Tepelná čerpadla

Energie prostředí - nízkopotenciální teplo obsažené v zemi vodě i ve vzduchu vzniká jako důsledek dopadající sluneční energie a jako důsledek geotermální energie. V našich podmínkách lze tuto energii využít pomocí tepelných čerpadel.

Tepelné čerpadlo umožňuje odnímat teplo okolnímu prostředí, převádět je na vyšší  teplotní hladinu a předávat jej pro potřeby vytápění nebo pro přípravu teplé užitkové vody.

Při předpokladu že vytápění objektu je řešeno  jako teplovodní máme nejčastěji tyto možnosti využití :

z okolního vzduchu     „vzduch-voda“

Je nutno najít vhodné umístění vnější jednotky ( hlučnost, omezení průtoku vzduchu, námrazy)

z půdy          „země-voda“

půda se ochlazuje tepelným výměníkem z polyethylenového potrubí plněného nemrznoucí směsí a uloženého do výkopu ( zemní kolektor ) nebo do vrtů. Půdní kolektor se umísťuje vedle objektu v nezámrzné hloubce. Trubky se ukládají nejméně 0,6m od sebe. Velikost takovéto plochy je asi trojnásobkem plochy vytápěné. Potrubí je také možno ukládat ve tvaru uzavřených smyček do výkopového kolektoru o hloubce 2m a šířce 0,9m. Na 1kW výkonu je potom potřeba 5-8metrů délky výkopu.

Velmi často se využívá i vrtů hlubokých až 150m. Vrty se umísťují v blízkosti stavby nejméně 10m od sebe. Na 1kW výkonu tepelného čerpadla je potřeba 12-18 m hloubky vrtu podle geologických podmínek.

Instalace těchto typů tepelných čerpadel je poměrně dražší , výhodou jsou stálé podmínky na straně primárního zdroje (teplota půdy). Při nesprávné velikosti kolektorů může docházet ke konci topné sezóny k promrzání půdy v blízkosti kolektoru.

z podzemní vody   „voda-voda“

Voda se odebírá ze sací studny a po ochlazení se vypouští do druhé, takzvané vsakovací studny.

Výhodou těchto instalací je stálá teplota vody během celého roku, nižší pořizovací náklady než u předchozího případu.

Důležité je však chemické složení vody a hlavně vydatnost zdroje vody, kterou je nutno ověřit dlouhodobou čerpací zkouškou.

Princip činnosti tepelného čerpadla

Ve výparníku odnímá chladivo za nízkého tlaku a teploty teplo ochlazované látce (zdroji nízkopotenciálního tepla). Dochází k varu a kapalné chladivo přiváděné do výparníku se postupně mění v páru. Páry chladiva jsou z výparníku odsávány a stlačeny kompresorem na kondenzační tlak.  V kondenzátoru předávají kondenzační teplo ohřívané látce a mění své skupenství na kapalné. Kapalné chladivo je je po snížení tlaku přiváděno zpět do výparníku, kde doplňuje vypařené chladivo.

topný faktor  je poměr tepelného výkonu k příkonu kompresoru resp. Energie dodané pro ohřev k energii spotřebované.

Maximální pracovní teplota na výstupu tepelného čerpadla je 55°C. Čím menší rozdíl hladin teplot musí tepelné čerpadlo překonávat tím méně energie spotřebuje. Proto je  výhodné napojení na nízkoteplotní vytápěcí systém – podlahové vytápění případně velkoplošné radiátory.

Pokrytí celé spotřeby tepla  tepelným čerpadlem je neekonomické, proto se systém doplňuje dalším zdrojem tepla nejčastěji elektrokotlem. Systém pak pracuje v tzv. bivalentním provozu. Instalovaný výkon tepelného čerpadla bývá 50-75% maximálního výkonu.

U správně navržených systémů bivalentní zdroj dodává pouze 10-15% celkové spotřeby tepla.

Elektrická přípojka musí umožnit připojení tepelného čerpadla (dostatečný příkon)

Státní dotace od SFŽP (státní fond životního prostředí) je poskytována do výše 30% (max. 100tis Kč) z celkové ceny instalace.