Jak čerpat energii ze vzduchu

 

Tepelné čerpadlo již není výstřelkem zarytých ekologů, ale stalo se jednou z plnohodnotných a finančně dostupných alternativ vytápění domu. O jejich popularitu se v poslední době zasloužila čerpadla získávající energii ze vzduchu, protože jejich instalace je nejméně náročná jak z technického, tak finančního hlediska.

Jak víme, tepelná čerpadla odebírají teplo z vnějšího prostředí a dokáží ho využít k ohřevu vody, popřípadě vzduchu, pro vytápění domů a ohřevu teplé užitkové vody. Musíme zdůraznit, že k tomu, aby tepelná čerpadla zužitkovala přírodní energii, potřebují i energii elektrickou. Jejich úkolem je vyrobit energie více, než kolik jí na svůj provoz spotřebují. Poměr mezi získanou a spotřebovanou energií udává topný faktor, parametr, který vypovídá o účinnosti tepelného čerpadla. Jednoduše řečeno udává, kolikrát čerpadlo znásobí elektrickou energii nutnou na jeho pohon: dvakrát, třikrát, pětkrát…

VYPLATÍ SE? 
Hlavním důvodem, proč si pořizujeme tepelné čerpadlo, jsou nízké provozní náklady na vytápění a ohřev vody. Od jeho pořízení však nejčastěji odrazuje vysoká vstupní investice. Podívejme se proto nejdříve na tepelná čerpadla vzduch-voda z tohoto pohledu. Co vše musíme vzít v úvahu, zvažujeme-li jejich ekonomickou výhodnost? Pořízení kvalitního čerpadla vzduch-voda pro menší rodinný dům v kategorii B či C znamená celkovou investici zhruba od 120 000 Kč. Porovnáme-li ji s cenou plynového kotle, zdá se rozdíl značný, ale jen na první pohled. K samotné ceně kotle musíme ještě započítat náklady spojené s připojením plynu a odvodem spalin, tedy vybudování či vyvložkování komína, pak je investice téměř srovnatelná. Z hlediska vstupní investice se nejpříznivěji jeví elektrické vytápění, na pořízení elektrokotle stačí třeba jen 20 000 Kč, tady však budou naopak nejvyšší provozní náklady. S pomocí tepelného čerpadla zaplatíme za vytápění alespoň o polovinu méně než při vytápění plynem, a až o dvě třetiny ve srovnání s elektřinou. V úsporných domech, tedy v domech s malou tepelnou ztrátou, však potřebujeme tepla na vytápění velmi málo. Pak jsou i provozní náklady velmi nízké, a zdá se, že se nám investice do něj nevrátí. To ovšem propočítáváme jeho návratnost pouze na základě úspor nákladů na vytápění. Konečná bilance však může být mnohem příznivější, použijeme-li čerpadlo i k ohřevu teplé užitkové vody. Na její spotřebu nemá vliv energetická náročnost domu a výdaje za ohřev teplé vody činí o to významnější podíl ve výdajích za energie, čím je dům úspornější. Proto bychom při kalkulaci nákladů neměli na tuto položku zapomínat. Oproti ohřevu v přímotopném bojleru ohříváme vodu několikrát levněji, u čtyřčlenné domácnosti může znamenat ohřev vody tepelným čerpadlem úsporu zhruba 7000 Kč za rok. Ještě jednoznačnější je rozdíl, pokud chceme ohřívat i vodu v bazénu. Tu však nejspíš neohříváme elektřinou, náklady bychom měli srovnávat třeba se solárním systémem. Zmiňme další důležitý aspekt, a to úspory za celkovou spotřebu elektřiny v domácnosti díky tomu, že je pro domácnosti, které mají instalované tepelné čerpadlo, poskytována výhodná dvoutarifní sazba. Nízký tarif platí 22 hodin denně, proto za chod všech spotřebičů v domácnosti platíte téměř po celý den výrazně méně. Zkrátka při rozhodování, zda si pořídit tepelné čerpadlo, je třeba vzít v úvahu více faktorů, kromě ekonomických samozřejmě i další, zejména vysokou míru komfortu a ohleduplnost vůči přírodě.

PROČ TEPELNÉ ČERPADLO? 
Nemáme v úmyslu bezmezně chválit jen tepelná čerpadla, ale spíše upozornit na to, co v obecném povědomí brání se o jejich možnosti blíže zajímat. Jak vidno, ani ekonomický aspekt nemusí být odrazujícím faktorem. Tepelná čerpadla, která odebírají teplo ze vzduchu, učinila velký technologický pokrok, jak co se týče účinnosti, tak například hlučnosti. Díky systémům s plynulou regulací otáček (invertorová technologie) již není výrazný rozdíl v účinnosti mezi typy vzduch-voda a země-voda. Stejně tak se podstatně snížila hlučnost, která byla ještě před pár lety snad největší brzdou jejich rozšíření. V současné době používané scroll kompresory a moderní ultratiché ventilátory zajišťují natolik tichý chod, že můžeme vzduchová tepelná čerpadla použít i v husté zástavbě. Výhodou oproti jiným typům čerpadel je jejich snadná instalace, která trvá jeden až tři dny. Některé typy je možné využít v létě k chlazení interiérů. A jak jsme již naznačili, tepelná čerpadla vzduch-voda je výhodné využít k celoročnímu ohřevu vody. Od jara do podzimu ji ohřejí nadmíru efektivně, v té době dosahují s ohledem na teploty vzduchu dokonce vyšší topný faktor než čerpadla země-voda. I když je zejména v zimě nutný elektrický dohřev, z celoročního pohledu činí jen malý zlomek celkové spotřeby. Je zbytečné uvažovat o kombinaci tepelného čerpadla se solárními systémy, neúměrně se tak zvýší investice i složitost systému. Tepelné čerpadlo zvládne ohřev spolehlivěji, efektivněji a po delší část roku.

