Tepelné čerpadlo: Vyplatí se, či nikoli?

Snaha o snižování topných nákladů často „přehlíží“ velmi důležitý ukazatel, energii nezbytnou k přípravě teplé vody. Při současném snižování tepelných ztrát obvodových konstrukcí rodinných domů se snížila potřeba energie na vytápění a rozhodujícím energetickým výdajem domácností se stává právě energie nutná na přípravu teplé vody. Optimalizace její přípravy může vést k značným úsporám.

Pro názornost a představu

Průměrná roční spotřeba energie nezbytné k ohřevu vody v běžné domácnosti činí kolem 18 až 20 GJ, tj. asi 4 990 až 5 500 kWh, tedy 24 % celkové spotřeby energie. Jedna osoba přitom ročně spotřebuje v průměru 20–25 m3 (50–70 a více litrů denně) teplé vody. A pokud byste tuto užitkovou (nikoli topnou) vodu ohřívali pomocí elektřiny, pak za 1 kWh zaplatíte v průměru 3,62 Kč, což násobeno vychází na závratných 18 až 20 tisíc korun ročně. Není proto divu, že současným trendem je využití nejrůznějších alternativních možností. Významnou kapitolu představují slunce, voda, země a vzduch.

Tepelná čerpadla (TČ)

Uvažujete-li o pořízení TČ k vytápění domu, rozhodně se vyplatí využívat ho i k přípravě teplé vody. Technologie není v podstatě ničím novým, jde o zařízení, které odebírá teplo z venkovního vzduchu, z vody nebo ze země a pomocí „nějakého“ uceleného systému ho předává dovnitř objektu. Právě podle zdroje a podle toho, jakému médiu pak teplo systém předává, se rozlišují čerpadla typu vzduch/voda, země/voda, vzduch/vzduch a voda/voda.

Srovnání jednotlivých typů

Pravděpodobně nejrozšířenějším typem TČ je systém vzduch/voda. V porovnání s ostatními zařízeními se sice vyznačuje nejnižší efektivitou provozu, je ovšem levnější, neboť kromě jiného odpadají zemní práce při přípravě vrtů nebo zemních kolektorů. Je však třeba přiznat vyšší provozní náklady (oproti systému země/voda až o 25 %).

Tepelná čerpadla země/voda a voda/voda k provozu potřebují hlubinný vrt (cena zhruba 1 400 Kč/1 m vrtu) nebo plošný kolektor (trubky se kladou do hloubky asi 1,2 m do země a navíc je třeba počítat i s poměrně rozsáhlou plochou, kterou nelze zastavět – průměrný rodinný dům zhruba 400 m2). Nevýhody vyvažuje vyšší účinnost – teplota vody a země je stálejší než kolísavá teplota venkovního vzduchu.

Pár užitečných rad

Jak jsme již zmínili, při pořízení TČ k vytápění domu se rozhodně vyplatí využívat ho i k přípravě teplé vody. Pokud zvolíte čerpadlo systému vzduch/voda, pak určitě s modulací výkonu. Čerpadlo je tak schopno snížit výkon na 30 %, takže není nutná tzv. taktovací (chybně akumulační) nádoba. Zjistěte si rovněž, co všechno dostanete za standardní cenu (zda je součástí dodávky bivalentní zdroj – např. elektrokotel, ekvitermní regulace – nedovolí vyšší teplotu topné vody, než je nezbytně nutné atd.).

Tepelné čerpadlo se hodí pro topný systém, který vystačí s teplotou topné vody do 55 °C. Při systému dimenzovaném na vyšší teplotu topné vody je nutné počítat s tím, že se bude voda dohřívat pomocí bivalentního zdroje a úspora nebude tak vysoká. Čím vyšší je spotřeba tepla v domácnosti, tím je návratnost investice rychlejší (pořizovací náklady na tepelné čerpadlo u domu s tepelnou ztrátou 15 kW se vrátí rychleji než u domu se ztrátou 6 kW). Provozní náklady na vytápění domu jsou v průměru o 40 až 50 % nižší ve prospěch tepelného čerpadla.

Další jednoznačné výhody

Získáváte-li teplou vodu prostřednictvím tepelného čerpadla, nepotřebujete ani komín, ani nádrž na topný olej, ani plynovou přípojku. Nevznikají náklady na nákup paliva, neřešíte jeho shánění a skladování. Plynové a elektrické kotle vyžadují údržbu a příslušné revize, tepelné čerpadlo pracuje téměř bezúdržbově. Je-li tepelný zdroj jednou zpřístupněn, je energie k dispozici trvale a prakticky zdarma.

V dlouhodobém horizontu se tedy investice rozhodně vyplatí, neboť pak už utrácíte pouze za elektrický proud pro provoz čerpadla. Navíc šetříte i životní prostředí, jde o čistou výrobu energie bez emisí. Pomocí tepelného čerpadla můžete ušetřit až 70 % nákladů na přípravu teplé vody ve srovnání s konvenčním systémem.

Stále častěji ale tepelné čerpadlo tvoří součást komplexně pojatého vytápěcího systému, založeného na kombinované akumulační nádrži pro topení i přípravu teplé vody. Tuto nádrž pak společně ohřívá nejenom tepelné čerpadlo, ale i krbová vložka s výměníkem nebo solární systém, případně jiný zdroj tepla.

