Investice, která se zaručeně vrátí

Spolehlivou cestu k levnému vytápění dnes představuje tepelné čerpadlo. Pro jeho realizaci ovšem nesmíte zvolit nejlevnější garážovou firmu.

 

V současnosti je u nás v provozu již téměř 150 000 tepelných čerpadel. Kvůli strachu uživatelů z nedostatku plynu a celkové energetické nejistotě, ale také díky štědré státní dotaci (Kotlíkové dotace, Nová zelená úsporám) roste poptávka v letošním roce rekordním tempem. Tepelná čerpadla si lidé pořizují nejen do novostaveb, nýbrž také v rámci rekonstrukcí starších rodinných domů. Pokud jde o rekreační objekty se sezonním užíváním (chaty, chalupy), řada lidí volí pro zvýšení své energetické nezávislosti tepelné čerpadlo v kombinaci s fotovoltaickými panely, které jsou rovněž dotovaným zdrojem energie, takže celková návratnost systému se může významně zkrátit. V posledních měsících tepelná čerpadla začínají vyhledávat i bytová Společenství vlastníků jednotek, která se chtějí zbavit závislosti na plynovém vytápění. Momentálně se totiž tepelné čerpadlo jeví jako zdroj, který je pro vytápění nejméně závislý na dodávkách energií. Vzhledem k rostoucím cenám všech energií odborníci odhadují, že do roku 2025 stoupne prodej tepelných čerpadel v Česku oproti loňskému roku zhruba o 50 procent. Podle analýzy Komory obnovitelných zdrojů energie začal vzestup zájmu již loni: z 50 tisíc domácností, které si v roce 2021 nově pořídily obnovitelný zdroj energie, sáhla téměř polovina po tepelném čerpadle.

 

Proč šetří energii?

Tepelné čerpadlo odebírá teplo vzduchu, zemi nebo vodě a pomocí soustavy radiátorů či podlahového vytápění je rozvádí po celém domě. Funguje na „principu obrácené chladničky“: Kdybyste svou chladničku obrátili čelem ke zdi, její zadní stěna vám bude do místnosti vydechovat teplo. Toto teplo cíleně odebírá potravinám, které ochlazuje, a jako vedlejší efekt ve své zadní části topí. Na stejném principu pracuje tepelné čerpadlo, jenže cílem je tentokrát vytápění, a proto dosahuje mnohem vyššího topného výkonu. Elektrickou energii vlastně potřebuje jen na své spuštění, pro pohon čerpadla a kompresoru.

 

Zdroje a média

Při výběru tepelného čerpadla pro vaši domácnost je nezbytné abyste se uměli v orientovat v jednotlivých typech čerpadel a tom, na jakém principu fungují. Tepelná čerpadla pracují zpravidla v systémech vzduch-voda, země-voda a voda-voda, případně v systému vzduch-vzduch. Označení jednotlivých systémů je podle zdroje, z něhož teplo odčerpávají, a podle média, jemuž získané teplo předávají. Zdrojem tepla může být venkovní vzduch nebo také odpadní vzduch z interiéru (specifickou podobu tepelného čerpadla tvoří rekuperační systém), země z hlubinného vrtu nebo plošného povrchového kolektoru, případně podzemní či povrchová voda. Teplonosným médiem je většinou voda, což umožňuje využití tepelného čerpadla jak pro vytápění, tak i pro ohřev užitkové vody. Systém vzduch-voda může disponovat i doplňkovou funkcí letní klimatizace. Teplo čerpané ze vzduchu lze předávat také přímo do vzduchu, čehož využívají klimatizační nebo rekuperační jednotky. Zatímco klimatizační jednotky nemohou ohřívat užitkovou vodu, systém aktivní rekuperace s ohřevem vody nabízí vše: větrání, topení, chlazení i přípravu teplé užitkové vody. Také tady jde o dotovaný systém, který podstatně sníží vaše náklady na energie, ale to je jiná kapitola.

