• Technologická řešení Viessmann
      nabízí zákazníkům nejpokročilejší
      řešení více než 100 let.

      Jako rodinná firma přemýšlíme o našem vývoji v generacích.

      100 let Viessmann
 

Tepelná čerpadla

Zdroj: Viessmann

Tepelná čerpadla jsou nadčasová zařízení, která mnohé uživatele lákají hlavně proto, že pro vytápění, chlazení či ohřev teplé vody využívají obnovitelné zdroje energie. Jsou tedy šetrná k životnímu prostředí. Teplo získávané z těchto zdrojů je navíc bezplatné a účinnost tepelných čerpadel vysoká.

Jaký je princip tepelného čerpadla?

Tepelná čerpadla pro svou činnost využívají teplo z okolního prostředí – z vody, ze vzduchu, odpadního tepla nebo ze země. Jde o cyklicky pracující tepelné stroje, jejichž celý pracovní proces probíhá v uzavřeném systému, přičemž všechny děje, které v něm probíhají, se dokola opakují.

Ačkoliv v přírodě platí, že se teplo může samovolně šířit jen z místa teplejšího na místo chladnější (termodynamický zákon), prostřednictvím vhodně dodané energie umíme dosáhnout toho, že se teplo šíří z místa chladnějšího na místo teplejší. To je princip, s jakým pracují tepelná čerpadla. Často se můžete setkat s přirovnáváním těchto vytápěcích zařízení k lednici. Pokud byste přiložili ruku k její zadní straně (kondenzátoru), zjistili byste, že odtud sálá teplo jako z radiátoru. Je to jev spojený s tím, že se uvnitř lednice snažíme vytvářet chlad – odebíráme tedy teplo z vnitřního prostředí a odevzdáváme ho vnějšímu prostředí. Tepelné čerpadlo naopak odebírá teplo z vnějšího chladnějšího prostředí a při vyšší teplotě ho odevzdává do vnitřního prostředí, resp. odvádí ho topnému systému.

Jak funguje tepelné čerpadlo?

Jak již bylo zmíněno, tepelná čerpadla jsou cyklicky pracující zařízení, v kterých se opakuje několik procesů. K těmto procesům dochází ve 4 základních částech čerpadla, kterými jsou výparník, kompresor, kondenzátor a expanzní ventil. Jak funguje tepelné čerpadlo:

  1. Vypařování – chladivo, které koluje v tepelném čerpadle, odebírá teplo z okolního prostředí a při nízkém tlaku a teplotě dochází k jeho vypařování ve výparníku.
  2. Komprese – v této fázi je pára prudce stlačena kompresorem, což má za následek zvýšení jejího tlaku a teploty.
  3. Kondenzace – chladivo začne kondenzovat a teplo, které se naakumulovalo při kondenzaci, je odevzdáváno do vytápěcího okruhu (nebo do zásobníku teplé vody).
  4. Expanze – zkapalněné chladivo se přechodem přes expanzní ventil roztahuje, čímž dochází k prudkému snížení jeho teploty. Tímto posledním krokem se proces práce tepelného čerpadla dostává na počáteční fázi a znovu může začít celý proces od první fáze.

Typy tepelných čerpadel

Podle toho, z jakého zdroje čerpadlo získává energii, rozlišujeme následující základní typy tepelných čerpadel:

  • tepelná čerpadla typu vzduch/voda – dochází v nich k odevzdávání tepla mezi vnějším vzduchem a topnou vodou,
  • tepelná čerpadla typu země/voda – v tomto typu tepelných čerpadel dochází k odevzdávání tepla mezi zemním kolektorem nebo vrtem a topnou vodou,
  • tepelná čerpadla typu voda/voda – k odevzdávání tepla v tomto případě dojde mezi vodním zdrojem (využívají se hlavně podzemní vody nebo jezera) a teplonosnou kapalinou.

Tepelná čerpadla typu vzduch/voda

Tepelná čerpadla typu vzduch/voda jako zdroj tepla využívají okolní vzduch. Patří k nejpopulárnějším typům vzhledem k tomu, že jejich instalace je nenáročná a vstupní náklady jsou oproti jiným typům čerpadel nižší. Vyznačují se vysokou účinností (až 70 % energie je možné získat z obnovitelných zdrojů) a jsou vhodné pro všechny druhy staveb. Za jejich nevýhodu je možné považovat to, že i navzdory vysoké účinnosti je tato účinnost o něco nižší než účinnost tepelných čerpadel typu země/voda a voda/voda. Zároveň nejsou vhodné do oblastí s velmi nízkými teplotami (pod -22 °C). Problémem může být i hlučnost, záleží ale na konkrétním zařízení – například Vitocal 222-A, jedno z nejtišších čerpadel na trhu, dosahuje při nočním režimu hlučnosti sotva 35 dB ve vzdálenosti 3 metrů. Na výběr jsou čerpadla kompaktní (sestávající z vnitřní jednotky umístěné v interiéru případně v exteriéru) a dělená splitová (sestávající z vnitřní jednotky a venkovní jednotky, která se nachází v exteriéru).

Tepelné čerpadlo vzduch/voda. Zdroj: Viessmann

Tepelná čerpadla typu zem/voda

Tato tepelná čerpadla se dají využívat při jakékoliv vnější teplotě, jelikož odebírají teplo pomocí zemních vrtů nebo plošných kolektorů ze země. Vzhledem k tomu, že teplota země v určité hloubce je celoročně víceméně stabilní, jde o vskutku ideální zdroj obnovitelné energie. Vrty bývají kolem 150 m hluboké (výkon na 1 metr hloubky vrtu je přibližně 50 W) a plošné kolektory se obvykle umisťují přibližně 1,5 m pod zemí. Zde je nutné počítat s tím, že na zabezpečení výkonu 1 KW je potřebná plocha půdy, z které se odebírá teplo, přibližně 30 m2.

