Tepelná čerpadla jsou v současnosti nejekologičtějším zdrojem pro vytápění.

 

Pro získání tepelné energie využívají stoprocentně obnovitelné zdroje tepla – vzduch, zem a vodu.

 

Princip tepelného čerpadla vzduch / voda

Firma ELMET ve snaze zpřístupnit tuto technologii vytápění co největšímu počtu zákazníků zvolila provedení vzduch / voda a vnitřní provedení, což umožnilo dosáhnout velmi příznivé ceny a tím podstatně zkrátit dobu návratnosti investovaných peněz a to při použití výhradně značkových komponentů od předních světových výrobců.

 

Jednoduché řešení soustavy a vlastní procesorový řídící systém zaručují dlouhou životnost a spolehlivost. Průtok „topného“ vzduchu je regulaván tak aby vždy odpovídal skutečné potřebě čímž se sníží příkon a hlučnost zařízení. Díky sníženému průtoku je současně možno využít i předehřevu venkovního vzduchu pomocí zemního registru (jedna nebo několik trubek uložených v zemi – například pod plotem okolo objektu) nebo je možné nasávat topný vzduch přes sklepní prostory (pokud je sklep dostatečně velký a pod úrovní terénu, bude teplota topného vzduchu několik stupňů nad nulou i při venkovní teplotě pod – 10 stupni.

 

Tím se rovněž zvýší dodávaný výkon. Úroveň hluku je minimalizována použitím dvojplášťové skříně zařízení se speciální protihlukovou izolací.

Tepelná čerpadla ELMET řady ELAIR UT umožňují díky svým vlastnostem připojení jak na stávající starší soustavy ústředního topení s běžnými deskovými nebo litinovými radiátory, tak i na moderní nové soustavy s aktivními radiátory nebo podlahové topení. Jsou konstruována jako středoteplotní s teplotou topné vody 45 – 55 stupňů, při použití s aktivními radiátory nebo podlahovým topením se použije vyrovnávací akumulační nádrž, kde lze nastavit nižší potřebnou teplotu topné vody (35 – 40 stupňů), čímž se zvýší účinnost a sníží příkon. Současně se také omezí počet zapínacích cyklů kompresoru a zrovnoměrní se jeho chod.

Pokud uvažujeme použít tepelné čerpadlo do nového objektu, mělo by dodat 60 – 75 % potřebného topného výkonu uvedeného v projektu (topný výkon bývá uveden pro nejnižší uvažovanou venkovní teplotu podle umístění stavby a požadovanou vnitřní teplotu vytápěných prostor). Například pro nízkoenergetický dům s potřebným topným výkonem 9 kW pro venkovní teplotu – 15 stupňů je vhodné tepelné čerpadlo s výkonem 7 kW pro teplotu topného vzduchu 2 stupně při teplotě topné vody 40 stupňů (podlahové topení) s dotápěním elektrokotlem 9 – 12 kW. Elektrokotel ovšem bude dotápět pouze při velmi nízkých teplotách (pod -5 až -8 stC), podle průběhu zimního období 5 – 15 % celkové doby. Po většinu doby objekt spolehlivě vytopí tepelné čerpadlo.

Není nutné se obávat ani použití tepelného čerpadla při rekonstrukci stávajících systémů ústředního topení ve starších objektech. Vzhledem k teplotě topné vody 45 – 55 stupňů lze připojit tepelné čerpadlo ELAIR UT přímo i k soustavě s běžnými deskovými radiátory (KORADO) nebo staršími litinovými radiátory.

 

Pokud byl jako zdroj topné vody předtím používán kotel na uhlí, koks ap. dodával sice topnou vodu o teplotě 70 – 90 stupňů, předpokládalo se ale topení jen po určitou dobu v průběhu dne a po zbylou dobu (zejména dopoledne a v noci) se využilo naakumulované teplo v objektu. Tepelné čerpadlo může dodávat topnou vodu 22 hodin denně (po tuto dobu je elektřina za nízký tarif) a tak ve většině případů stačí teplota topné vody do 55 stupňů na dostatečné vytopení objektu.

 

V ostatních případech (topení plynem nebo elektřinou) pro odhad vhodnosti použití tepelného čerpadla postačí jednoduchá zkouška – pokud pro dosažení požadované teploty v objektu stačí teplota topné vody v systému do 60 stupňů (teploměry bývají na každém kotli) i při venkovních teplotách okolo -10 stupňů, pak lze tepelné čerpadlo bez obav použít. Jinak by bylo nutné zvýšit výkon radiátorů v soustavě (použít větší typy nebo aktivní radiátory – mají při stejných rozměrech zhruba 2,5 x větší výkon)

Tepelné čerpadlo lze samozřejmě pro vytápění použít i v případě že požadovaný tepelný výkon pro topnou soustavu je vyšší než 1,3 až 1,5 násobek výkonu tepelného čerpadla, prodlouží se ovšem doba provozu nezávislého zdroje (kotle) pro dotápění a úspora nákladů na topení bude o něco nižší.