 

Topný faktor

Zásadním parametrem, který prozradí energetickou účinnost tepelného čerpadla, je topný faktor (Coefficient of Performance – zkratka COP). Je to poměr mezi množstvím tepla, které čerpadlo „vyrobí“ (dodá do otopné soustavy), a množstvím spotřebované vstupní energie (elektřiny pro pohon čerpadla a kompresoru). Během roku hodnota COP většinou kolísá, nejvíce u systému vzduch-voda. V horkých letních dnech může dosahovat až hodnoty 7, v mrazivých zimních dnech klesá pod hodnotu 2,5. Co by vás mělo zajímat nejvíce, je celoroční průměr topného faktoru (Seasonal Coefficient of Performance – SCOP). Ten by se u kvalitního tepelného čerpadla libovolného typu měl pohybovat nejméně okolo hodnoty 4. Zbystřete ovšem v případě, že vás firma ohromí sezonním topným faktorem vyšším než 5. Není to nemožné, ale pozor na tři věci:

1. Výpočet SCOP leckdy nezahrnuje ohřev vody (tam bývá topný faktor okolo hodnoty 3).

2. U systému vzduch-voda bude v praxi topný faktor podstatně nižší, pokud přijde tuhá zima (výpočtový model pro mírné pásmo počítá s teplotami jen do -10 °C).

3. Pro reálnou výši SCOP je zásadní, zda máte podlahové vytápění! Ohřev otopné vody pro radiátory (tedy na vyšší teplotu) vám skutečnou hodnotu topného faktoru vždy o něco snižuje.

 

Příklad návratnosti

Kolik se dá s tepelným čerpadlem reálně ušetřit? Podívejme se na modelový příklad skutečného domu (dvoupodlažní podsklepená stavba s půdou, bez zateplení, vytápěná plocha 200 m2), který vytápí atmosférický plynový kotel a užívá ho pětičlenná rodina. Pro modelový výpočet jsme využili porovnání nákladů na webu tzb-info.cz s vytápěním tepelným čerpadlem Acond PRO R (systém vzduch-voda pro rekonstrukce), které má hodnotu SCOP 5,05 (za 1 kW energie odebraný ze sítě by mělo vyrobit 5,05 kW tepla). Dům vykázal roční spotřebu energie 26 MWh, což odpovídá nákladům 114 687 Kč. Srovnání s tepelným čerpadlem vypadá následovně: roční spotřeba 3,9 MWh, náklady 50 493 Kč. Úspora tedy činí teoreticky 64 194 Kč za rok. Navíc je tu předpoklad, že v budoucnu může být rozdíl ještě větší. Kompletní realizace zmíněného tepelného čerpadla by dnes stála přibližně 300 000 Kč. Ekonomická návratnost investice bez dotace tedy vychází na méně než 5 let. Šedá je teorie, ale pokud vsadíte na spolehlivou firmu, zelený strom života nebude od této teorie daleko…

Srovnání systémů

Výhodnost jednotlivých systémů se může výrazně lišit podle podmínek konkrétního místa a instalace. Obecně však platí:
• Čerpadla typu země-voda vyžadují vyšší náklady na instalaci (nejdražší je hlubinný vrt), pro plošný kolektor je navíc potřeba velká nezastíněná plocha pozemku. Ten se jednak stavebně znehodnotí, jednak bude o trochu chladnější a tedy méně vhodný pro pěstování rostlin. Systém s plošným kolektorem však stále dosahuje nejnižší spotřeby elektřiny.
• Čerpadla typu vzduch-voda jsou instalačně nenáročná, proto dnes tvoří zhruba 90 % celého trhu. Pokud máte dům v nížině, klima pravděpodobně bude splňovat podmínky mírného pásma, na něž jsou vzduchová tepelná čerpadla testována. Ale v zimě, kdy potřebujete nejvíc tepla, bude výkon rozhodně klesat. Zato v létě mohou nabízet doplňkovou funkci klimatizace.
• Čerpadla typu vzduch-vzduch dosahují vysoké účinnosti vytápění zejména u menších bytů a dovedou kombinovat topnou funkci s letní klimatizací. Nemohou ovšem ohřívat užitkovou vodu. Na téměř shodném principu pracují i tzv. splitové klimatizace (oddělená vnější kondenzační jednotka a vnitřní výparník), ale většina z nich nenabízí plnohodnotné vytápění. Jediným skutečným „obojživelníkem“ na trhu je splitová jednotka Ururu Sarara.
• Systém voda-voda je zajímavá alternativa, ale jen málokde v našich geologických podmínkách lze odebírat teplo ze spodní vody. Máte-li to štěstí, jde o systém mimořádně spolehlivý, protože teplota spodních vod je – na rozdíl od vzduchu – stálá po celou zimu. A jestli je u vašeho pozemku mohutný zdroj povrchové vody (velký rybník, spodní tok řeky), budou instalace i provoz systému velmi levné. Musíte ovšem získat povolení od správce povodí. Specialitou je efektivní využití studniční vody.

