Jak? Proč? (Za) kolik? Je možné? Vyplatí se?

Často kladené dotazy:

Jak fungují tepelná čerpadla země x voda?

Laicky řečeno: tepelná čerpadla jsou podobná třeba takové ledničce, pouze s tím rozdílem, že fungují opačně. Lednička teplo odebírá z vnitřního prostoru — tím potraviny ochlazuje a vnější místnost zahřívá.  Tepelné čerpadlo jímá nízko-potenciální teplo z okolního prostředí vně budovy a využívá jej na ohřev prostoru vnitřního případně na přípravu teplé vody. U zemních tepelných čerpadel je to konkrétně zemský masív, nebo též horninové prostředí. Jako teplonosné medium zde slouží speciální kapalina (nemrznoucí směs), která koluje v potrubním systému v kontaktu se zemí. Jde tedy o tzv. „nepřímé využití energie“.

Přečtěte si článek o principu tepelných čerpadel

Jak vybrat tepelné čerpadlo?

Doporučujeme vsadit na jednu z ověřených značek. V dnešní době už je na trhu velké množství diskusních fór, kde lze „nasát“ mnoho informací a zkušeností od projektantů, montážních firem i majitelů těchto zařízení. Jako všude je vhodné dát na doporučení, kladné reference. Pozor na komentáře, které mnohdy nepíší nezávislí uživatelé, ale komerčně zainteresovaní zástupci z různých firem, za účelem ovlivnit veřejné mínění ve prospěch své značky. Doporučujeme se také poradit se s nezávislými odborníky, kteří nezastupují žádnou značku. Při výběru TČ tedy netřeba žádných mimořádných opatření, je to stejně jednoduché, jako koupě mobilního telefonu. Mnohem důležitější je pak práce projektanta, který systém optimálně navrhne co do výkonu ve vazbě na otopný systém a distribuci tepla do objektu. Právě projektant Vám správným návrhem může ušetřit až 50% provozních nákladů. Věta: „Potřebujeme 5 kW výkonu, dáme raději 10 kW“ je zde zcela špatně, pozor na předimenzování výkonu tepelného čerpadla! Naopak zdrojová část – vrty, kolektor atd. se prakticky nedají předimenzovat.

Vyzkoušejte naší kalkulačku, která vám doporučí optimální výkon tepelného čerpadla a velikost primárního okruhu.

Kdy se mi investice do tepelného čerpadla vrátí?

Návratnost  investičních nákladů do tepelného čerpadla země – voda vždy záleží na tom, s čím tento zdroj porovnáváme a jaká je aktuální cena dané energie. Závisí také na tom, jakou máte spotřebu tepla. Běžně TČ při současných cenách energií dosahují návratnosti kolem 5 – 10 let. Životnost samotné technologie TČ země-voda bývá vyšší než 18 – 20 let, samotný vrt/kolektor (obecně zdroj) „geotermální energie“ je pak dá se říci „na vždy“ (80 – 100 let). S neustále rostoucími cenami energií se ale návratnost rapidně zkracuje a geotermální energie s tepelnými čerpadly se tak stávají do budoucna čím dál více perspektivním zdrojem.

Tepelná čerpadla země — voda měla v minulých letech nejrychlejší návratnost spíše u větších objektů, které kombinovaly jak provoz vytápění, tak i chlazení. Nicméně dnes, se stále rostoucími cenami energií a nejistotou ohledně dodávek plynu z Ruska, se jeví jako perspektivní zdroj vytápění i do rodinných domů a to nejen pro „bohaté“.

Jaký výkon tepelného čerpadla?

Kvalitní tepelné čerpadlo s vhodně zvoleným výkonem je zásadní. Výkon TČ země-voda (do běžné aplikace RD) by měl být volen optimálně v rozmezí 70- 80% tepelné ztráty domu s tím, že k výkonu je nutné přičíst i potřebný výkon pro přípravu teplé vody (obvykle 0,2 – 0,25 kW na 1 osobu). V případě, že je tepelná ztráta vašeho domu 10 kW, a objekt je užíván 4 osobami, tepelné čerpadlo o výkonu 8 kW s přehledem zvládne vykrýt až 99% veškerých potřeb domu s tím, že ono 1% dodá standardně vestavěný elektrokotel. Předimenzovávat tepelná čerpadla nemá smysl,  každá instalovaná kW výkonu stojí více peněz, které se nám nevrátí a navíc může komplikovat systém zapojení do otopné soustavy ve smyslu větších akumulací atd. Primární okruh tepelného čerpadla je však nutné dimenzovat na potřeby domu (ztrátě 10 kW + požadavku na teplou vodu), nikoliv jen k výkonu tepelného čerpadla.

Vyzkoušejte naši kalkulačku

Je možné tepelným čerpadlem i klimatizovat?

Ano, samozřejmě! Nejde tedy o klasikou „klimatizaci“ jak ji známe z kanceláří. Tepelná čerpadla umí efektivně nejen vytápět, ale i chladit, a to rovnou ve dvou režimech.

