~ 1 ~ Tepelná čerpadla přivádí teplo do domu rovnou z přírody Bohuslav Hatina Právo foto: TC MACH, Buderus, Tepelná čerpadla IVT, Climatec Systémy s tepelným čerpadlem jsou třikrát až pětkrát účinnější než elektrokotle nebo kotle na fosilní paliva Tepelné čerpadlo už má u nás přibližně každá desátá novostavba. Jejich pořizovací cena je sice vysoká, ovšem nízké náklady na provoz investici brzy vrátí. Tepelnou energii jim totiž dodává sama příroda. Tři základní typy tepelných čerpadel 1. vzduch/voda 2. země/voda 3. voda/voda První z dvojice slov v názvu typu čerpadla označuje médium, ze kterého se teplo odebírá (ze vzduchu, země nebo vody). Druhé slovo informuje, kam se získané teplo předává (vždy je to voda). Voda pak vyhřívá podlahy, radiátory, bazény a další zařízení, části domu a bytu. Podíl tepelných čerpadel na trhu se zařízeními pro vytápění se po celé Evropě každoročně zvyšuje. Nedávné průzkumy prokazují, že jen během posledních pěti let se jejich prodeje zdvojnásobily. Jejich obliba podle odborníků poroste i v příštích letech. Proč?
~ 2 ~ Ceny energií budou stoupat a například vytápění rodinného domu plynem vyjde z dlouhodobého hlediska dráž. Přesto je pořizovací cena tepelného čerpadla v porovnání s náklady na plynový kotel včetně dalších zařízení, jako je bojler, přípojka a rozvod plynu, komín nebo odkouření, dost vysoká. Rozdíl mezi pořízením tepelného čerpadla a plynového vytápění se může pohybovat řádově ve statisících korun. Jak to, že pak může takové čerpadlo fungovat výrazně levněji, než jiné druhy vytápění? Inspirace mrazničkou Jde o princip, na kterém čerpadla fungují. V podstatě ho můžeme přirovnat k chladničce, jen v obráceném smyslu. Lednička odebírá teplo potravinám, chladí a v zadní části topí. Čerpadlo typu vzduch/voda MACH IN (TC MACH). foto: MACH IN Tepelné čerpadlo odebírá teplo vodě, vzduchu nebo zemi a pomocí radiátorů nebo podlahového vytápění vyrábí teplo v domě. Vždyť také první tepelné čerpadlo vzniklo právě na základě inspirace mrazničkou. Vyrobil ho zcela náhodou americký vynálezce Robert C. Webber koncem 40. let 20. století. Při pokusech s hlubokým zamrazením se dotkl výstupního potrubí mrazicího přístroje a popálil si ruku. Funkce tepelného čerpadla byla na světě! Webber zkusil propojit výstup z mrazáku s bojlerem na teplou vodu. A protože měl stále přebytek tepla, napojil horkou vodu na potrubí a větrákem začal vhánět teplo do domu. Nakonec s úspěchem čerpal teplo ze země pomocí zemních kolektorů (výměníků). Čerpadlo na principu vzduchu Čerpadlo typu vzduch/voda funguje na velmi jednoduchém principu. Má většinou vnitřní jednotku instalovanou v domě a vnější mimo dům, kde nasává vzduch. Teplo z okolního vzduchu je zachyceno ve výměníku s ventilátorem. Získané teplo jde odtud do vnitřní jednotky. Zde se ohřeje topná voda ústředního topení, popř. vzduch, je-li v domě topení teplovzdušné.
~ 3 ~ Současná vzduchová čerpadla jsou schopna pracovat až do teplot -12 až -15 stupňů Celsia, některá až při venkovní teplotě -20 stupňů Celsia. Ve dnech, kdy je teplota nižší, než je čerpadlo schopno pracovat, je třeba systém vytápění doplnit o další zdroj, obvykle elektrokotel. Proto se tato čerpadla hodí spíš do klimaticky mírnějších pásem s menším počtem mrazivých dnů. Čerpadlo typu vzduch/voda má většinou vnitřní jednotku instalovanou v domě a vnější mimo dům, kde nasává vzduch, ze kterého je pak ve výměníku odebíráno teplo. Foto: TC MACH Výhodou uvedeného typu čerpadla je jeho všestranné použití a jednoduchá instalace. Nepotřebují totiž vrty ani zemní kolektory - proto jsou nižší i pořizovací náklady. Nevýhodou je hlučnost venkovní jednotky a nižší účinnost za mrazu. Některá čerpadla vzduch/voda jsou však instalována celá také uvnitř objektu. Je to například čerpadlo DIMPLEX LI 11 AS, jehož cena včetně instalace a DPH je 298 500 Kč. Země Základ tepelného čerpadla země/voda tvoří několik set metrů dlouhá plastová trubka (zemní kolektor), ve které obíhá nemrznoucí směs. Při svém průchodu zemí se směs ohřeje o několik stupňů, protože od určité hloubky pod povrchem se teplota pohybuje kolem 4 C. Ohřátá směs pak putuje do výměníku. Tam se ochladí - odebere se jí tepelný přírůstek a ochlazená směs zamíří zpět do kolektoru znovu k zahřátí. Cyklus se neustále opakuje. Jedná se poměrně o rozšířený systém. Při novostavbě lze zemní práce při instalaci čerpadla spojit s ostatními výkopy na staveništi. Mohou se provádět i svépomocí. Pokud tepelné čerpadlo využíváme jen pro vytápění, může být kolektor menší, v případě celoročního používání (např. pro bazén), je nutné plochu kolektoru zvětšit.