Topný faktor a úspory energie

Ukazatelem efektivity je tzv. topný faktor tepelného čerpadla (COP – Coefficient of performance), což je poměr mezi vyprodukovaným teplem a spotřebovanou energií (pro pohon TČ, resp. jeho kompresoru). Nejčastěji se tato hodnota pohybuje v intervalu 2 až 5 a závisí na vstupní a výstupní teplotě, typu kompresoru a dalších okolnostech. Reálný, tzv. roční topný faktor bývá nižší (různé energetické ztráty) a pohybuje se v intervalu 2 až 3,5. Pokud má např. TČ topný faktor 3, znamená to, že dokáže vyprodukovat 3x více energie (tepla), než kolik spotřebuje jeho provoz (tzn. že z 1 kWh elektrické energie vyrobíte 3 kWh energie tepelné, ale zaplatíte za 1 kWh). Čím vyšší je topný faktor, tím je vyšší i účinnost čerpadla. Úspora energie pak neroste úměrně s topným faktorem, ale o něco pomaleji. Z tohoto pohledu je tedy určitě výhodnější TČ s COP 3,5 než COP 3. Rozhodně se ale zajímejte také o cenu a co všechno za ni obdržíte.

Doporučení odborníků:

Vladislav Maruška – obchodně-technický poradce pro značku De Dietrich:

„Ať už stavíte, nebo se pouštíte do rekonstrukce a přemýšlíte o využití tepelného čerpadla pro vytápění nebo k ohřevu užitkové vody, je vždy vhodné obrátit se na odborného projektanta nebo technika TZB, popřípadě přímo na výrobce nebo dodavatele TČ, kteří na základě výpočtu tepelné ztráty objektu a dalších parametrů navrhnou nejvhodnější řešení. V případě instalace samotného tepelného čerpadla v kotelně nebo v technické místnosti a jeho připojení do topného systému nejsou většinou nutné zvlášť náročné stavební či technické úpravy nebo dodatečná povolení.

Zásadní otázkou je ovšem výběr vhodného typu TČ, resp. ujasnění, odkud budete energii čerpat. Vzhledem k tomu, že tepelné čerpadlo čerpá za pomoci elektřiny volnou energii z okolního prostředí, je vhodné tam, kde není k dispozici např. zemní plyn nebo kde se nechcete nebo nemůžete zabývat starostmi s palivem (dřevo, uhlí), ale naopak chcete zvýšit komfort bydlení. V opačném případě však lze tepelné čerpadlo s uvedenými zdroji i vhodně kombinovat a posílit tak svoji nezávislost na jednotlivých energiích a jejich aktuálních cenách.

Pro běžného uživatele je vhodnou a nejjednodušší volbou tepelné čerpadlo vzduch/voda, pro relativně jednoduchou instalaci a zajímavou návratnost v závislosti na pořizovací ceně (myšleno s ohledem na stávající zdroj energie). Pro běžný rodinný dům je to např. TČ De Dietrich Alezio V200 s integrovaným zásobníkem TV o objemu 180 litrů. Pochopitelně lze využít i speciální tarify dodavatelů elektřiny na celý objekt, případně zažádat o finanční podporu z aktuálních dotačních titulů – kotlíková dotace, Zelená úsporám.“

Pavel Novotný – product manager Bosch Termotechnika, s. r. o.:

„V případě zájmu o tepelné čerpadlo, které k přípravě teplé vody využívá energii ze vzduchu, nejsou třeba žádná komplikovaná povolení a kompletní instalace je nenáročná a velmi rychlá. Z praktického hlediska se jedná pouze o napojení na vodovodní soustavu domu a připojení do elektrické sítě 230 V AC/50 Hz. K instalaci doporučuji např. sklep nebo technickou místnost, kde nemůže dojít k zamrznutí, ideálně v blízkosti napojení na vodovodní síť a případně i zdroje pro vytápění, který může sloužit jako záloha.

Co se týká přívodu a odvodu vzduchu, čerpadla renomovaných výrobců nabízejí možnost přivádět/odvádět vzduch buď z/do venkovního prostředí (až o teplotě -10 °C), nebo využívat vzduch v místě instalace. U druhé varianty odpadá instalace vzduchových kanálů, je však nutné dodržet minimální objem prostoru (zpravidla 20 m3). Rozhodně vždy oslovte odbornou, výrobcem proškolenou společnost či alternativně instalatérskou firmu a kvalifikovaného elektrikáře, kteří zajistí dodržování potřebných norem a předpisů a následně i servis.

Při výběru je třeba zohlednit jak parametry výrobku a cenu, tak i renomé výrobce. Např. produkty značek Bosch (Compress 5000/4000) a Buderus (Logatherm WPT 270/250) vynikají nejen možností variabilní instalace, integrovanou el. patronou o výkonu 2 kW, možností připojit další zdroj tepla (integrovaný výměník), ohleduplností k přírodě (objem chladiva pouze 270–360 g), ale hlavně vlastním vývojem, výrobou, dlouholetými zkušenostmi z provozování po celé Evropě a širokou servisní sítí.“