 

Teplo z vlastní studny

Levné, originální a spolehlivé řešení s minimální spotřebou vody nabízejí tepelná čerpadla Spirála. Jsou konstruována speciálně pro využití studniční vody a fungují na principu otevřeného okruhu, kdy zdrojová voda protéká přímo výměníkem tepelného čerpadla. Nepoužívá se filtrace přírodní vody ani externí výměník (venkovní jednotka), takže energie zdroje je využita na maximum. Čerpadlo klade jen minimální nároky na kvalitu zdrojové vody a využívá její stálou teplotu (přibližně 10 ºC po celou zimu). Při dostatečném průtoku však stačí teplota zdrojové vody 3 °C. Speciální měděné trubkové výparníky (patent firmy) mají zvětšenou teplosměnnou plochu na straně chladiva a studniční voda proudí okolo nich zvenčí. Pokud čerpadlo napojíte z jedné strany na studniční vodu a z druhé strany na systém podlahového vytápění, budete v zimě překonávat teplotní rozdíl jen okolo 25 ºC (zdrojová voda 10 ºC, podlahový systém 35 ºC) a dosáhnete skutečně mimořádné účinnosti (SCOP až 7). Provoz nevyžaduje údržbu ani servisní prohlídky.

 

Výběr bez rizika

Většina z nás však nemá to štěstí, že může čerpat teplo z vlastní studny. Těm ostatním nabízíme usnadnění orientace na českém trhu, kde působí přes 120 dodavatelů tepelných čerpadel, hned dvojím způsobem: prostřednictvím obsáhlého rámečku „Výkladový slovníček“ a prostřednictvím certifikátu kvality. Ten uděluje jednotlivým výrobcům či značkám mezinárodní společenství EHPA (European Heat Pump Association) na základě náročných testů a jeho udělení váže na záruční lhůty i odborný servis dodavatele. Pro výběr konkrétního tepelného čerpadla vám jako vodítko poslouží mezinárodní značka kvality Q: U všech výrobků s touto značkou máte záruku pravdivosti udávaných klíčových parametrů (výkon, topný faktor, hlučnost). Navíc získáte garanci odborné servisní sítě a dodávek náhradních dílů nejméně 10 let po ukončení výroby. Seznam všech výrobců a značek s certifikátem kvality EHPA i všech tepelných čerpadel v ČR se značkou Q najdete na webu Asociace pro využití tepelných čerpadel (www.avtc.cz).

---

Plyn versus elektřina

Lze nahradit plynový kotel tepelným čerpadlem, aniž byste prodělali? „Dnes v Česku fungují tři kategorie plynových kotlů. Běžné atmosférické kotle mají účinnost kolem 90 %, nízkoteplotní kotle kolem 95 % a kondenzační kotle těsně nad 100 %,“ uvádí Jakub Tykal, obchodní a marketingový ředitel společnosti Acond. „Při jejich výměně za tepelné čerpadlo se vždy zvažuje, za jak dlouho se tato investice vrátí, a tudíž zda má vůbec smysl. Samozřejmě čím vyšší je účinnost plynového kotle, tím je návratnost delší, takže nejrychleji se investice vrátí u běžných starých kotlů. Ovšem na druhou stranu v dnešní době, kdy u plynových kotlů přichází nově i nejistota ceny a vůbec dostupnosti plynu, je posuzování jejich výměny více než žádoucí – i tehdy, když máte kotel kondenzační. Lidé dnes chtějí mít jistotu, že budou moci topit za přijatelnou cenu, a odpovědi stran plynu nikdo nezná… Elektřina bude v Česku vždycky dostupná, protože ČR je v ní soběstačná, dokonce ji vyváží. Jediné, co se u elektřiny bude řešit, je její cena, ale elektřina nikdy nedojde.“

Dobrá jistota. Ale bude možné i na výměnu plynového kotle za tepelné čerpadlo využít státní dotaci? Program Nová zelená úsporám v tuto chvíli dotace na výměnu plynového kotle neřeší, ale předpokládá se, že k tomu ČR přistoupí. Dotační programy ČR, ale i v rámci EU, se budou postupně rozšiřovat také na tento segment, protože je velký tlak, aby se země EU odklonily od plynu. Takže zřejmě vláda brzy (v řádu měsíců) vyčlení prostředky i na podporu výměny plynových zařízení za elektrická.

