Nové webové stránky:  https://www.zdroje-energie.cz/

Co jsou tepelná čerpadla?
Tepelná čerpadla představují moderní způsob vytápění rodinných domů, komerčních objektů a jiných a řadí se k alternativním, obnovitelným zdrojům energie.

Tepelné čerpadlo má schopnost odebrat nízkopotenciální teplo z okolního prostředí jako je např. vzduch, země, nebo voda a převést jej na vyšší teplotní úroveň a účelně využít na vytápění objektu, pro ohřev teplé vody či ohřev bazénu.

Tepelné čerpadlo ve zkratce spotřebuje 1/3 energie na svůj vlastní pohon a 2/3 energie odevzdá ve formě tepla. V tom spočívá výhoda použití tepelných čerpadel k vytápění objektů.

V principu se jedná o chladící zařízení, ale využíváme jej jako zdroj tepla. Protože je ve vzduchu, zemi a vodě obsaženo velké množství tepla, ale nízká teplotní hladina neumožňuje k přímému vytápění či ohřevu vody, musíme ho převést na vyšší teplotu.

Toto se děje pomocí čtyř základních částí chladícího okruhu: kompresor, expanzní ventil, kondenzátor a výparník.

Chladivo je v plynném stavu stlačeno kompresorem a poté vpuštěno do kondenzátoru (strana výstupu topení). Zde odevzdá své skupenské teplo. Zkondenzované chladivo projde expanzním ventilem do výparníku (energie okolního prostředí), kde skupenské teplo (při nižší teplotě a tlaku) přijme a odpaří se. Poté opět pokračuje do kompresoru a cyklus se opakuje.

Jak se svět posouvá do uhlíkově neutrální budoucnosti, tepelná čerpadla budou klíčovým přispěvatelem k vytváření čisté tepelné energie.

Jaké jsou typy systémů tepelných čerpadel?
Označování tepelných čerpadel je dvouslovné, první slovo udává odkud bereme energii a druhé slovo určuje teplosměnné médium. Teplosměnné médium je obvykle voda nebo vzduch. Existují různé varianty tepelných čerpadel, ale nejběžnějšími systémy tepelných čerpadel jsou: zemní tepelná čerpadla, vodní tepelná čerpadla  a vzduchová tepelná čerpadla (nejvíce instalovaná).

Tepelné čerpadlo země/voda
Tepelná čerpadla země – voda dokáží využít nízkopotenciální energii uloženou v horninách, podloží a převést ji do topné vody, která je vhodná k vytápění, ohřevu teplé vody, bazénu aj.

Teplo ze země odebíráme 2 způsoby:

-        Zemním plošným kolektorem (ZPK)

-        Geotermálním zemním vrtem – sondou

Zemní plošný kolektor je v podstatě akumulátor tepla. Teplo odebíráme z plochy pozemku. Plastové trubky, ve kterých cirkuluje nemrznoucí směs, jsou zakopány v hloubce cca 1,5m v rozestupu cca 80 cm od sebe. Nejedná se zde o geotermální teplo, ale čerpá se naakumulované teplo ze slunce, podzemní vody atp. V letních měsících se tento akumulátor nabíjí, v zimě se spotřebovává. Nevýhodou je většinou větší velikost pozemku, který by měl být dostatečně osluněn. Výhodou je zase lepší topný faktor (COP) a nižší náklady na instalaci vůči geotermálnímu vrtu.

Geotermální zemní vrt, jeho hloubka je obvykle 80-130 m, průměr cca 175 mm. Jsou však běžné i hlubší vrty. Ve vrtu jsou zasunuty plastové trubky obvykle 1 nebo 2 U trubky ze speciálního plastu ve kterých cirkuluje nemrznoucí kapalina, která přenáší teplo mezi zemí a TČ. Pro lepší vodivost je vrt vyplněn bentonitovou směsí. Nevýhodou jsou dražší pořizovací náklady a nutné povolení. Výhodou je vysoký topný faktor (COP).     

Tepelné čerpadlo voda/voda
Tepelné čerpadlo voda – voda je vlastně jiné použití systému země – voda, kdy zdrojem energie je nějaký zdroj vody. Může to být studna nebo povrchové vodní plochy – řeka, potok, jezero aj.

Ze zdroje odebíráme vodu, která projde tepelným čerpadlem, zde odevzdá část své energie a vrací se zpět do země, avšak chladnější.

Pro vytápění objektu tepelným čerpadlem voda - voda je však nevýhodou velká spotřeba vody, počítá se min. 0,3 m³/hod na 1kW tepelné ztráty domu. Obvyklý rodinný dům potřebuje cca 2-5 m³/hod, záleží na tepelných ztrátách objektu, potřebě tepla atp.

Výhodou je vysoký topný faktor, nevýhodou je malý počet vhodných lokalit a vysoké požadavky na kvalitu, chemické složení vody.

Tepelné čerpadlo vzduch/voda

Tepelné čerpadlo vzduch – voda je přístroj, který odebírá energii ze vzduchu a předává ji do topného systému, ohřevu teplé vody, bazénu aj.

V ČR jsou pro instalaci tepelných čerpadel vzduch – voda ideální klimatické podmínky. Vzhledem k průměrné teplotě vzduchu v topné sezóně, která je +3°C, je jejich průměrný topný faktor podobný systémům země – voda. Vzduch jako zdroj tepla je nejdostupnější, v podstatě neomezený.

