Masivnější zájem o tepelná čerpadla propukl s razantním zvyšováním cen energií v 70. letech 20. století. Ovšem princip tepelného čerpadla je znám již 100 let a poprvé bylo TČ instalováno pro vytápění curyšské radnice ve Švýcarsku v roce 1936. Rozhodujeme se mezi třemi typy tepelných čerpadelVýběr proběhne mezi tepelnými čerpadly vzduch-voda, země-voda a voda–voda. Zajímat nás bude možnost instalace, její doba a náročnost, provozní náklady a cena instalace. Nejhůř jsou na tom v ČR tepelná čerpadla voda-voda, jelikož nemají (až na výjimky) mnoho možností využít vodu jako primární zdroj energie. Proto se výběr v naprosté většině případů zúží na tepelná čerpadla vzduch-voda a země-voda. A právě ekonomické a provozní srovnání těchto čerpadel podle zdroje nízkopotenciálního tepla nám napoví. Co se týká doby a náročnosti instalace, jsou na tom tepelná čerpadla vzduch-voda mnohem lépe. K jejich instalaci nepotřebujeme žádné povolení a montáž zabere běžně 3 až 4 dny. Zatímco pro instalaci TČ země-voda je třeba před zahájením vrtných prací zařídit povolení pro vrty a zajistit odvoz vyvrtané suti. Navíc je k povolení třeba provést zemní sondy a hydrogeologický průzkum, schválení příslušného povodí a báňského úřadu. Instalace tepelného čerpadla země-voda se zemní sondou zabere až několik měsíců.Za kompletní instalaci tepelného čerpadla vzduch-voda zaplatíte v případě běžného rodinného domku řádově desetitisíce (do 100.000 korun), ovšem za tepelné čerpadlo země-voda lze za číslo vyjadřující desítky tisíc přidat nulu navíc. Přitom ale tepelná čerpadla země-voda dosahují nižších provozních nákladů pouze o cca 10%, což v přepočtu představuje pouhých několik tisíc korun ročně a návratnost investice do tepelného čerpadla země-voda může přesáhnout až 100 let. Za kompletní instalaci kvalitního tepelného čerpadla vzduch-voda zaplatíte v případě běžného rodinného domku řádově kolem 200.000 korun, ovšem za tepelné čerpadlo země-voda cca 400.000 korun. Přitom ale tepelná čerpadla země-voda dosahují nižších provozních nákladů pouze o cca 10%, což v přepočtu představuje pouhých několik tisíc korun ročně a návratnost investice do tepelného čerpadla země-voda může (ale nemusí) přesáhnout až 20 let. A to je maximální předpokládaná životnost tepelných čerpadel obecně. Porovnání tepelných čerpadel pod drobnohledemVšeobecně rozšířená představa laiků, že tepelná čerpadla voda-voda a země-voda jsou účinnější a tedy provozně výhodnější než tepelná čerpadla vzduch-voda, je zcela mylná. Praxe prokazuje, že jednotlivé typy tepelných čerpadel se stejnými nominálními výkony dokonce vykazují dlouhodobě podobné provozní náklady. Proč?Tepelné čerpadlo vzduch-voda čerpá teplo z okolního vzduchu, zatímco čerpadla voda-voda z vody a země-voda ze země. V zimě odebírají čerpadla vzduch-voda teplo z mnohdy velice chladného vzduchu, zatímco teplota podzemní vody a půdy je ustálena lehce pod bodem mrazu. Ovšem v létě je teplota vzduchu mnohem vyšší a příprava teplé užitkové vody tak vychází velice výhodně. Nesmíme zapomenout, že tepelná čerpadla neohřívají pouze topnou vodu, ale i vodu užitkovou a bazénovou. Navíc musíme přihlédnout k faktu zateplování budov, výstavbě budov dokonce v pasivním, nulovém a aktivním standardu a instalacím nízkoteplotních podlahových topných systémů. Čili při krátkodobém