Tepelné čerpadlo jako pevná součást domu

Tepelná čerpadla jsou rozšířena hlavně ve skandinávských zemích. V Čechách jsou podle statistik součástí každé desáté novostavby. Hlavním důvodem nákupu je úspora energie. Realizací každým dnem přibývá a je nepopiratelné, že tepelná čerpadla budou v následujících letech zcela jistě patřit mezi důležité formy vytápění, šetrné k životnímu prostředí i k provozním nákladům. V rozhovoru to potvrzuje i Marek Bláha, ředitel společnosti Tepelná čerpadla IVT.

Co je zdrojem energie u tepelných čerpadel?
Tepelná čerpadla využívají energii, která je zadarmo, většinou energii geotermální. Stačí postavit zařízení, které tuto energii ze země vyčerpá a převede ji na teplo použitelné k vytápění domů nebo ohřívání vody. Princip je jednoduchý, technické provedení poněkud složitější a někdy také investičně náročnější. Návratnost je ovšem poměrně rychlá.

Hovořme o ní v souvislosti s vytápěním zemním plynem a porovnejme obě možnosti. Je výhodnější vytápění zemním plynem, nebo tepelným čerpadlem?
Zda se vyplatí zemní plyn, nebo tepelné čerpadlo, závisí na investičních nákladech a dosažené úspoře. Pořízení kvalitního tepelného čerpadla dnes stojí v průměru 350 až 400 tisíc korun a průměrná roční úspora provozních nákladů se pohybuje okolo 31 tisíc korun. Pokud již máte plynový kotel a budete chtít investovat 400 tisíc korun do tepelného čerpadla, vrátí se investované peníze po započítání očekávaného růstu cen energií asi za 10 let.

Jestliže ale přemýšlíte o novostavbě a rozhodujete se, zda pořídit tepelné čerpadlo za 350 tisíc korun, nebo plynové vytápění za 100 tisíc korun (kotel, odkouření, vnitřní plynovod, přípojka plynu), potom tepelné čerpadlo bude stát jen o 250 tisíc korun víc než plynové vytápění a návratnost bude mezi pěti až sedmi roky. Na tepelné čerpadlo je však možné pohlížet i jako na výhodnou inves­tici.

Pokud topíte plynem a máte volných 400 tisíc korun, které chcete investovat, můžete si za ně pořídit tepelné čerpadlo. Tato investice zhodnotí peníze zhruba o 8 procent ročně. V novostavbě se tedy vyplatí tepelné čerpadlo ve všech případech, u stávajících domů v případě, že investujete volné peníze.

Proslýchá se, že některé zdroje geotermální energie jsou vyčerpatelné v horizontu desítek let. Jak se stavíte k těmto názorům na obnovitelné zdroje?
Vzduchová tepelná čerpadla a čerpadla se zemními plošnými kolektory odebírají v podstatě sluneční energii, takže tento zdroj je nevyčerpatelný. Zařízení s vrty odebírají tak málo energie v porovnání s tím, kolik je jí v naší zemi k dispozici, že opět žádné vyčerpání nehrozí.

Před zakoupením tepelného čerpadla je dobré vědět, jak funguje. Můžete uvést alespoň základní charakteristiku?
Tepelné čerpadlo se skládá ze soustavy hadic nebo trubek, které bývají nejčastěji uloženy v zemi. Mohou to být vodorovně uložené trubky, které jsou zakopány v zemi pod zámrznou hloubkou. Jinou možností jsou vrty hluboké několik desítek metrů. Energie se může také získávat třeba z vodních nádrží nebo vzduchu.

