Základní pojmy
Než se pustíte do výběru tepelného čerpadla, je dobré seznámit se s několika základními pojmy, které jsou pro pochopení celé problematiky zásadní.
Tepelné čerpadlo - topný faktor
Topný faktor je základním parametrem ukazujícím "účinnost" tepelného čerpadla. Je to poměr mezi vyrobeným teplem a spotřebovanou elektrickou energií. Čím vyšší topný faktor, tím je provoz zařízení levnější. Příklad: Tepelné čerpadlo má výkon 12 kW a elektrický příkon 3 kW. Topný faktor je 12/3 = 4. Pokud má jedno tepelné čerpadlo při stejných podmínkách topný faktor 4,5 a druhé 3,3 znamená to, že druhé spotřebuje pro svůj provoz o 36 % více elektrické energie než první a tudíž jeho provoz je podstatně dražší. Topný faktor se u tepelného čerpadla mění podle podmínek ve kterých pracuje. Ten samý stroj může mít topný faktor 7 a při jiných podmínkách třeba jen 2. Proto srovnávejte topné faktory vždy při stejných podmínkách. Podmínky se uvádějí například takto: 0/35 EN 255, což znamená, že na vstupu do tepelného čerpadla je tekutina o teplotě 0 °C a na výstupu do topného systému tekutina o teplotě 35 °C. To vše je měřeno podle metodiky normy EN 255. Topný faktor je lepší když je nižší teplota výstupní vody - proto je výhodnější podlahové topení, kterému stačí nižší teplota vody než radiátorům.
Označení typu tepelného čerpadla
První slovo označuje odkud tepelné čerpadlo bere energii (země, voda, vzduch), druhé slovo označuje jak tepelné čerpadlo energii dodává do objektu (voda, vzduch). Označení země/voda tedy znamená odběr tepla ze země a ohřev vody v topném systému. Některá čerpadla země/voda mohou být označována i jako voda/voda.
Ekvitermní regulace
Regulace která v závislosti na venkovní teplotě upravuje teplotu topné vody vstupující do topného systému. Příklad: když je venku - 15 °C, regulace pouští do domu vodu o teplotě například 50 °C, když je venku 10 °C, regulace pouští do domu vodu o teplotě jen 30 °C. U tepelných čerpadel je ekvitermní regulace důležitější než u jiných zdrojů tepla, protože čím je nižší teplota topné vody, tím je provoz tepelného čerpadla levnější.
Princip práce tepelného čerpadla
Význačnou roli ve fungování TČ hraje chladivo, označované v následujícím jako pracovní médium. Má tu vlastnost, že se i při nejnižších (venkovních) teplotách odpařuje. Přivede-li se venkovní vzduch nebo voda k výměníku tepla (výparníku), ve kterém cirkuluje pracovní médium, odejme takovémuto zdroji tepla potřebné výparné teplo a přejde z kapalného do plynného stavu. Zdroj tepla se tím o několik stupňů ochladí.
Kompresor toto plynné pracovní médium nasaje a stlačí. Tím že se zvětší jeho tlak, stoupne také jeho teplota - pracovní médium je tedy "přečerpáno" na vyšší teplotní úroveň. K tomu je zapotřebí vynaložit elektrickou (nebo jinou) energii.
Ta však nepředstavuje energii ztracenou, ale zvyšuje energetický (tepelný) potenciál pracovního média, které se dále dostává do kondenzátoru, jak je znázorněno na obrázku. Tam pracovní médium odevzdá své celkové teplo, které uvedeným způsobem získalo, resp. je mu odňato nějakou teplonosnou látkou, např. vodou pro teplovodní vytápění. Tím dojde ke zkapalnění pracovního média, v expanzním ventilu se seškrtí na původní nízký tlak a oběh se opakuje.
Omyly a bludy
Kolem tepelných čerpadel panuje celá řada omylů a bludů. Je to obvykle způsobeno neznalostí a konzervativním přístupem některých "odborníků", kteří nejsou schopni vnímat nové technologie a změny ve stavebnictví a zůstávají myšlenkově zakopáni v dobách před dvaceti lety.
