Tepelné čerpadlo je zařízení určené k výrobě tepelné energie nebo k ochlazování vody, vzduchu i jiného média.

Přestože má princip tepelného čerpadla již dlouhou tradici a to několik desítek let, v České republice se využívalo tohoto zařízení v menší míře. Plošný nástup využití a to především občanskou veřejností, nastal však až po roce 2000. S ohledem na tu skutečnost, že je tento článek psán pro laickou veřejnost, je nutno uvést i základní principy. Pokud je plyn nebo směs plynů stlačena zvýší svoji teplotu a naopak. Tohoto principu tedy využívá tepelné čerpadlo. Neodborně lze jednoduše říci, že pokud tímto zařízením topíme nazýváme jej tepelným čerpadlem. Pokud chladíme nazýváme stejné zařízení klimatizací. Oba režimy však mají svá specifika a především proto se začali jednotlivé modifikace stejného zařízení významně měnit.

Lze tedy topit i chladit jedním zařízením, ale konečné výsledky ukazatelů, které sledujeme, jsou oproti speciálům nedostatečné.
V České republice je pro objekty rodinné – občanské i firemní významnější vytápění. Vytápění je významnou položkou každoročních nákladů. Klimatizace objektů je příjemná, ale lze provozovat objekty i bez tohoto nadstandardu.

Proč vlastně tepelné čerpadlo šetří, kde se bere úspora 50 – 70% procent nákladů na otop objektu oproti plynu nebo elektrické energii. Je to využitím přírodní energie, kterou máme zatím zadarmo. Využíváme energii zemské kůry, energii vody i vzduchu nebo sluneční energii.

Pokud stále nerozumíte uvedu zjednodušený příklad. Vezmeme 200 metrů běžné plastové hadice. Jeden konec nasadíme na sání plynového kompresoru a druhý na výstup z tohoto kompresoru. Vytvoříme tedy smyčku spojenou tímto kompresorem. Na druhé straně smyčky – po 100 metrech nainstalujeme běžný kulový kohout.
Jednu stranu ponoříme do potoka a druhou stranu hadice dáme do rodinného domu. Celou plastovou smyčku napustíme pro tento účel nějakým plynem. Plyn v uzavřené hadici získá teplotu potoční vody a my pustíme zabudovaný kompresor. Nic se nebude dít. Kompresor bude točit plynem v uzavřeném okruhu a teplota bude v celé soustavě stejná. Pak začneme pomalu uzavírat zabudovaný kulový kohout. Tlak se v této části začne zvyšovat, protože kulovým kohoutem uzavíráme průchod plynu. Se vzrůstajícím tlakem však začne růst také teplota plynu. Tuto část máme v rodinném domě a tak začneme topit – odebírat teplo. Za kulovým kohoutem nám však toto odebrané teplo chybí a tak jde plyn v potrubí do potoka chladnější než je samotná voda potoka. Tento rozdíl potok zdarma doplní na svoji teplotu a celý cyklus se stále dokola opakuje.

Úspora je tedy v tom, že potřebujeme pouze pohon zařízení a využívanou přírodní energii máme zdarma.
Tento poměr se označuje COP a říká, že na 1 KW spotřebovanou pro pohon zařízení dodáme 3-4 KW zdarma do našeho rodinného domu. COP = 1 : 4.
Tady však teprve začíná práce odborných subjektů, jak ve výzkumu, tak v části realizace. Na tento požadovaný poměr má vliv mnoho a mnoho aspektů.
Například : Velikost výparníku, druh chladiva, kvalita kompresoru, práce expanzního ventilu, regulace chodu atd. Také specifika topné soustavy, požadované teplotní spády, velikosti topných ploch, dynamika topných režimů, hydraulika topné soustavy nebo dynamika reakce přírodního zdroje.
Nemůžeme být přirozeně všichni odborníky na všechno. S trochou humoru bychom to měli připomínat především na úrovni vrcholné politiky. Pokud je junior dosazen na post předsedy vlády nebo strojař řídí lesní hospodářství nebudou výsledky nikdy uspokojivé.

Pro rozhodovací proces však lze stanovit alespoň základní pravidla pro každého. Já uvedu ty, které je potřeba dodržovat při výběru tepelného čerpadla.

1. Nechte kvalitně spočítat tepelnou ztrátu objektu.
2. Vybudujte topnou soustavu na co nejnižší teplotu topné vody.
3. Čím větší topné plochy nebo předávací zařízení tepla tím lepší.
4. Čím rychleji ( do určité hranice ) topná voda obíhá, tím více tepla předá - můžu snížit topnou teplotu.
5. Systém musí mít ekvitermní regulaci – tedy reakci na venkovní teplotu.
6. Topný systém by měl mít prostorovou sekční regulaci. Automatické řízení teploty na jihu a severu.
7. Zateplujte a snižujte potřebu tepla.
8. Větrejte krátce a zabraňujte neřízené infiltraci objektu.
9. Vyměňte stará okna za současnou kvalitu.
10. Naučte rodinu na nižší teplotu domova. Náklady rostou exponencionálně.

Stejně se lze chovat při výběru tepelného čerpadla, ale to už nechte na odborném pracovníkovi. Musí posoudit kde bude zařízení umístěno. Jaký je výkon zdroje. V jakém stavu je právě topná soustava. Zda jste na horách nebo na Znojemsku. Jak a kolik bude potřeba teplé užitkové vody, kolik máte místa na instalaci a zda budete kopat studny nebo vrtat geotermální vrt. Jestli užijete zahradní horizontální kolektor nebo bude instalována jednotka vzduch/voda. Na současném trhu je k dostání velké množství značek tepelných čerpadel a velké množství ostatní nutné technologie. Nějaký rok by trvalo než by jste se zorientovali. Jenže to už by jste zase byli odborníky v oboru tepelných čerpadel.

Zatím Vám rádi odborně poradíme a to zdarma – tedy někdy za kávu nebo čaj, protože kvalitně poradit je 1-2 hod Vašeho i našeho času.
Stojí to , ale za tu námahu. Výsledek této schůzky může sloužit i více jak 20 let.

Zpracoval: Jiří Kudláček – technický ředitel