V kolektorech, tedy sběračích tepla, koluje vhodné mé­dium – většinou líh, které má nízkou teplotu tuhnutí. V domě jsou kolektory napojeny na výměníkovou stanici – vlastní tepelné čerpadlo. V tomto zařízení dochází k předávání energie vyčerpané ze země do dalšího média, ze kterého se už přímo využívá teplo. Tady přenos energie funguje stejně jako v chladničce. Jednoduše si lze představit, že voda v bojleru nebo v topení se bude ohřívat jakoby u její zadní mřížky. S takovou schematickou představou lze pak snadno porozumět odborné definici, že tepelné čerpadlo je zařízení, které umožňuje odnímat teplo okolnímu prostředí a převádět je pomocí vhodného média na vyšší teplotní hladinu. V praxi to znamená, že stlačováním a roztahováním plynu může tepelné čerpadlo dosáhnout teploty až 65 °C.

K tomu je samozřejmě zapotřebí nějaká doplňková energie, jež pohání kompresor, který zmíněný plyn stlačuje. Takto spotřebovaná provozní elektřina je pouze zlomkem toho, co by bylo potřeba k vytápění.

Jaké jsou výhody jednotlivých systémů čerpadel?
Jak již bylo řečeno, tepelná čerpadla mohou brát energii z různých zdrojů – nejběžnější systémy ji berou ze země, z vody nebo ze vzduchu. Horizontální zemní kolektory jsou plastové trubky, uložené pod zemí. K jejich instalaci je potřebný dostatečně velký pozemek. Velkou výhodou je, dá-li se uložit do země v době stavby domu, kdy se nezničí zahrada. Výkopy sice nejsou hluboké, zato jich je hodně. Pokud víte, kolik potřebuje dům energie, snadno si vypočítáte i možnosti svého pozemku. Jeden kilowatt výkonu čerpadla vyžaduje asi 40 metrů výkopu.Z hlediska investic se toto řešení jeví jako jedno z levnějších.

Geotermální vrty čerpají energii z velkých hloubek země. Jsou většinou vyloženy plastovými trubkami o délce až 150 metrů. Možnost zemních vrtů záleží na geologickém podloží, z něhož se má teplo čerpat. S dnešními technickými možnostmi se ale dají pořídit prakticky kdekoli. Jejich nevýhodou je poměrně vysoká pořizovací cena. Energii lze získávat i z podzemní vody. V takovém případě se vyhloubí dvě studny. Z jedné se voda čerpá a do druhé vsakovací se vypouští ta, která ve výměníku odevzdala své teplo.

Posledním používaným systémem jsou povrchové nádrže. Při tomto způsobu čerpání tepla se ohebné trubky kladou na dno vodní nádrže – rybníka nebo přehrady. Je jasné, že takové řešení je možné pouze v případě vhodných přírodních podmínek. Mít budovu, kterou chceme vybavit tepelným čerpadlem, poblíž vodní plochy je poměrně ojedinělé. Kdo má takové štěstí, může se radovat, protože kladení těchto typů kolektorů je nejlevnější.

Zmínil jste také vzduchová čerpadla. Je lepší odebírat teplo ze vzduchu, nebo ze země?
Způsob odběru tepla závisí na místních podmínkách. Obecně platí, že nejvýhodnější bývá odběr tepla z plošného kolektoru uloženého v zahradě. Tento systém je bezúdržbový, bezhlučný, má dlouhou životnost a nízkou spotřebu elektřiny. Pokud ale není k dispozici dostatečně velký pozemek nebo je obtížné provádět na něm výkopy, bude výhodnější odběr tepla ze vzduchu nebo z vrtu. Důležitá je i teplotní oblast, ve které dům stojí.

Vzduchové čerpadlo bude pracovat mnohem levněji na jižní Moravě, kde je celoročně tepleji, než například někde na Šumavě či v Krkonoších. Pro horské oblasti jsou vhodnější čerpadla odebírající teplo ze země, která nejsou tolik ovlivněná nízkými teplotami vzduchu v zimě jako vzduchová čerpadla. Přestože vzduchová tepelná čerpadla fungují i při velmi nízkých teplotách, zemní čerpadla mají v podobných situacích výrazně nižší spotřebu elektrické energie.

Tepelné čerpadlo Greenline Plus získává teplo ze tří 75 metrů hlubokých vrtů.	Tepelné čerpadlo v tomto případě slouží jako zdroj tepla pro tepelné registry vedené podél velkoplošných oken.