poklesu venkovních teplot pod -15 oC již není nutné použít vedle čerpadla vzduch-voda další bivalentní zdroj tepla, jako tomu bylo dříve. Zakalkulovat je třeba i elektrický příkon jednotlivých typů čerpadel. Na glykolovém okruhu, který má poloviční přenosové vlastnosti a vyšší hustotu než voda, je příkon obvykle výrazně větší než příkon motoru ventilátoru čerpadla vzduch-voda. Rozdíl tedy snadno vyrovná ztráty, které jsou spojené s cyklickým odtáváním výparníku tepelného čerpadla vzduch-voda. No a nakonec – zásadní roli hrají též investice. Pořizovací náklady čerpadel vzduch-voda jsou nesrovnatelně nižší a rychlá je tudíž i návratnost investice. Lze dokonce říci, že pořízení celého zařízení tepelného čerpadla vzduch-voda a jeho instalace dosahuje ceny pouze zemního jímače u ostatních dvou typů tepelných čerpadel. Obliba tepelných čerpadel vzduch-voda rosteZcela zásadní bylo rozšíření pracovních teplot tepelných čerpadel vzduch-voda, při kterých mohou efektivně pracovat, až na mínus 25 oC. Závislost výkonu na teplotě okolního vzduchu je pak řešena doplňkovým zdrojem tepla - elektřinou. S nižší venkovní teplotou klesá výkon tepelného čerpadla, s vyšší naopak stoupá. A právě proto je pokles výkonu tepelných čerpadel vzduch-voda při nižších teplotách zcela kompenzován teplejším obdobím. A pokud právě přičteme nízké pořizovací náklady, je jasno. Nové typy tepelných čerpadel vzduch-voda přitom dosahují vysokého výkonu, jsou minimálně hlučné a snadno se instalují bez potřeby jakéhokoli povolení. Navíc je teplo, které čerpadla odebírají okolnímu vzduchu, bezprostředně vraceno tepelnými ztrátami vytápěného objektu, byť jsou tyto ztráty minimální. Princip tepelného čerpadla vzduch-vodaPrávě v okolním prostředí (vzduch, voda, země) máme k dispozici nevyčerpatelné zdroje energie nízké teplotní úrovně. A tato energie pochází ze slunečního záření. Proto jsou tepelná čerpadla vlastně příbuzná se solárně termickými kolektory a fotovoltaikou (fotovoltaika produkuje elektřinu, nikoli teplo). A právě tepelná čerpadla převádí energii nízké teplotní úrovně na vyšší, která je již využitelná k vytápění a ohřevu vody (užitkové, bazénové). Vlastně jde o chladící zařízení, která však místo chlazení topí. Základem tepelného čerpadla vzduch-voda je uzavřený okruh, který je naplněn chladivem. Chladící okruh má 4 základní části, ve kterých se stále opakuje stejný cyklus:Výparník: Do výparníku je přiváděno okolním vzduchem nízkopotenciální teplo, které způsobuje vypařování chladiva a páry chladiva se stávají nositelem tepelné energie, kterou převádějí do kompresoru. Proudění vzduchu přes výparník zajišťuje axiální ventilátor (ventilátory). Tento vzduch se přitom ochladí.Kompresor: Nasává páry z výparníku, stlačuje je a vytlačuje do kondenzátoru. Práce potřebná k pohonu kompresoru se přemění v teplo, které se přičítá k teplu přivedenému z výparníku.Kondenzátor: Energie přivedená do kondenzátoru parami chladiva z výparníku a kompresoru je převáděna do cirkulujícího topného média (sekundární okruh tepelného čerpadla). Převedeným teplem se topné médium ohřívá.Škrticí ventil: Kapalné chladivo, které zkondenzovalo v kondenzátoru při vyšším (kondenzačním) tlaku, se vstřikuje do výparníku, aby se zde opět vypařilo při nižším (vypařovacím) tlaku. Cyklus se stále opakuje. Zdroj: www.kskpraha.cz