~ 4 ~ Čerpadlo Thermia Diplomat Optimum G2. foto: Tepelná čerpadla IVT Energii můžeme pro tento systém ze země odebírat pomocí horizontálního plošného kolektoru. foto: Tepelná čerpadla IVT Plošný půdní kolektor se umisťuje vedle objektu v hloubce 1, 5-2 m. Nad kolektorem bychom neměli umisťovat stavby, které potřebují základy, ani by zde neměly být vyšší stromy, které by mohly svými kořeny kolektor poškodit. Teplo můžeme ze země odebírat nejen horizontálním plošným kolektorem, ale také ze svislého, vertikálního vrtu.
~ 5 ~ Základ tepelného čerpadla země/voda tvoří několik set metrů dlouhá plastová trubka (zemní kolektor), ve které cirkuluje nemrznoucí směs. Foto: Tepelná čerpadla IVT Výhodou je stálý topný výkon, dlouhá životnost a velmi tichý chod. Nevýhodou jsou vyšší pořizovací náklady na provedený vrt nebo na rozsáhlé pozemní práce v případě půdního kolektoru. Cena čerpadla typu země/voda GREENLINE C 7 včetně vrtů a DPH je 365 000 Kč Čerpadla na principu vody U čerpadla typu voda/voda je tepelným zdrojem povrchová, podzemní nebo spodní voda. Jde o nejúčinnější typ tepelných čerpadel - podzemní voda má stálou průměrnou teplotu okolo 10 C, nezávislou na povrchových teplotních výkyvech. Voda se většinou odebírá ze zdrojové studny. Prochází výměníkem, kde z ní získáme teplo.
~ 6 ~ Zdrojem tepla z tepelného čerpadla typu voda/voda je spodní voda, která se odebírá ze studny. Jde o nejúčinnější typ tepelných čerpadel, na druhé straně je však u nás malý počet lokalit vhodných pro jejich instalaci. Foto: Tepelná čerpadla IVT Pak se vrací do země druhou (vsakovací) studnou. Vzdálenost mezi vrty ale musí být alespoň 10 m. Důležitou podmínkou pro instalaci tohoto typu čerpadla je také vhodný terén k vybudování soustavy studen. Jde přitom o velmi oblíbený typ čerpadla. Jeho instalace totiž není finančně náročná. Ovšem na pozemku musí být zdrojová studna s celoročně dostatečnými zásobami vody a vsakovací studna pro vracení ochlazené vody do podloží. Podloží by mělo být schopno vodu trvale přijímat. Voda také nesmí být příliš mineralizovaná, aby nezanášela výměník tepelného čerpadla. Výhodou jsou nižší pořizovací náklady a rychlá návratnost. Nevýhodou je malý počet lokalit vhodných pro takovou instalaci. Například se může stát, že úřad nepovolí vrt kvůli riziku ohrožení zdrojů pitné vody. Absolutní zákaz platí v lokalitách ležících v I. ochranném pásmu lázní a minerálních vod. Ve druhém ochranném pásmu lze vrtat s písemným povolením Inspektorátu lázní a zřídel (ČIL) při Ministerstvu zdravotnictví ČR, ve III. pásmu je ohlašovací povinost ČIL při vrtu do hloubky nad 30 m.cena tepelného čerpadla voda/voda ClimateMaster je od 109 000 Kč bez DPH. Vytápění domu střední velikosti plynový kotel tepelné čerpadlo (vzduch/voda) cena zařízení 45 000 Kč 166 950 Kč přípojka 20 000 Kč 0 Kč komín 20 000 Kč 0 Kč montáž 25 000 Kč 60 900 Kč celkem 110 000 Kč 228 000 Kč Kolik ušetří tepelné čerpadlo Každoroční úspory, které přinese tepelné čerpadlo, můžeme odhadnout tak, že sečteme částky, které zaplatíme ročně za zemní plyn a elektřinu. Od výsledku odečteme 50 %. Zbytek je suma, kterou zhruba ročně zaplatíme za celou domácnost. Konkrétně lze říci, že tepelné čerpadlo může ušetřit asi 25 tisíc korun za rok oproti plynovému vytápění a cca 28 tisíc korun za rok oproti vytápění domu elektrokotlem. Jinak řečeno, tepelné čerpadlo vyžaduje pouze 1 kw elektřiny na to, aby z obnovitelného zdroje získalo 3-5 kw tepla.
~ 7 ~ Systémy s tepelným čerpadlem jsou tudíž třikrát až pětkrát účinnější než elektrokotle nebo kotle na fosilní paliva (ropa, zemní plyn, uhlí). A doba návratnosti této investice? Pokud vyjdeme z předpokladu, že se ceny energií ročně zvýší o 5 %, vychází návratnost investice vložené do tepelného čerpadla na dobu od 4 do 6 let.