Plošný kolektor vymrazí zahradu Pokud je zemní kolektor špatně navržen nebo proveden, může podchladit půdu nad sebou a ovlivnit růst vegetace. U správně navrženého kolektoru rozloženého v zahradě do velké plochy k výraznému vychlazování země nedochází a na vegetaci nemá kolektor v podstatě žádný vliv.
Tepelné čerpadlo stojí půl milionu a nikdy se nezaplatí Ceny tepelných čerpadel se za posledních 10 let výrazně snížily. Hlavním důvodem ale není snižování ceny samotného čerpadla, ale snižování potřebného výkonu. Před 10 lety měl běžný rodinný dům tepelnou ztrátu minimálně 18 kW. V současnosti je to 10 kW. Díky tomu jsou používána menší tepelná čerpadla a cena za jejich pořízení je výrazně nižší...
Více se dočtete na stránce Omyly a bludy.
Obecně
Tepelná čerpadla jsou ekonomická a ekologická zařízení, která využívají energii okolního prostředí a přeměňují ji na teplo používané k vytápění budov a ohřevu vody. Ve vyspělých zemích jsou praktickým nástrojem k řešení energetických problémů i problémů životního prostředí. Tepelné čerpadlo odebírá nízkopotenciální energii vodě (povrchová, spodní, odpadní), vzduchu (okolní, odpadní) nebo země (prostřednictvím nemrznoucí kapaliny obíhající v uzavřeném koletoru) a na termodynamickém principu ji mění v potřebné a využitelné teplo, které se pak rozvádí vodou nebo vzduchem. Podle konkrétních podmínek uživatele je možno dodat a instalovat tepelná čerpadla s různými kombinacemi vstupní a výstupní energie, tzn. tepelná čerpadla typu voda (země)/voda, vzduch/voda, voda/vzduch nebo vzduch/vzduch.
Zdroje nízkopotencinální energie pro tepelné čerpadlo
Vzduch. Tepelná čerpadla vzduch/vzduch nebo vzduch/voda odebírají tepelnou energii většinou venkovnímu vzduchu, v některých. případech i do -23°C.
Tepelná čerpadla jsou moderními zdroji vytápění s minimálními provozními provozními náklady a s minimálním vlivem na životní prostředí.
Tepelné čerpadlo šetří více než 2/3 energie a tím šetří také jak Vaši kapsu, tak i životní prostředí. Celkový topný výkon je součtem energie získané z okolního prostředí (65 až 70% - zdarma) a energie dodané (30 až 35% - nutno zaplatit). Jejich provoz je nejhospodárnější tehdy, když je použit nízkoteplotní topný systém, tj. např. systém s podlahovým vytápěním nebo s vhodně dimenzovanými deskovými topnými tělesy. Voda. Zde tepelná čerpadla voda/voda nebo voda/vzduch převážně využívají povrchové nebo spodní vody.
Přitom zvláště spodní voda je pro své příznivé stabilní teploty a malou závislost na venkovní teplotě velmi vhodná pro tepelná čerpadla. V tomto případě jde nejčastěji o dvě studny ve vzdálenosti min. cca 15 m, kdy z jedné se čerpá voda o určitém průtoku, tato voda nám ve výměníku - výparníku odevzdá požadovanou energii - ochladí se a poté se vrací do druhé studny.
Země.V tomto případě odebírá tepelné čerpadlo energii z nemrznoucí kapaliny, která průchodem uzavřeného plastového kolektoru v zemi opět tuto energii získá. Tyto kolektory můžeme uložit plošně do rýh nebo do vrtů.
Výstupní energie z tepelného čerpadla
Vzduch. Tímto topným mediem lze v topné sezóně vytápět vnitřní prostory ( jeden zdroj a centrální rozvod nebo samostatné "split" jednotky ) a v létě bez problémů chladit.
Voda. Při tomto způsobu topení lze využít klasického radiátorového topného okruhu nebo pro tepelné čerpadlo velmi vhodného podlahového topení.