Režim pasivního chlazení je jistě tím nejekonomičtějším způsobem chlazení, kdy za přivedenou 1 kW energie dokážeme vyrobit až cca 80 kW chladu. Jak? Je to jednoduché — v zemi máme za zimní sezónu naakumulovánu velkou spoustu chladu, kterou je v letním období možné získat čistě jen za cenu provozu oběhového čerpadla. U vrtů, kdy využíváme kombinace přirozeně neovlivněné teploty vrtů běžně cca 9-12°C a ještě „vychlazení“ vlivem zimního odběru tepla jde o velmi atraktivní a stabilní zdroj chladu. U zemních plošných kolektorů lze tento systém rovněž využít, nebude ovšem tak stabilní a výkonný jako v případě vrtů (vliv bude mít nejen geologie, ale též oslunění, zastínění, orientace vůči sluníčku atd.).

Má systém pasivního chlazení nějaký háček? Ano, jistě, jako všechno — abychom mohli využívat tuto energii, je třeba objekt navrhnout v systému velkoplošných sálavých systémů, kde postačí teplota chladicí vody rámcově 16 – 19°C. Jde nejčastěji o velkoplošné podlahové, stropní a stěnové systémy, případně aktivace betonového jádra – tedy energetické využití nosných betonových konstrukcí.

Druhou možností je tzv. aktivní chlazení, tedy využití výparníku tepelného čerpadla jako zdroje chladu a maření „odpadního tepla“ v primárním okruhu (vrtech/kolektoru/pilotách). I tento systém je velice ekonomický, neboť i v letních parných dnech, kdy na střechách domů bývá teplota mnohdy přes 40°C a konzervativní chladiče už „funí“ a nemohou se nadechnout, v ohřívané zemi a v širokém okolí vrtů je stále teplota kolem 15-20°C. Tento systém je schopen vyrábět i teploty velmi nízké, tedy „klasický“ teplotní spád pro chlazení 6/12°C zde není problém a lze tak využít systémů s menší teplosměnnou plochou (fancoily, VZT …).

Více o chlazení tepelnými čerpadly

Jsou zemní tepelná čerpadla hlučná?

Tepelná čerpadla země-voda mají na rozdíl od systému vzduch-voda mnoho výhod a jednou z nich je bezhlučnost v rámci venkovního prostředí. Vaše zahrada tak může být skutečnou oázou klidu bez rušivého hučení zdroje tepla. Samotná vnitřní jednotka – tepelné čerpadlo umístěné nejčastěji v technické místnosti má hlučnost rámcově kolem 35 dB v běžném provozu, což je hodnota rovnající se např. velmi kvalitním a odhlučněným chladničkám. Tichý provoz a prostorová nenáročnost jsou klady, které každý majitel zemního TČ jistě ocení.

Jsou zemní tepelná čerpadla země/voda prostorově náročná?

Co se týče venkovní části, je třeba počítat s provedením 1 vrtu na každých cca 6 – 8 kW tepelné ztráty (není pravidlem), v případě plošného kolektoru s plochou zahrady cca 50 m² na 1 kW tepelné ztráty objektu. Vnitřní část, samotný stroj je velikostně obdobný opět jako kombinovaná chladnička. Je třeba počítat ještě s prostorem pro armatury, expanzní nádoby apod. Zpravidla ale není však problém zdroj vměstnat i do malé technické místnosti nebo strojovny. U větších systémů lze např. skládat zdroje do kompaktních celků nebo použít stroje s integrovaným umístěním některých běžně venkovních částí topenářského připojení. Shrnuto a podtrženo, prostor uvnitř objektu se vždy zpravidla najde.

Jaký typ zdrojové části TČ (primárního okruhu) je pro nás vhodný?

Záleží hned na několika faktorech a úhlech pohledu. Pro majitelé nemovitostí, kteří mají kolem domu dostatečně velkou plochu, kterou nehodlají nijak zastavět (bazén/garáž/vzrostlé stromy atd.) připadá v úvahu zemní plošný kolektor. Je ovšem třeba myslet na to, že zemní práce s tímto spojené jsou většího rozsahu – tedy optimálně spojit se zemními pracemi kolem novostavby domu případně s rekonstrukcí zahrady v rámci stávající stavby.

Pro majitele nemovitostí se stísněným pozemkem nebo ve vyšších nadmořských výškách je zase optimálním řešením tepelné čerpadlo s vrtem. Vrt s sebou nese další výhodu v podobě mnohem menších zemních prací – tedy i mnohem menší zásah např. do již fungující a „hezké“ zahrady. Obecně jde o výkonově stabilnější ale též dražší řešení.

Stále nejste rozhodnuti? Poraďte se s oborníky!

Máme starší dům s radiátory. Má zemní tepelné čerpadlo pro nás vůbec smysl?

Samozřejmě, že má! Tepelné čerpadlo se nemusí kombinovat pouze s podlahovým vytápěním, i když se samozřejmě jedná o optimální kombinaci zajišťující tu nejvyšší účinnost a efektivitu. I s radiátory je ovšem možné vytápět tepelným čerpadlem efektivně. Je potřeba posoudit plochu radiátorů — teplosměnnou plochu, jelikož teplota topné vody z tepelného čerpadla může být maximálně 55-60 °C. Je však vhodnější, držet se s teplotami níže = instalovat větší otopná tělesa. Čím nižší teplota otopné vody (větší teplosměnná plocha), tím vyšší účinnost systému = kratší návratnost.

