Zpět na články

Princip tepelného čerpadla

Eva Lázoková

Eva Lázoková

Autor

13. září 2022

Tepelné čerpadlo vzduch-voda

Jaký je princip tepelného čerpadla? Jak funguje a co stojí za jeho obrovskou účinností, která může dosahovat až 350 %?

Jak funguje tepelné čerpadlo a odkud bere teplo

Tepelné čerpadlo funguje tak, že odebírá teplo z jednoho prostředí a přenáší ho do prostředí druhého. Konkrétně z venkovního prostředí přes otopnou soustavu do domácnosti nebo jiného vytápěného objektu. Tepelných čerpadel existuje několik druhů podle toho, jaká prostředí k přenosu tepla využívají.

Druhy tepelných čerpadelZdroj teplaVýhodyNevýhody
Tepelná čerpadla vzduch-vzduchvzduch z venkovního prostředínízká pořizovací cena, snadná instalacenižší výkon; hlučnost;  vhodná spíš jen do menších objektů, chaty nebo chalupy
Tepelná čerpadla země-vodateplo pod zemským povrchem získávané hlubinným vrtem nebo půdním kolektoremdlouhá životnost, stabilní provoz v celém topném obdobífinančně náročné provedení; vyžadují zemní práce na pozemku
Tepelná čerpadla voda-vodateplo ze spodních vod získávané vrtem nebo ze studněvysoká účinnost, vysoký topný faktornáročná instalace; finančně nákladná
Tepelná čerpadla vzduch-vodavzduch z venkovního prostředísnadná instalace, výborný poměr cena/výkonnižší účinnost než čerpadla země-voda; u některých modelů vyšší hlučnost

S ohledem na porovnání výhod a nevýhod různých druhů tepelných čerpadel se v Česku těší největší oblibě varianta vzduch-voda, která má skvělý poměr cena/výkon pro vytápění rodinných domů a zároveň je nenáročná na instalaci. Právě proto se ve Woltair zaměřujeme na montáž výhradně tepelných čerpadel vzduch-voda, a to od různých světových výrobců (jejich přehled najdete na stránce s recenzemi tepelných čerpadel). 

Princip tepelného čerpadla vzduch-voda

Tepelné čerpadlo využívá k přenosu tepla speciální teplonosné médium (chladivo), které má extrémně nízký bod varu. To proudí v uzavřeném chladivovém okruhu, mění své skupenství a postupně prochází čtyřmi fázemi:

  1. výparník
  2. kompresor
  3. kondenzátor (tepelný výměník)
  4. expanzní ventil

Ve výparníku chladivo přechází odpařováním do plynného skupenství. Při odpařování odebírá chladivo energii z okolního prostředí a uchovává ji v sobě. Aby mohlo tuto energii předat vodě, která proudí v otopné soustavě, musí zkondenzovat. K tomu dojde tak, že zvýšíme jeho teplotu nad teplotu kondenzace a současně nad teplotu otopné vody, kterou chceme ohřát. Toho dosáhneme v kompresoru, kde zvýšíme tlak, a tím i teplotu chladiva. Tím vzniká sytá pára. V kondenzátoru pak dochází ke kondenzaci chladiva (plyn se mění na kapalinu) a ohřevu topné vody. Chladivo v kapalném skupenství pak putuje přes expanzní ventil zpět do výparníku, kde se odpařuje opět na plyn, a celý proces se opakuje.

Na podrobnější vysvětlení principu tepelného čerpadla včetně schématu se můžete podívat do článku Jak funguje tepelné čerpadlo.

Chladivový okruh

Jednotky tepelného čerpadla a jejich umístění

Tepelné čerpadlo vzduch-voda mívá zpravidla dvě jednotky. Nejčastěji bývá jedna umístěna venku (venkovní jednotka) a druhá uvnitř objektu (vnitřní jednotka neboli hydrobox). Tato tepelná čerpadla mohou existovat ve variantě monoblok nebo split. Liší se tím, ve kterém místě dochází k ohřevu topné vody.

  • Monoblok (neboli kompakt) obsahuje všechny komponenty chladicího okruhu (kompresor, kondenzátor, expanzní ventil, regulační a jisticí prvky). Topná voda se ohřívá rovnou v monobloku a putuje z něj potrubím do domu rovnou do topného okruhu, případně do akumulační nádrže.
  • U varianty split je kondenzátor umístěný až v domě. Potrubím z venkovní jednotky do domu tak putuje chladivo a topnou vodu ohřívá až uvnitř.