Nejdůležitějším parametrem při rozhodování o tom zda pořídit tepelné čerpadlo je úspora nákladů na vytápění a také návratnost vložených peněz. Pro představu lze úsporu ukázat na simulovaném příkladu rekonstrukce vytápění rodinného domu s roční spotřebou energie na vytápění 16 MWh (střední dvoupodlažní rodinný dům, částečně zateplený). Při výpočtech se vychází ze současných cen paliv a energií (duben 2011) a z ceny tepelného čerpadla ELAIR 6 UT : 80.500,- U jiných typů tepelných čerpadel jak jsou popsána na začátku jsou pořizovací náklady podstatně vyšší a návratnost investice se tak může prodloužit i nad dobu životnosti zařízení, udávané běžně na 15 – 20 let.

Tepelné čerpadlo: při výpočtu je uvažováno že dodá 70 % tepelné energie, zbytek (30%) elektrický přímotopný kotel. Tepelné čerpadlo tedy dodá 11,2 MWh při průměrném topném faktoru 3, tedy spotřebuje 3,73 MWh elektrické energie, přímotop potom spotřebuje 4,8 MWh. Náklady na vytápění budou tedy 20.500,-

1. Původní zdroj tepla – přímotopný elektrokotel: uvažuje se účinnost 100%, náklady na vytápění jsou 38.600,-. Úspora při pořízení tepelného čerpadla je tedy 18.100,- / rok, návratnost investice je cca 4,5 roku.
2. Původní zdroj tepla – kotel na uhlí: uvažuje se průměrná účinnost kotle 65 %, výhřevnost paliva 16 MJ/kg (běžný kotel s palivem hnědé uhlí Ořech nebo Kostka) + minimálně 2 x za topnou sezonu čištění kouřovodů a revize dle příslušného zákona). Je tedy třeba 5,5 tun uhlí + cca 10% je nutno přidat na příměsi, prach a vodu = zhruba 6 tun. Náklady na topení jsou tedy 21.800,- Úspora zde je zdánlivě malá, ale nutno brát v potaz dva důležité faktory – podstatné zvýšení komfortu (zmizí popel, a prašnost, o topení není třeba se starat – tepelné čerpadlo stačí při zahájení topné sezony zkontrolovat a zapnout a při skončení vypnout) a rovněž podstatně nižší náklady na provoz domácnosti – jestliže průměrná čtyřčlenná domácnost spotřebuje za rok typicky 3 MWh elektrické energie ve vysokém tarifu (denní sazba) při nejběžnější sazbě „Akumulace 8“ (vybavení domácnosti bojlerem, pračkou, elektrickým sporákem a dalšími spotřebiči), lze dosáhnout při sazbě „Tepelné čerpadlo“ další roční úspory až 8.500,- za spotřebovanou elektrickou energii na provoz domácnosti. Návratnost investice je v tomto případě okolo 8 roků.
3. Původní zdroj tepla – plynový kotel: uvažuje se průměrná účinnost kotle 80 % + 5 % ztráty (nižší kvalita dodávky plynu, povolená tolerancí v normě). Spotřeba zemního plynu je tedy 21 MWh, náklady na topení včetně revize komínu (1x za rok) jsou 26.200,-. Pokud se k úspoře 5.700,- přidá ještě úspora za spotřebovanou elektrickou energii díky sazbě „Tepelné čerpadlo“ 8.500,- (viz výše) je celková dosažitelná úspora 14.200,– a návratnost investice necelých 6 roků.

Co doporučit na závěr – topení tepelným čerpadlem rozhodně ano, ale pro dosažení maximálních úspor je nutno mít řádně zpracovaný projekt a správně provedenou instalaci. Instalace je jednoduchá a levná, s minimálními stavebními úpravami.

 

Aby ale bylo topení tepelným čerpadlem skutečně výhodné, je nutno požádat dodavatele elektrické energie o sazbu „Tepelné čerpadlo“ (D56) a k tomu je nutná revizní zpráva k elektroinstalaci tepelného čerpadla. Žádná jiná povolení nejsou třeba.

Příklad instalace tepelného čerpadla v podsklepeném objektu s předehřevem topného vzduchu odpadním teplem a teplem země

A – tepelné čerpadlo ELAIR UT řízené bezdrátovým termostatem
B – automaticky řízená klapka, pro teplotu prostoru pod + 5 stupňů přepne na vnější přívod vzduchu
C – nezávislý zdroj pro topení – řízený kotel pro dotápění
D – expanzní nádoba
E – odvod zkondenzované vody do odpadu
F – přívody topné vody k radiátorům
G – kabel řízení dotápění

Šipky znázorňují průtok „topného“ vzduchu

Příklad instalace tepelného čerpadla v nízkoenergetickém domě s předehřevem topného vzduchu ztrátovým teplem z půdy

A – tepelné čerpadlo ELAIR UT
B – řízení ohřevu akumulační nádrže
C – akumulační nádrž s elektrickým dohřevem, možnost průtokového ohřevu užitkové vody
D – expanzní nádoba
E – směšovací systém a řízení podlahového topení
F – technologická místnost
G – podlahové topení
H – odvod zkondenzované vody do odpadu