Jaká je životnost tepelného čerpadla země-voda a celého systému?

Životnost té části systému, která je ukryta v zemi, je odhadována na stejnou dobu, jako je životnost samotné nemovitosti (min. 80-100 let). Proto doporučujeme použít kvalitní vystrojení primárního okruhu, které vás přežije. Jde o neopravitelnou část systému, na které není radno šetřit a improvizovat.

Životnost samotného tepelného čerpadla, jakožto stroje je ověřena na více než 20 let. Vždy je potřeba ale správného dimenzování celého systému. Nejvíce opotřebovávanou částí TČ je kompresor. Optimálním dimenzováním výkonu čerpadla a případnou akumulací tepla snížíme jeho počet startů a tím zvyšujeme jeho životnost. Neméně důležitým aspektem je i kvalitní regulace, která neumožní kompresoru běžet v nevhodných podmínkách. Několikrát opakované platí i v tomto bodě, a sice kvalitní projekt a myšlenka projektanta je alfou a omegou nejen funkčnosti a efektivity, ale též životnosti zařízení.

Naproti tomu v  případě tepelných čerpadel vzduch-voda bývá životnost rapidně kratší – je to dáno podmínkami ve kterých slouží. Tento argument je při porovnání návratnosti obou systémů ve středně až dlouhodobém časovém horizontu zásadní!

Je možné tepelným čerpadlem ohřívat i vodu v bazénu?

Ano, tepelnému čerpadlu je defacto jedno, jakou vodu ohřívá (topná, TV, bazénová voda). Kritériem je pouze potřebná teplota vody, která je v maximu kolem 60°C. Tepelná čerpadla je tak pro tento účel možné bez problémů využít jak pro ohřev vnitřních, celoročně používaných bazénů, tak pro ohřev venkovních sezónních bazénů.  

Co je ale nutné pohlídat, je dimenzování nejen samotného TČ (zejména případ celoročního ohřevu vody), ale také dimenzování samotného zdroje – vrtů, kolektoru. Tepelná čerpadla země-voda jsou používána i pro vytápění velkých veřejných bazénů a koupališť. Ideálně jako hlavní či doplňkový zdroj pro využití odpadního tepla bazénové vody.

Jak hluboký vrt / velký kolektor potřebuji?

Hloubka vrtu a jejich počet záleží především na tepelné ztrátě – potažmo energetických spotřebách objektu na požadovaném výkonu tepelného čerpadla a v neposlední řadě na lokaci a hydrogeologických podmínkách. Výhodou geotermálních vrtů je poměrně stabilní teplota podloží v průběhu celého roku. Teplota podloží v hloubce 20 m pod zemským povrchem se pohybuje celoročně kolem teploty 10 °C. Teplota pak roste o 2 – 3 °C na každých 100 m hloubky. Počet a hloubka vrtů pro rodinné domy dnešního (přísného) energetického standardu se pohybuje kolem 1 x 80 m pro menší domy a 2 x 120 m pro domy větší.

Zjednodušeně lze říci, že na 1 kW tepelné ztráty je zapotřebí asi 15 – 20 m hloubky vystrojeného vrtu. Toto je však velmi velmi hrubý nástřel. Pro přesnější návrh neváhejte použít naši online kalkulačku.

Velikost zemního plošného kolektoru je závislá na obdobných parametrech jako v případě vrtů. U zemních plošných kolektorů je však posuzována zejména svrchní část podloží v horizontu do cca 1,5m pod úrovní terénu s tím, že výkonost kolektorů ve vlhkých či mokrých hlínách může být více než dvojnásobná oproti suchým nesoudržným pískům. Roli v návrhu pak hraje i orientace/oslunění daného pozemku či nadmořská výška – vliv průměrné roční venkovní teploty. Opět pro zjednodušení, na 1 kW výkonu lze uvažovat s potřebou cca 50 m² plochy pozemku. Pro přesnější návrh neváhejte použít naši online kalkulačku.

Jak regulovat tepelné čerpadlo?

Tepelná čerpadla jsou zpravidla vybavena vlastní regulací, která je propojena s termostatem v rámci objektu, případně čidlem na fasádě domu – pro ekvitermní regulaci, kdy dochází k řízení teploty topné vody podle teploty venkovního prostředí. Např. když je venku -15 °C, ekvitermní regulace pouští do domu topnou vodu o teplotě například 35 °C, když je venku 10 °C, regulace pouští do domu vodu o teplotě jen 23°C. Při vytápění tepelným čerpadlem v kombinaci s podlahovým vytápěním je třeba počítat s velkou akumulační plochou, která s sebou nese výhody i nevýhody velké setrvačnosti. Rychlé změny v jednotlivých místnostech jsou tedy prakticky nemožné, na druhou stranu nám velká setrvačnost a teplosměnná plocha umožní optimální rozložení teploty a tepelnou pohodu prostředí při nižších vnitřních teplotách, nižších spotřebách energie.