U domů, kde není možná venkovní instalace (například z důvodu nedostatečného prostoru kolem domu nebo v hustě obydlené oblasti, kde by tepelné čerpadlo mohlo rušit sousedy hlukem), lze zvolit tepelné čerpadlo určené kompletně pro vnitřní instalaci. Celé zařízení je pak umístěno uvnitř (například v technické místnosti) a s venkovním prostředím je propojeno pouze vzduchovými kanály.

Tip: Chcete se zorientovat v jednotlivých částech tepelného čerpadla a souvisejícím názvosloví? Přečtěte si článek Tepelné čerpadlo: Přehled nejdůležitějších pojmů.

Výkon tepelného čerpadla a bivalentní zdroj

Důležitým parametrem tepelného čerpadla je jeho výkon. U této hodnoty by vždy mělo být uvedeno, za jakých podmínek byl měřen (nejčastěji se udává při teplotě venkovního vzduchu 7 °C a teplotě topné vody 35 °C). S klesající venkovní teplotou vzduchu a vzrůstající teplotou topné vody účinnost tepelného čerpadla klesá. 

Každé tepelné čerpadlo dokáže vytápět objekt jen do tzv. bodu bivalence. To je taková venkovní teplota, při níž tepelné čerpadlo nedokáže dodat požadovaný výkon a potřebuje doplňkový (bivalentní) zdroj tepla (nejčastěji elektrokotel vestavěný přímo v tepelném čerpadle; jako doplňkový zdroj se však dá použít i původní topidlo, kterým jste dům vytápěli před instalací tepelného čerpadla, například kondenzační plynový kotel). U kvalitních tepelných čerpadel se bod bivalence pohybuje kolem -10 až -15°C.

Účinnost tepelného čerpadla

Vysoká účinnost tepelného čerpadla, která může dosahovat až 350 %, je dána tím, že tepelné čerpadlo samo o sobě nemusí teplo vyrábět, ale pouze ho přenáší z jednoho prostředí do druhého. V podstatě se jedná o obrácený chod ledničky, která prostor uvnitř ochlazuje, nikoli ohřívá. Tepelné čerpadlo k přenosu tepla využívá fyzikální zákonitosti, zejména změny vlastností látek při změnách tlaku.

Díky tomu má tepelné čerpadlo velice nízké provozní náklady. Přesto, že „běží“ na elektřinu stejně jako třeba elektrokotel nebo přímotop, funguje jako násobitel energie. Z malého množství elektřiny dokáže do domu dodat násobně větší množství energie, protože ji získává z venkovního vzduchu. 

To, jak je tepelné čerpadlo úsporné, vyjadřuje topný faktor tepelného čerpadla (COP). Udává ho poměr mezi výkonem a příkonem potřebným k provozu tepelného čerpadla. Čím je topný faktor vyšší, tím je tepelné čerpadlo lepší a přinese vám větší úsporu energie. Při přechodu z vytápění elektrokotlem můžete tepelným čerpadlem ušetřit ⅔ nákladů za elektřinu. Ještě více ušetříte, když zkombinujete tepelné čerpadlo s fotovoltaikou, a budete spotřebiče ve vaší domácnosti pohánět vlastní elektřinou.

Návratnost tepelného čerpadla

Přesto, že pořizovací náklady tepelného čerpadla nejsou malé (podívejte se, jaká je cena tepelného čerpadla v roce 2022), představuje díky své účinnosti velice výhodnou investici. Vzhledem ke stále rostoucím cenám energií se vám vstupní náklady vrátí do pár let. Navíc až 50 % pořizovací ceny můžete pokrýt státní dotací z programu Nová zelená úsporám. Využít můžete také zvýhodněný úvěr na tepelné čerpadlo, který nabízíme našim zákazníkům díky spolupráci s Českou spořitelnou a Stavební spořitelnou České spořitelny.

Nechte si orientačně spočítat, na kolik vás kompletní instalace tepelného čerpadla může vyjít díky online kalkulačce tepelných čerpadel. Nebo rovnou kontaktujte naše Woltair experty a sjednejte si telefonickou konzultaci nebo osobní schůzku u vás doma, ať se můžete co nejdříve těšit z nového úsporného zdroje vytápění.

Separátor

Další články na téma vytápění domu

Logo
Woltair s.r.o. – IČ: 06770525 | DIČ: CZ06770525
Upravit souhlas s používáním cookies Zásady ochrany osobních údajů: Zákazníci, obchodní partneři | Uchazeči o zaměstnání