Jak tepelné čerpadlo pracuje?
Zjednodušeně řečeno využívá podobný princip jako kompresorová lednička, ale v obráceném gardu. Zatímco lednička ochlazuje vnitřní prostor a teplo z něj vyzařuje do okolí, tepelné čerpadlo naopak odnímá teplo z vnějšího prostředí a ohřívá jím interiér objektu.
Teplo získané ze vzduchu, půdy nebo vody je prostřednictvím chladiva v plynném stavu vedeno do kompresoru, kde se stlačením ještě zvýší teplota chladiva, které je dále vedeno do kondenzátoru. Tam své teplo odevzdá otopné vodě a zkondenzuje (zkapalní). Kapalina prochází přes trysku do venkovního výparníku, kde díky snížení tlaku změní skupenství zpět na plynné a prudce se při tom ochladí. Následně se opět ohřeje působením okolního tepla a celý proces se opakuje.
Tepelné čerpadlo ke svému provozu potřebuje elektrickou energii a důležitým parametrem pro posouzení jeho účinnosti je tzv. topný faktor. Topný faktor (COP) vyjadřuje poměr mezi výkonem a příkonem nutným pro provoz celého topného systému čerpadla. Čím je COP vyšší, tím úspornější čerpadlo je.
"Pokud má tepelné čerpadlo příkon 3 kW a výkon 12 kW, je jeho topný faktor 4. Topný faktor se pohybuje kolem hodnot 3 až 5, ale záleží na podmínkách. Čím je nižší teplota okolí, tím je nižší topný faktor. Při porovnání topných faktorů různých tepelných čerpadel je tak nutné znát parametry měření," vysvětluje Jiří Matoušek, člen představenstva společnosti Centropol.
[chooze:article;value:487819]
Typy tepelných čerpadel
- Vzduch/voda
Je v České republice nejčastější. Zařízení získává teplo ze vzduchu a následně jej používá pro ohřev užitkové vody a otopné vody v systému vytápění. Výkon tepelného čerpadla je závislý na teplotě vzduchu, s rostoucí teplotou vzrůstá a naopak. Minimální teplota potřebná pro chod zařízení je -20 °C.
Výhodou tohoto druhu tepelných čerpadel je snadná a rychlá instalace a poměrně příznivé pořizovací náklady. Nevýhodou může být hlučnost venkovní jednotky.
- Země/voda
Zařízení získává tepelnou energii z půdy, a to buď z plošného kolektoru, nebo z geotermálního vrtu. Plošné kolektory vyžadují dostatečně velký pozemek, kde jsou pod povrchem v mnoha záhybech vinuty plastové trubky s nemrznoucí směsí, která přenáší teplo naakumulované v půdě ze slunečního záření do tepelného čerpadla. V případě druhé varianty je nutné provést hlubinný vrt, jehož hloubka závisí na typu podloží. Pokud má domácnost vysoký odběr energie, je nutno realizovat více vrtů.
Výhodou tepelných čerpadel země/voda je provoz úspornější až o 30 % v porovnání se systémem vzduch/voda. Toto řešení není hlučné a má velmi dlouhou životnost. Naopak velkou nevýhodou je složitější, a tedy i finančně náročnější instalace. V případě čerpání energie pomocí vrtů je navíc nutné stavební povolení.
- Voda/voda
Systém je využíván především komerčními objekty a v místech s velkým množstvím vody. Pro správný chod tepelného čerpadla je nutné vybudovat dvě studny, které jsou od sebe vzdálené alespoň 15 metrů. První slouží jako zdrojová a druhá jako vsakovací. Voda koluje z jedné studny do druhé a během tohoto procesu dokáže výměník odebrat teplo.
Výhodou je vysoká efektivita vytápění. Nevýhodou jsou vyšší náklady a téměř nulové využití u rodinných domů.
- Vzduch/vzduch
Zařízení získává teplo ze vzduchu z okolí objektu a využívá jej k ohřevu vzduchu v interiéru. V porovnání s ostatními typy tepelných čerpadel má nejvyšší topný faktor, proto se používá převážně v průmyslových halách a všude tam, kde se předpokládají vysoké nároky na vytápění.
Výhodou je jednoduchá instalace a nízké pořizovací náklady. Nevýhodou je hlučnost venkovní i vnitřní jednotky.
Komu se tepelné čerpadlo vyplatí
"Rozhodně u novostaveb. U starších domů je otázka, jak kvalitně je dům zateplen a jak velká by byla celková investice. Ta by totiž s největší pravděpodobností kromě instalace tepelného čerpadla zahrnovala také nutné stavební úpravy. Tepelné čerpadlo je výhodné kombinovat s fotovoltaickou elektrárnou, která po velkou část roku zajistí elektřinu pro provoz," vysvětluje Jiří Matoušek, člen představenstva společnosti Centropol.