Tepelná čerpadla typu země/voda jsou nejefektivnějším typem, vyznačují se nízkými provozními náklady, tichým chodem a jsou vhodná pro všechny druhy staveb. Jejich nevýhodou jsou vyšší vstupní náklady a nemožnost instalace na místech, kde není prostor pro práci s těžkou technikou, která je potřebná pro vykonání vrtů nebo umístění kolektorů. Je také třeba počítat s tím, že na místech, kde jsou kolektory, není možné umístit bazén nebo jinou stavbu.

Tepelné čerpadlo země/voda – systém s plošnými kolektory. Zdroj: Viessmann

Tepelné čerpadlo země/voda – systém se zemními vrty. Zdroj: Viessmann

Tepelná čerpadla typu voda/voda

Jak již název napovídá, tento typ čerpadla odebírá teplo z vody, konkrétně ze spodní nebo povrchové. Tepelné čerpadlo pro spodní vodu vyžaduje výkop dvou studní – jedna je sací, druhá vsakovací, přičemž ze sací studny se voda využívaná jako zdroj tepla odebírá, vsakovací studnou se ochlazená voda vrací zpět. Tepelné čerpadlo pro povrchovou vodu vyžaduje přítomnost řeky s dostatečným množstvím vody určité teploty v blízkosti budovy, kterou chceme zásobovat teplem.

K výhodám těchto čerpadel patří nízké provozní náklady, stabilní výkon (dán stabilní teplotou vody v určitých hloubkách) a vhodnost pro všechny druhy staveb. Nevýhody jsou v podstatě totožné s nevýhodami tepelného čerpadla země/voda, navíc je však třeba počítat s nutností získání povolení na jejich instalaci od vodoprávního úřadu.

Tepelné čerpadlo voda/voda – systém se sací a vratnou studnou. Zdroj: Viessmann

Jaké jsou výhody tepelného čerpadla?

K tepelným čerpadlům se čím dál více obrací pozornost domácností, ale i průmyslových a komerčních objektů. Vzhledem k tomu, že jde o zařízení, která jako zdroj tepla využívají obnovitelné zdroje energie, jsou jednou z možností, jak snížit emise ze skleníkových plynů. Tepelná čerpadla mají velké množství výhod, a to hlavně:

  1. Tepelná čerpadla mohou sloužit k více účelům – nejen na vytápění, ale i k přípravě teplé vody nebo také pro chlazení objektů.
  2. Mají nízké provozní náklady, jelikož pro svůj chod využívají obnovitelné zdroje energie.
  3. Investice do tepelného čerpadla se obvykle vrátí během 5 až 10 let Navíc je při výměně za neekologický zdroj stále možné získat státní dotaci na tepelné čerpadlo, což snižuje vstupní náklady.
  4. Jsou spolehlivá i při nízkých teplotách – při tepelných čerpadlech typu země/voda není jejich využívání teplotně omezené, u čerpadel typu vzduch/voda můžeme tepelná čerpadla využívat při teplotách prostředí až do -22 °C a tepelná čerpadla voda/voda je vhodné používat při teplotě vody od +5 °C.
  5. Mají dlouhou životnost – mnohá tepelná čerpadla dokážou pracovat minimálně 20 let bez problémů, jejich životnost je však mnohem delší.
  6. Tepelná čerpadla můžeme využívat v kombinaci s různými typy topných systémů – podlahové, stěnové, stropní topné systémy – stejně jako se solárními kolektory, fotovoltaikou nebo klasickými topnými systémy.
  7. Většinou mají nízké prostorové nároky – u tepelných čerpadel odpadá potřeba budování skladu paliva a stejně tak ho dokážeme vtěsnat i do malých prostorů, jen u tepelných čerpadel typu země/voda jsou zvýšené nároky na plochu pozemku, kde budou kolektory umístěny.
  8. Jsou vhodné do nových, ale i rekonstruovaných objektů.
  9. Vyznačují se takřka bezúdržbovým chodem, jednoduchou obsluhou, mohou být spravovány na dálku.

Životnost tepelného čerpadla

Životnost tepelného čerpadla vyjadřuje časové období, za které dojde k jeho opotřebování, případně opotřebování jeho komponentů natolik, že se stane nefunkčním. Jak již bylo zmíněno v předcházející části, životnost tepelných čerpadel je vysoká. Standardně se životnost tepelných čerpadel stanovuje na 20 let, častokrát je ale jejich životnost mnohem delší, proto není pro výrobce problém poskytovat na tepelná čerpadla mnohem delší záruky než na jiná topná zařízení.

Shrnutí na závěr

Tepelná čerpadla pro svou činnost využívají obnovitelné zdroje energie, čímž přispívají ke snižování emisí. Jsou stejně vhodná jak pro nové, tak pro rekonstruované objekty. Mají nízké provozní náklady a dlouhou životnost s vysokou spolehlivostí i při nízkých teplotách a mohou plnit více účelů – kromě vytápění i ohřev vody a chlazení objektů. V případě, že uvažujete o výběru tepelného čerpadla, využijte služeb odborníků a poraďte se, které řešení s ohledem na potřeby vaší domácnosti, dispozice obydlí i klimatické a terénní podmínky pro vás bude to nejvhodnější.

Spočítejte si nezávazně nabídku