při velmi nízkých teplotách). Kompresor přitom zajišťuje stálou cirkulaci chladiva, nasává ohřáté chladivo v plynném skupenství. Při kompresi je v tepelném čerpadle tento mírně ohřátý plyn prudce stlačen (s rostoucím tlakem stoupá i teplota) a je tak dosaženo vyšší teplotní hladiny (cca 80 ^oC). Při kondenzaci zahřáté chladivo předává pomocí druhého výměníku teplo vodě (teplonosnému médiu, může jím být i vzduch u čerpadel vzduch – vzduch) v systému podlahového vytápění. Teplo je pak vyzářeno do místnosti a opět ochlazená voda zase putuje k druhému výměníku pro další ohřátí. Při expanzi putuje chladivo přes expanzní ventil (zde se seškrtí na původní nižší tlak) zpět k prvnímu výměníku, kde se opět ohřeje. Jde o koloběh, který se stále opakuje.

Jaký systém tepelného čerpadla vybrat?

V první řadě záleží na technických podmínkách domu a pozemku. Pro většinu uživatelů ja pak rozhodující i cena, právě kvůli které jsou dnes nejoblíbenější čerpdla systému vzduch – voda, nabízená za nejpřijatelnější ceny. Nejdražší jsou tepelná čerpadla země – voda. Pokud však nebazírujete na ceně, nýbrž komfortu a účinku vytápění, je nejpodstatnějším kritériem správné technické provedení tepelného čerpadla a zajištění servisních služeb dodavatelem.

Tepelná čerpadla vzduch – voda

Pro tento typ tepelných čerpadel jsou u nás v podstatě ideální klimatické podmínky (průměrná roční teplota vzduchu je u nás + 3 ^oC, tato tepelná čerpadla mají přitom schopnost vytápět i při teplotě – 25 ^oC, samozřejmě však s nízkým topným faktorem). Výkon tepelných čerpadel vzduch – voda je přitom i při nízkých venkovních teplotách obdobný jako u čerpadel země – voda. Ta jsou však technicky náročnější na svou realizaci a výrazně dražší. Vzduch je vlastně nejdostupnějším a okamžitě použitelným teplonosným médiem. Teplo, které je ze vzduchu odevzdané, je navíc tepelným čerpadlem opět odevzdané zpět tepelnými ztrátami objektu (nenarušuje tak teplotní rovnováhu okolí domu). Nižší topný faktor čerpadla v zimě je přitom bohatě kompenzován velmi vysokým topným faktorem v ostatních měsících roku.

Minimální jsou pro TČ vzduch – voda i technické požadavky a stavební připravenost. Potřebujeme prostup nosnou obvodovou zdí a betonový základ pro venkovní jednotku TČ. 

Rekuperační jednotky

Rekuperační jednotky se staly hojně poptávanými s nástupem nízkoenergetických a pasivních domů. Je to ideální způsob zkvalitnění vnitřního prostředí, aniž bychom se větráním zbavovali tepla. Sníží finanční náklady na vytápění (příchozí studený vzduch je ohříván odchozím teplým, ale vydýchaným a s vysokou vlhkostí). Doslovným výkladem slova „rekuperace“ je „zpětné získávání tepla,“ dlužno ještě dodat, že z odpadního vzduchu. Teplý vzduch tedy neodvádíme bez užitku ven z bytu, jako je tomu při větrání. Přiváděnému vzduchu je dokonce odevzdána „většina“ tepla odpadního vzduchu. Hovoříme o takzvané „účinnosti rekuperační jednotky,“ která charakterizuje využití odpadního tepla (nulová účinnost = otevřené okno, 100% účinnost je již technicky nedosažitelná, běžná účinnost rekuperačních jednotek je od 30 do 90%, účinnost nad 60% je dobrá, nad 80% naprosto špičková). Rekuperaci lze přitom v létě použít i opačně – k rekuperaci chladu. Rekuperační jednotka pak funguje jako klimatizace, odchozí chladnější vzduch ochlazuje příchozí horký.

Proč použít rekuperační jednotku?

• Ve vzduchotěsně uzavřených objektech jsou sice sníženy náklady na energie, odnáší to však právě kvalita vzduchu. Není zde umožněno samočinné větrání. A právě pro takové objekty je rekuperace určena.
• Nevětráním ve vzduchotěsně uzavřených objektech hrozí riziko tvorby plísní a jsou zároveň vytvořené ideální podmínky pro rozmnožování roztočů.
• Koncentrace škodlivin ve vydýchaném vzduchu navíc přináší rizika dalších onemocnění. V uzavřených interiérech se může nahromadit až 10 krát více škodlivin než venku za normálního stavu. Kvalitu vzduchu ovlivňují i chemikálie, které se ve vnitřních prostorách uvolňují ze zařizovacích předmětů a stavebních konstrukcí.
• Větrání okny by mělo probíhat až 8x denně, což je ale technicky téměř neproveditelné. Navíc bychom při takové frekvenci přirozeného větrání skutečně plýtvali draze vyrobeným teplem. Do bytu se navíc dostává společně s čerstvým vzduchem i hluk, prach, pyly a hmyz.
• Otevřená okna s sebou přinášejí riziko vloupání. O to víc, pokud zrovna nejsme doma.