---

Výkladový slovníček aneb Jak se nenapálit
(uváděné číselné údaje platí pro systém vzduch-voda)

Kompresor – hlavní pracovní část tepelného čerpadla. Lze se setkat s rotačním kompresorem a tak zvaným scrollovým, který je méně namáhaný a dosahuje proto zpravidla dvojnásobné životnosti (nejméně 20 let). Jde o klíčovou součást, která je nejčastější příčinou výměny tepelného čerpadla.
Chlazení v základu – součástí základního vybavení tepelného čerpadla je také funkce chlazení, nic se za ni nedoplácí.
Nerezová venkovní jednotka – běžně používaný lakovaný plech rychle stárne. Ideální je proto nerezový povrch čerpadla, který zůstane vzhledově stejný mnoho let.
Monitoring chodu – profesionální výrobci, kteří kladou důraz na dlouhou životnost svých čerpadel, zajišťují svým klientům nepřetržitý monitoring chodu zařízení včetně možnosti vzdáleného servisu, a to již v ceně přístroje.
Tepelný výkon – uvádí, kolik tepla dokáže čerpadlo vyrobit a zda tedy dokáže pokrýt tepelnou ztrátu domu. Pohybuje se od 3 do 18,2 kW. Čerpadlo s příliš nízkým výkonem pravděpodobně nebude schopno dům vytopit.
Prated W55, průměrné klima – jmenovitý tepelný výkon pro ohřev otopné vody na 55 °C, pro který platí hodnoty na energetickém štítku. Měl by se pohybovat okolo 10 kW, u novostaveb může být nižší.
SCOP W35, průměrné klima – průměrný topný faktor, který udává, kolik tepla dokáže čerpadlo vyrobit za 1 kW elektřiny odebraný ze sítě. Měl by se pohybovat v rozmezí 4,3–5,4.
COP A7/W35 – topný faktor při venkovní teplotě vzduchu 7 °C a teplotě vody 35 °C. Měl by se pohybovat v rozmezí 4,1–5,3, ideál je nad 5.
COP A2/W35 – topný faktor při venkovní teplotě vzduchu 2 °C a teplotě vody 35 °C. Měl by se pohybovat v rozmezí 3,3–4,9, pro kvalitní úsporné vytápění je žádoucí číslo nad 4.
COP A7/W55 – topný faktor při venkovní teplotě vzduchu 7 °C a teplotě vody 55 °C. Měl by se pohybovat v rozmezí 2,7–3,3.
Sezonní energetická účinnost W35, průměrné klima (%) – ukazuje, jak dokáže být čerpadlo efektivní ve využití energie potřebné k ohřevu otopné vody. U značkových čerpadel je v rozmezí 170–218 %.
Topný faktor – udává, kolik tepla dokáže čerpadlo vyrobit za 1 kW elektřiny odebraný ze sítě. Ideální je porovnávat jak topný faktor COP při nízkých teplotách, tak i průměrný sezonní topný faktor SCOP.
Akustický výkon – normou definovaná a laboratorně stanovená veličina, která číselně definuje absolutní hlučnost čerpadla. Minimum 49 dB, maximum 65 dB. Výsledný rozdíl vnímaného hluku je obrovský (každé 3 dB hluk pocitově zdvojnásobí).
Akustický tlak – přepočítaná hodnota, která stanovuje hlučnost čerpadla vždy v určité vzdálenosti. Čím je větší, tím se zdá být čerpadlo tišší. Ve vzdálenosti 6 metrů se pohybuje od 25,8 do 41,5 dB.
Maximální výstupní teplota vody – definuje, jak teplou vodu dokáže čerpadlo připravit za určité venkovní teploty, aniž by muselo použít záložní zdroj energie. Pro rekonstrukce se může hodit teplota až 70 °C.
Chladivo – cirkuluje v systému a přenáší získané teplo do otopné vody. Významně ovlivňuje efektivitu čerpadla hlavně při nízkých venkovních teplotách. U tepelných čerpadel se za nejvyspělejší typ považuje propan R290. Klimatizace využívají nejčastěji chladivo R32, které je rovněž ekologické, ale jeho použití prozrazuje, že základ venkovní jednotky čerpadla tvoří patrně přestavěná klimatizace (je levnější, hlučnější a za nízkých teplot méně účinná).
Ekvivalent CO2 – přepočet dopadu čerpadla na životní prostředí, podle něhož lze zjistit, zda zařízení bude podléhat povinným pravidelným revizím. Pohybuje se od 0,002 do 6,9 tuny.

---

 

 

text Vít Straňák

foto se souhlasem firem NIBE, Acond, TC Spirála, Samsung, Therma V

Datum vydání: 11. 8. 2022

Edit: Andrea Moudrá