ZVLÁDNE VYTÁPĚNÍ DOMU SAMO? 
Stačí si pořídit jen tepelné čerpadlo vzduch-voda bez dalšího doplňkového zdroje vytápění, jako třeba elektrokotle či plynového kotle? Výkon tepelných čerpadel bylo zvykem dimenzovat zhruba na pokrytí 60 – 70 % tepelných ztrát domu kvůli nižší pořizovací ceně a vzhledem k tomu, že se obtížně reguloval jejich výkon. Dnes je trendem pokrýt tepelnou ztrátu stoprocentně. To bez problémů dokáží čerpadla typu země-voda nebo voda-voda. U typů vzduch-voda je situace složitější, protože jejich výkon výrazně klesá s klesající teplotou okolí. Tedy právě v době, kdy jejich výkon nejvíce potřebujeme. Proto se při nízkých teplotách venkovního vzduchu musí do práce zapojit dodatečný – bivalentní zdroj tepla, většinou elektrokotel. Také u čerpadel vzduch-voda je snaha, aby se tento zdroj využíval co nejméně a podíl energie dodané vlastním čerpadlem byl co nejvyšší. Záleží proto na správném dimenzování výkonu tepelného čerpadla. Při určité venkovní teplotě dojde ke stavu, kdy se výkon tepelného čerpadla rovná aktuální tepelné ztrátě objektu. Tuto teplotu nazýváme bodem bivalence, neboť při dalším poklesu teploty již musí být tepelný deficit budovy doplňován bivalentním zdrojem. Čerpadlo s malým výkonem zaměstná bivalentní zdroj dříve, naopak výkonnější dokáže zajistit vytápění objektu do velmi nízkých venkovních teplot. Je-li výkon tepelného čerpadla zvolen tak, aby byl bod bivalence mezi -8 až 12 °C, pak se bude provozně drahý bivalentní zdroj podílet na celkové spotřebě elektrické energie pro vytápění maximálně z 1 – 5 %. Tedy 95 – 99 % spotřeby elektrické energie pro vytápění pokryje tepelné čerpadlo. K propočítaným tepelným ztrátám domu je pak ještě připočítat výkonovou rezervu, která zvýší tepelnou ztrátu objektu zhruba o 0,8 kWh na ohřev teplé užitkové vody.

JAK VYBRAT DODAVATELE? 
Toto opatrné a samozřejmě zjednodušené nahlédnutí do souvislostí, které hrají roli při výběru tepelného čerpadla, ukazuje, jak důležitá je volba dodavatele tepelného čerpadla. A to jsme ani nezabrousili na problematiku porovnávání topných faktorů, jejichž hodnoty závisí na podmínkách, při kterých jsou měřeny. Pro laika je proto porovnávání obtížné. Ani údaje o hlučnosti nemusejí být srovnatelné, opět záleží na způsobu měření. A jak jsme se snažili ukázat, nezáleží jen na kvalitě samotného zařízení, ale na jeho správném navržení a instalaci. Proto nekupujte tepelné čerpadlo samostatně. Vždy jen jako komplet i s montáží, projektem a uvedením do provozu. Prověřte si, zda se nabízené čerpadlo může prokázat protokolem z akreditované zkušebny a certifikátem systému řízení kvality, zda je dodáváno jako celek od jednoho výrobce. Stává se, že vám podnikavý kutil nabídne levné řešení tím, že sestaví tepelné čerpadlo z jednotlivých komponentů – vnitřní a venkovní jednotky, záložního zdroje, oběhového čerpadla, expanzní nádoby atd. od různých výrobců. Takové nabídce se rozhodně vyhněte. Zdánlivě levnější řešení je jistým příslibem budoucích potíží. Největší jistotu, že vsadíte na správnou firmu, budete mít, když si vyberete dodavatele z členů Asociace pro využití tepelných čerpadel.

STÁTNÍ DOTACE? 
Na tepelná čerpadla je možné získat dotaci z programu Nová zelená úsporám, možnost získání podpory je však omezena. Poskytuje se buď při současném zateplení rodinného domu, nebo pokud dům splňuje limit roční spotřeby tepla na vytápění u RD do 150 kWh/m2, a to jen tam, kde je tepelným čerpadlem nahrazován neekologický zdroj – kotel na tuhá paliva. Topný faktor čerpadel vzduch-voda musí činit minimálně COP 3,1. Technické požadavky programu požadují instalaci čerpadla do systému s akumulační nádrží, což zvýhodňuje starší technologie oproti účinnějším čerpadlům s invertorovou technologií. Účelnost žádosti o poskytnutí podpory je proto třeba prověřit s realizační firmou.

Save

Datum vydání: 15. 6. 2015

Edit: Miloslava Perglová