Velkou výhodou je snadná instalace a univerzálnost. Lze namontovat na skoro každou stavbu. Další výhodou jsou nižší pořizovací náklady, možnost využití pro chlazení. Nevýhodou je, že se výkon tepelného čerpadla mění s teplotou venkovního vzduchu. Pokud se teplota snižuje tak se současně snižuje i výkon tepelného čerpadla spolu s topným faktorem. Další nevýhodou je hluk z ventilátorů.

Princip je, že teplo ze vzduchu dokážeme jednoduše odebrat pomocí chladivového okruhu, ve kterém cirkuluje chladivo, to má na jedné straně výparníku tak nízkou teplotu, že může absorbovat teplo i při velmi nízkých teplotách v zimě pod -20°C. Chladivo „obohacené“ o tuto energii pak kompresorem stlačíme a tím jeho teplota vzroste na úroveň vhodnou k vytápění, chladivo pak celkovou energii ze vzduchu i elektrickou z kompresoru odevzdá v kondenzátoru topné vodě.

Jaké jsou výhody tepelného čerpadla?

Tepelné čerpadlo přináší po instalaci v rodinném domě spousty finančních a také ekologických výhod. Vyrobená tepelná energie pochází z obnovitelných zdrojů. Na rozdíl od konvenčních kotlů nepotřebují tepelná čerpadla k výrobě energie spalování fosilních paliv.

Co tepelná čerpadla přináší za benefity:

-        Nízké provozní náklady

-        Bezobslužnost zařízení

-        Celoroční vytápění – bez ohledu na počasí

-        Tepelná čerpadla skvěle doplňují technologie, jako je podlahové vytápění, fotovoltaika

-        Bezpečnější než hořlavé formy vytápění

-        Možnost chlazení v létě

-        Možnost dotací (Nová Zelená Úsporám, Kotlíková dotace atp.)

Topný faktor (COP)
Poměr mezi výkonem dodávaným tepelným čerpadlem a jeho příkonem. Topný faktor se mění v závislosti na vstupní teplotě (nemrznoucí směsi, vzduchu) do tepelného čerpadla a výstupní teplotě vody do otopné soustavy.

Tepelná ztráta objektu

Tepelná ztráta je topný výkon, který potřebuje budova, aby při normou dané venkovní teplotě (např. Ostrava -15°C), byla v místnostech dosažena požadovaná teplota (např. v pokoji +20°C). Znalost tepelné ztráty je nutná pro dimenzování tepelného zdroje.

Tepelná ztráta tepla na vytápění je okamžitá hodnota tepelné energie (přesněji tepelný tok), která z domu uniká prostupem tepla, zářením skrz průsvitné konstrukce a větráním.

Tuto hodnotu je nutné počítat vždy na extrémní podmínky, tedy v ČR obvykle –15°C, v Praze a některých dalších místech, kde je tepleji, je tato výpočtová teplota –12°C, naopak na horách –18°C. Je sice pravda, že se u nás občas vyskytují i větší mrazy, ale akumulační schopnosti domu a jeho vybavení tyto extrémní výchylky přenesou. Na tuto hodnotu tepelné ztráty musí být nadimenzované radiátory nebo jiný druh otopné soustavy a tepelný zdroj na vytápění. Protože tyto extrémní teploty jsou u nás během zimního období velmi krátkou dobu, u dražších zdrojů energie, jako je například tepelné čerpadlo, se tyto zdroje dimenzují na nižší výkon s tím, že pokud je potřebný vyšší tepelný příkon, dotápí se dalším zdrojem, například elektřinou.

http://stavba.tzb-info.cz/tabulky-a-vypocty/128-on-line-kalkulacka-uspor-a-dotaci-zelena-usporam

Ekvitermní regulace
Spočívá v nastavení (regulaci) teploty topné vody v závislosti na venkovní teplotě. Např. při venkovní teplotě -16°C regulace tepelného čerpadla umožní ohřev topné vody např. 50°C, avšak při 5°C již stačí ohřát topnou vodu jen na 35°C (orientačně)

Primární a sekundární okruh
Část tepelného, do které se přivádí nízkopotenciální teplo z okolního prostředí (země, vzduchu, vody) se označuje jako primární strana (okruh); část, ze které se odvádí teplo pro vytápění se označuje jako sekundární strana (okruh).

Typ tepelného čerpadla - ON/OFF 

Tepelné čerpadlo se zapne a jede na plný výkon, k tomu potřebuje zpravidla akumulační nádobu kde se ukládá energie, která se dále přečerpává do topného systému. Jakmile dojde k "natopení" akumulační nádoby na požadovanou teplotu, tepelné čerpadlo vypne.

Typ tepelného čerpadla - Invertor

Tepelné čerpadlo má proměnlivý výkon, přizpůsobuje svůj výstupní topný výkon aktuální potřebě tepla objektu. 

Využití invertorového tepelného čerpadla navíc umožňuje v instalaci vynechání akumulační nádrže (za určitých podmínek), což snižuje investiční náklady na instalaci a poskytuje jednoduché řešení vytápění.

Další výhoda invertorového kompresoru je nižší rozběhový proud ve srovnání s jednorychlostním kompresorem. Využitím invertorové technologie je možno snížit rozběhový proud o 70  %, to má vysokou důležitost pokud narazíme na omezení v rozvodné síti elektrické energie

Typ tepelného čerpadla - Split 

Dělená konstrukce tepelného čerpadla. Skládá se z venkovní a vnitřní části tepelného čerpadla. Propojení jednotek je mezi s sebou pomocí chladírenského potrubí.