Jak fungují tepelná čerpadla?
Tepelné čerpadlo odebírá teplo z okolního vzduchu nebo ze země a předává ho do domu. Elektřinu potřebuje hlavně k pohonu kompresoru, který umožňuje převést získané teplo na vyšší teplotu pro vytápění a ohřev vody.
Na rozdíl od kotle na plyn nebo dřevo tepelné čerpadlo nevyrábí teplo spalováním paliva. Převážnou část tepla získává z okolního prostředí. U běžného systému vzduch/voda ho odebírá venkovnímu vzduchu a předává topné vodě, která proudí do podlahového vytápění nebo radiátorů. Elektrickou energii spotřebovává kompresor, ventilátor, oběhová čerpadla a podle potřeby také pomocný elektrický dohřev.
Poměr dodaného tepla ke spotřebované elektřině vyjadřuje topný faktor COP. COP 4 například znamená, že čerpadlo při daných provozních podmínkách dodá 4 kWh tepla na 1 kWh spotřebované elektřiny. Tento poměr se mění s venkovní teplotou i požadovanou teplotou topné vody. SCOP vyjadřuje sezónní topný faktor při stanovených podmínkách a pomáhá porovnávat účinnost zařízení za celou topnou sezónu.
Označení vzduch/voda nebo země/voda říká, odkud se teplo získává a kam se předává. Čerpadlo země/voda využívá zemní kolektor nebo vrt. Systém vzduch/voda se obejde bez těchto zemních prací, a proto bývá jeho instalace jednodušší. Při výběru posuzujeme prostor na pozemku, možnosti instalace, pořizovací náklady i očekávaný provoz.
U čerpadel vzduch/voda rozlišujeme split a monoblok. Split má venkovní a vnitřní jednotku propojenou chladivovým potrubím; teplo se do topné vody předává uvnitř domu. U monobloku je celý chladivový okruh uzavřený ve venkovní jednotce a mezi ní a domem vede vodní potrubí. To musí mít správně navrženou ochranu proti zamrznutí. Vhodné provedení volíme podle dispozice domu, délky vedení a zapojení soustavy.
Výkon čerpadla má odpovídat tepelné ztrátě domu a potřebám konkrétní otopné soustavy. Nevybírá se pouze podle podlahové plochy ani podle původního výkonu kotle. Pro návrh pomůže projekt, energetické podklady a spotřeba dosavadního paliva. Záměrně předimenzované čerpadlo není náhradou za správný výpočet: stejně jako slabý stroj může přinést zbytečné náklady a nevhodný provoz.
Pro úsporný chod je důležité, aby čerpadlo nemuselo ohřívat topnou vodu na vyšší teplotu, než dům skutečně potřebuje. Čím větší teplotní rozdíl musí překonat, tím více práce má kompresor. Proto při návrhu posuzujeme i podlahové vytápění nebo radiátory, jejich velikost, potřebnou teplotu vody a průtoky v soustavě.
Teplotu topné vody může automaticky přizpůsobovat ekvitermní regulace. Podle venkovní teploty a nastavené topné křivky určuje, jak teplou vodu má čerpadlo připravovat, aby se doma udržela požadovaná teplota. Nastavení lze doplnit informací z vnitřního čidla. Cílem je klidný provoz a dostatečné vytápění s co nejnižší potřebnou teplotou vody, ne zbytečně časté zapínání a vypínání.
Vedle vytápění může čerpadlo připravovat teplou vodu do koupelny a kuchyně. Ta se ukládá do samostatného zásobníku nebo do zásobníku integrovaného ve vnitřní jednotce. Jeho objem volíme podle počtu lidí a způsobu spotřeby vody. Zásobník teplé vody přitom není totéž jako akumulační či vyrovnávací nádrž v topném okruhu.
Vyrovnávací nádrž může pomoci zajistit potřebný objem topné vody, průtok při odtávání, klidnější chod nebo hydraulické oddělení různých okruhů. Není ale povinnou součástí každé instalace. Rozhodují požadavky konkrétního čerpadla a zapojení soustavy; jiné řešení může vyhovovat průchozí podlahovce a jiné kombinaci radiátorů a několika regulovaných okruhů.
Při volbě značky sledujeme nejen výkon a cenu, ale také hlučnost, možnosti regulace, servisní zázemí a dostupnost náhradních dílů. Stejně důležitý je dodavatel, který správně navrhne hydraulické zapojení, regulaci a uvedení do provozu. Samotná kvalitní jednotka nemůže nahradit dobře navržený a odborně namontovaný systém.
Výsledné provozní náklady závisí na potřebě tepla v domě, dosažené účinnosti soustavy a ceně elektřiny. Při porovnání s původním vytápěním proto vycházíme z konkrétní spotřeby a cen energií. Vedle úspory může být důležitý i komfort automatického provozu bez přikládání a skladování paliva. S výběrem vhodného typu, výkonu i zapojení vám pomůžeme podle podkladů k vašemu domu.
