Jak fungují tepelná čerpadla?

Tepelná čerpadla jsou stroje, které pracují cyklicky. Fungování tepelných čerpadel vychází z druhého termodynamického zákona. Jednoduše řečeno, tepelná čerpadla jsou vlastně obrácenou ledničkou. Z vnějšího prostředí získávají teplo, které přivádí dovnitř vytápěného objektu. Když dáte ruku před tepelné čerpadlo zjistíte, že produkují studený vzduch. Když si dáte ruku za ledničku, překvapí vás možná, jaké produkuje do vnějšího prostoru teplo.

V praxi se můžete setkat s pěti typy tepelných čerpadel, mezi které patří tepelná čerpadla vzduch-vzduch, kdy je teplo do prostoru vháněno ve formě teplého vzduchu. Je tak nezbytné, aby byl prostor málo členitý. Pokud máte doma mnoho místností, ohřátý vzduch by se všude nedostal a vytápění by tak bylo neefektivní.

Nejoblíbenějším typem tepelného čerpadla je vzduch-voda, kdy je teplo získáváno ze vzduchu a ohřívá vodu ve vaší otopné soustavě. Tato tepelná čerpadla mají příznivou pořizovací cenu, ale nízkou efektivitu při extrémně nízkých teplotách.

Velmi spolehlivá jsou tepelná čerpadla země-voda, která získávají teplo z kolektorů nebo vrtů v zemi. Jedná se o nákladnější čerpadlo. Navíc je potřeba mít k dispozici dostatečně velký pozemek bez stromů či budov. Obdobně pak fungují i čerpadla voda-voda, která získávají teplo z podzemní vody skrze několik hloubkových vrtů.

Posledním typem je tepelné čerpadlo, které využívá odpadní teplo. Pro vytápění domů se však nevyužívá a své uplatnění nachází v průmyslu nebo u obchodních budov.

Výhody tepelných čerpadel

Jak již bylo výše zmíněno, tepelná čerpadla patří při současných cenách energií mezi výhodné zdroje tepla. Je to dáno jejich vysokou efektivitou, protože jsou schopny z jedné kW vyrobit teplo odpovídající až 5 kWh tepla. Zkusme to říct ještě obráceně. Na 5 kWh spotřebujete pouze 1 kW elektrické energie.

Tento poměr si lze jednoduše spočítat podle topného faktoru čerpadla. Ten se u čerpadel vzduch-voda pohybuje mezi 2-4, v případě tepelných čerpadel země-voda pak mezi 3-5. Pokud si pořídíte tepelné čerpadlo vzduch-voda s topným faktorem 4, vyprodukuje vám z 1 kW přibližně 4 kWh tepla.

Velkou výhodou je samozřejmě skutečnost, že se jedná o vytápění, které je maximálně šetrné k přírodě, protože využívá jako hlavní zdroj energie obnovitelné zdroje (podzemní voda, vzduch, teplo ze země nebo odpadní teplo).

Další nespornou výhodou pořízení tepelného čerpadla je i výhodnost investice. Při současných cenách elektrické energie a rychlosti jeho návratnosti, ušetříte oproti vytápění plynem i desítky tisíc ročně. Tato úspora se pak v modelových příkladech rovná zhodnocení 12 % ročně, a takový spořící účet u žádné banky nenajdete. Navíc vzroste i cena vaší nemovitosti.

Tepelná čerpadla jsou velmi dobrou volbou v ohledu na jejich bezpečnost a údržbu, protože se jedná o bezpečný zdroj vytápění s minimální údržbou.

Nevýhody tepelných čerpadel

Tepelná čerpadla samozřejmě mají i určité nevýhody, mezi které rozhodně patří vysoká pořizovací cena. Ačkoli došlo v posledních letech spíše k poklesu ceny tepelných čerpadel, jejich pořizovací ceny se pohybují mezi vyššími desítkami tisíc až po stovky tisíc korun, dle požadovaného typu a výkonu čerpadla.

Další nevýhodou tepelných čerpadel jsou jistá omezení pro jejich realizaci. Nejoblíbenější tepelná čerpadla typu vzduch-voda totiž nemají optimální výkon v mrazových kotlinách a vhodnější zde je instalovat tepelná čerpadla voda-voda nebo země-voda. Jejich instalace však vyžaduje rozsáhlé zemní práce a pořizovací cena je vyšší.

Než se však začnete bát nevýhod, zvolte vhodný typ čerpadla pro váš dům. Možná vás cena, výkon, ale i samotná jednoduchost instalace mile překvapí.

Finanční podpora a dotace

Pořízení tepelných čerpadel je sice nákladné, ale s finanční zátěží se nemusíte vypořádávat sami. Finanční podpora tepelných čerpadel ze Státního fondu Ministerstva životního prostředí více než 100 000 Kč dle typu instalovaného tepelného čerpadla a lokality nemovitosti, a to v závislosti na konkrétním dotačním programu.

Pár slov na závěr

Tepelná čerpadla představují ekologickou a ekonomicky zajímavou možnost vytápění objektu a ohřevu vody. V ohledu na dostupné dotace, rostoucí ceny energií a snížení jejich pořizovacích cen, nebyla jejich návratnost nikdy rychlejší. Jedná se tak o velmi zajímavou investici, se kterou vás nemusí trápit vysokou prašnost nebo bezpečnost, jako je tomu u kotlů na plyn nebo tuhá paliva.