Průměrně velký dům se spotřebou 28 tisíc kWh ročně díky tepelnému čerpadlu může ušetřit až 60 procent spotřeby. „Čerpadla jsou vhodná takřka pro jakoukoli stavbu a jsou plnohodnotným zdrojem tepla, zatímco solární energie může být v našich klimatických podmínkách pouze doplňkovým tepelným zdrojem,“ říká David Behner, technický zástupce filmy Sol, která prodává tepelná čerpadla ze Siemensu.
Tepelná čerpadla využívají k výrobě energie teplo z okolního prostředí. To je přítomno neustále a zdarma a pomáhá proto významně snižovat náklady na vytápění objektu. Ani s tepelným čerpadlem ale nebude vytápění zcela zdarma, protože čerpadlo, jako každý jiný přístroj, potřebuje ke svému provozu určité množství elektrické energie. Principem tepelných čerpadel však je, že topný výkon je mnohem vyšší než příkon elektrický.
Čerpadlo pracuje na poměrně jednoduchém principu, který je znám už více než sto let.
Systém tepelného čerpadla se skládá ze dvou výměníků, kompresoru a expanzivního ventilu. V uzavřeném okruhu koluje plynné chladivo, které kompresor stlačí na kapalinu. Kvůli tomuto stlačení se chladivo ohřeje na teplotu kolem 100C. Část tepelné energie se potom předá v kondenzátorovém výměníku vodě nebo jiné kapalině, kolující v topném systému domu. Chladivo se tímto ochladí na přibližně 40C. Expanzivní ventil tuto teplotu potom sníží až na -8C, čímž se kapalina opět přemění na plyn. Ve druhém výměníku se posléze o několik stupňů oteplí působením okolního teplejšího prostředí. I těch několik málo teplotních stupňů stačí k tomu, aby čerpadlo vykazovalo slušný výkon. Menší čerpadla mají výkon od 5 kW, ale jsou i čerpadla s výkonem větším než 100 kW.
„Existují tři základní typy čerpadel: voda-voda, země-voda a země vzduch. Systém voda-voda, který využívá teplo z podzemních vod, je nejstarší a funguje na nejjednodušším principu. Jeho výhodou je stálá teplota podzemní vody a nejlepší topný faktor,“ vysvětluje David Behner. Topný faktor je poměr spotřebované energie a vyrobeného tepla. Na 1 kWh energie vyrobí čerpadlo voda-voda 6 kWh tepla (u čerpadel země-voda je to 4,5 kWh a u vzduch-voda 3,5 kWh). „Nevýhodou systému jsou požadavky na kvalitu vody. Voda procházející čerpadlem nesmí být příliš tvrdá, aby se nezanášelo potrubí,“ pokračuje Tomáš Behner. Musí také existovat způsob, jak vodu dopravit zpět do podzemí. Pokud by jí totiž někdo chtěl vypouštět do kanalizace, bylo by nutné platit stočné. A tepelné čerpadlo potřebuje někdy více než 2000 litrů vody za hodinu.
Čerpadlo země-voda využívá tepla naakumulovaného v zemním masivu. Kolektory tohoto typu tepelného čerpadla mohou být buď rozloženy pod povrchem například zahradního trávníku, nebo je možné pro ně vytvořit hloubkový vrt. Délka vrtu závisí na teplotních vlastnostech okolního prostředí. „Systém země-voda má tu výhodu, že jím je možné v létě, pasivně bez kompresoru a tedy i spotřeby energie, chladit dům. Nevýhodou je, že nad chladicími kolektory by bylo dobré mít trávník nebo vodopropustné materiály. Především proto, aby se kolektory mohly dostatečně chladit,“ uvádí David Behmer. „Co se vrtu týče, je to jednorázová, ale poměrně drahá záležitost a někdy ho úřady nejsou ochotny povolit. Například kvůli blízkosti dolů v okolí Ostravy nebo minerálních zdrojů v okolí Karlových Varů,“ vysvětluje.
Nejdostupnějším zdrojem tepla je vzduch. Vzduch je také nejvýhodnější z ekologického hlediska, protože teplo odebrané vzduchu z okolí je opět do okolí vráceno tepelnými ztrátami objektu. Systém vzduch-voda také nabízí nejmenší počáteční investice. Stačí si koupit vlastní čerpadlo, kdežto u ostatních je třeba provést vrt a postarat se o umístění chladicích trubek. Nevýhodou systému je závislost na teplotě okolního vzduchu. Pokud teplota klesle pod bod mrazu, tepelný výkon čerpadla podstatně klesá a je nutné zapojit přídavný elektrokotel. „Dá se však říci, že po většinu topné sezóny se teplota vzduchu pohybuje v přijatelných mezích,“ doplňuje Tomáš Behmer. Tepelná čerpadla vzduch-voda jsou vybavena větrákem. Všechna čerpadla ale musí splňovat hygienické hlukové normy do maximální hodnoty 50 decibelů.
Na otázku, zda se tepelná čerpadla hodí všude, odpovídá David Behner takto: „V podstatě ano. Všude od rodinných domů všech velikostí a stáří přes penziony, rekreační objekty, bazény, aquaparky až po školy, hotely a administrativní budovy.“
„V České republice neustále roste počet zákazníků, kteří si tepelná čerpadla pořizují. Limitujícím faktorem je ovšem chybějící státní podpora,“ tvrdí David Behner a pokračuje: „Životnost tepelných čerpadel je nejméně 20 let. Do té doby se počáteční náklady mnohonásobně vrátí.“