Volba vhodného tepelného čerpadla je nejen otázkou precizního výpočtu, ale i citlivého přístupu k podmínkám, které má budova k dispozici. Jaké jsou tedy podmínky a specifika při instalaci tepelných čerpadel v domě?
První kritérium pro umístění čerpadel představuje vzdálenost zdroje nízkopotenciálního tepla. Jak u vzduchových čerpadel ve vnitřním provedení, tak u čerpadel s odběrem tepla ze země je žádoucí, aby se zdroj nacházel co nejblíže. Prakticky to znamená, že místo pro čerpadlo budeme hledat u obvodové stěny objektu tak, aby délka vedení mezi vrtem nebo kolektorem a čerpadlem v domě byla co nejkratší. Důvody jsou především finanční: primární potrubí je s ohledem na velký průměr, potřebu velmi kvalitní chladírenské izolace i náplň nemrznoucí směsí relativně drahé. Dlouhé vedení pak zvyšuje náklady na čerpací práci oběhových čerpadel, čímž se zvyšuje i spotřeba elektřiny.

U vzduchových čerpadel instalovaných mimo objekt je opět žádoucí umístit je co nejblíže domu, aby vedení mezi venkovní jednotkou a zbytkem technologie v kotelně bylo co nejkratší. Důvody jsou stejné jako v předešlém případě, navíc u dlouhých potrubí vedených venkovním prostorem dochází k vyšším tepelným ztrátám.

Uživatelé si nejčastěji stěžují na hlučnost. Jaké možnosti vylepšení nabízejí současní výrobci?
Je třeba říci, že i nejtišší tepelné čerpadlo může být v noci, kdy poklesne hladina hluku okolí, slyšet. Proto se doporučuje neumisťovat tepelná čerpadla vedle ložnic. U vzduchových čerpadel je třeba hledat takové místo, kde by výparníky v noci nerušily. Důležitá je i volba vhodného tepelného čerpadla. U kvalitních modelů se výrobce řešením odhlučnění zabývá velmi svědomitě.

Levná tepelná čerpadla nemají odhlučnění často řešeno vůbec, proto jejich provoz může obtěžovat okolí. Neméně důležité je vhodné umístění zásobníků pro ohřev užitkové vody. Obvykle se instalují hned vedle tepelného čerpadla nebo jsou přímo součástí tohoto zařízení. Při hledání vhodného místa pro zásobník platí dvě hlavní zásady. Za prvé by měl být co nejblíže koupelnám. Takové řešení omezí nebo zcela vyloučí potřebu cirkulace teplé vody, která je velkým žroutem tepla v domě. Druhou zásadou je umístění zásobníku ve vytápěné místnosti s teplotou alespoň 15 °C, aby se minimalizovaly tepelné ztráty. Z tohoto důvodu nelze obvykle instalovat technologii tepelného čerpadla i se zásobníkem v nevytápěné garáži. Prostorové nároky se výrazně liší podle typu a původu tepelného čerpadla.

Obecně lze uvést, že nejvíce místa zaberou vzduchová tepelná čerpadla. Ta mají sama o sobě velké požadavky na prostor, navíc pro svůj provoz obvykle vyžadují i velký akumulátor otopné vody. Nejmenší nároky na prostor mají švédská tepelná čerpadla systému země – voda, u nichž je jak zásobník teplé vody, tak elektrokotel součástí jednotky, takže se celá kotelna vejde i na necelý metr čtvereční.

Veškeré přípojky pro dům vybavený tepelným čerpadlem jsou v podstatě stejné jako u jakýchkoliv jiných budov. Je samozřejmě nutné pamatovat na dostatečně dimenzovanou přípojku elektřiny. V případě použití tepelného čerpadla zcela odpadá potřeba přívodu plynu. Přestože je kombinace tepelného čerpadla a plynového kotle technicky možná, v porovnání s elektrokotlem je z ekonomických důvodů nevýhodná.

Rozhovor připravil Vlastimil Růžička
Foto: Iveta Kopicová