Plynové tepelné čerpadlo: Výhody a nevýhody technologie, o které se nemluví

Tepelná čerpadla jsou součástí řešení trvale udržitelných domácností a vizí pro dosažení uhlíkově neutrální budoucnosti, doplňují (či zcela nahrazují) klasické vytápění plynové nebo elektrické a spolu s malými fotovoltaickými, domácími elektrárnami se stávají tzv. must-have téměř každé novostavby.

Přestože o čerpadlech bylo napsáno a řečeno hodně – a určitě ještě bude, protože výzkum postupuje a technologie se neustále vyvíjí – existují čerpadla, o kterých se tak často nemluví. Plynová čerpadla. Co umí, jaké mají výhody a nevýhody a jak se liší od těch „běžných“?

Jak to funguje?

Plynové čerpadlo nemá speciální nároky na prostor a nevyžaduje stavební úpravy. Běžně je možné technologii umístit na zem nebo na střechu – kamkoliv, kde je možné ho spojit s vnitřním prostředím budovy prostřednictvím dvojice trubek primárního okruhu. Oproti elektrickým čerpadlům nevyžaduje ani zajištění navýšení elektrické přípojky či, dle typu elektrického čerpadla, méně či více rozsáhlé zemní práce (např. vrty).

Oproti elektrickému čerpadlu provoz plynového čerpadla zajišťuje plynový spalovací motor, který využívá k provozu systém s přímou expanzí, tzv. Millerův cyklus. Teplo je získáváno z prostředí v okolí vytápěného objektu (vzduchu), a, v konečném důsledků, použito jak k udržení příjemné vnitřní teploty, tak například i k ohřevu teplé vody. Převod teplot (získaná teplota z vnějšího prostředí je ohřátá na vyšší, ohřevovou teplotu) je možný díky stlačování par v kompresoru. Vytápění s plynovým čerpadlem je možné až do -21 °C.

Obdobně jako u běžného tepelného čerpadla platí, že efektivitu čerpadla udává parametr COP (Coefficient of Performance, tj. topný faktor), u kterého platí vyšší teplota = efektivnější a úspornější provoz. COP je přímo závislé na podmínkách, ve kterých systém pracuje.

Plynové čerpadlo obecně

Obdobně jako běžná tepelná čerpadla, plynové čerpadlo může být zdrojem tepla i chladu. Běžné využití najde zejména pro ohřev vody a regulaci teploty vnitřního prostředí budov. Jako zdroj pro teplo využívá jak energii z venkovního vzduchu, tak odpadní teplo, což znamená – obdobně jako u jiných typů čerpadel, která využívají oba zdroje – minimální ztráty výkonu při provozu.

Výhodou oproti klasickým tepelným čerpadlům je vysoká účinnost a minimální spotřeba elektřiny. Přesněji řečeno, plynové čerpadlo není poháněno elektrickou energií. Pohání ho plynový, spalovací motor. Zdrojem pro čerpadlo tak je zemní plyn nebo propan-butan.

Zmíněná vysoká účinnost s sebou ovšem nese i jisté nevýhody. Plynová čerpadla mají výkon, který je až přehnaný pro použití pro rodinné domy, proto se plynová čerpadla vyplatí (a používají) až pro větší objekty – a to samozřejmě ať už jsou obytné, rezidenční, administrativní nebo průmyslové. Ideálními objekty pro plynová čerpadla tak jsou např. bytové domy, školy, školky, domovy důchodců, penziony, nemocnice…

Čerpadlo vybíráme dle výkonu

Tepelné čerpadlo, pro jakýkoliv objekt, vybíráme dle jeho výkonu. Pokud tedy uvažujeme o tepelném čerpadlu pro rodinný dům běžné velikosti, který je zateplený, s nízkou tepelnou ztrátou a tedy i rozumnými tepelnými nároky, mluvíme o čerpadlu o výkonu zhruba 3-8 kW. Výkon plynových čerpadel přitom začíná kolem 18 kW, pro rodinný dům je tedy nesmyslně výkonné.

Cílovým využitím pro plynová čerpadla je to komerční – tedy administrativa a průmysl. I v tomto případě platí, že by výkon čerpadla měl odpovídat přibližně 80 % tepelné ztráty objektů a že by čerpadlo mělo mít rozumnou návratnost.

Tepelná čerpadla a jejich návratnost

Návratnost čerpadel samozřejmě není jen záležitostí plynových čerpadel – rozumnou návratnost by měly mít nejen investice do technologií pro vytápění/chlazení administrativních či bytových budov. Pořízení běžného tepelného čerpadla pro rodinné domy se v zásadě řídí dle stejných pravidel.

Zatímco u tepelných čerpadel pro rodinné (a jiné menší) objekty se udává návratnost mezi 2 až 10 lety, u plynových čerpadel mluvíme o zhruba 7 až 12 roky. Tuto hodnotu ovlivní zejména pořizovací cena čerpadla, která nejvíce závisí právě na již zmíněném topném výkonu. U velkých průmyslových (či administrativních) objektů se může investice „prodražit“ o potřebu pořídit více čerpadel, abychom dosáhli požadovaného výkonu.

Plynové nebo elektrické?

Pokud mluvíme čistě o objektech, kde osazení plynového čerpadla z hlediska velikosti a výkonu dává smysl, pak plynové čerpadlo vychází výhodněji než čerpadlo elektrické, jelikož provoz čerpadel na elektřinu by v takovém případě byl výrazně dražší než provoz čerpadel na plyn – to je fakt daný čistě porovnáním cen elektřiny a plynu.

Je ovšem třeba mít na paměti, že toto platí pouze pro velké objekty, u malých objektů a rodinných domů použití plynového čerpadla nedává smysl z hlediska výkonu a s ohledem na pořizovací cenu není efektivní ani z hlediska ekonomického.

Zda dáváme osobně přednost před elektřinou či plynem (či zda v jednom či druhém vidíme větší pozitiva nebo negativa), to už je pak samozřejmě otázka zcela mimo téma čerpadel.