Jaké tepelné čerpadlo zvolit pro vytápění rodinného domu

Tepelná ztráta pro běžné rodinné domy se pohybuje u starších nezateplených objektů od 8 kW do 24 kW. Pro novostavby a dodatečně zaizolované domy s vyměněnými okny je tepelná ztráta od 5 kW do 10 kW. Nízkoenergetické a pasivní domy mají tepelnou ztrátu od 1 kW do 5 kW. Instalované výkony tepelných čerpadel se tedy pohybují v rozmezí jednotek až desítek kW a ceny za kompletní instalaci zdroje tepla s tepelným čerpadlem vychází od 150 000 do 500 000 Kč. Do celkové ceny je třeba zahrnout kromě tepelného čerpadla také akumulační nádobu, zhotovení vrtu, oběhová čerpadla, potrubí, nemrznoucí směs, dopravu, atd. Ukázka instalace je na následujícím obrázku.

Návrh zdroje tepla s tepelným čerpadlem se liší od běžných kotlů na tuhá nebo plynná paliva především ve způsobu dimenzování. U běžných kotlů jsou výkony často voleny 2krát vyšší než je tepelná ztráta objektu, u tepelných čerpadel je většinou hospodárnější navrhnout zdroj na přibližně 70 % tepelných ztrát objektu. Je to dáno především cenou za výkonnější tepelné čerpadlo a také například cenou za vrt. Tato zařízení se tedy navrhují nejčastěji v bivalentním provozu, kde v nejchladnějším období roku připíná elektrická topná patrona nebo elektrokotel. Další možností je přitápění v kotli na tuhá paliva nebo v krbu.

Druhým podstatným rozdílem v návrhu a instalací aplikací s tepelným čerpadlem je volba otopných ploch. Spotřeba elektrické energie kompresoru závisí na výstupní teplotě z tepelného čerpadla. Vhodnější jsou proto větší otopné plochy, kde postačuje jejich nižší teplota. Instalace s podlahovým nebo stěnovým vytápěním dosahují vyšších úspor energie. Další možností jsou větší otopná tělesa (radiátory).

Tepelná čerpadla zajišťují samozřejmě ve většině případů i přípravu teplé vody (TV). Nevýhodou při přípravě teplé vody je požadovaná teplota 50 až 60 °C, zatímco vytápění je řešeno ekvitermě. V závislosti na parametrech otopné soustavy a množství spotřebované vody se tento problém řeší nádrží v nádrži nebo dvěma akumulačními nádobami a přepínání zdroje trojcestným ventilem do vytápění anebo na přípravu TV.

Tepelná čerpadla vzduch/voda se dodávají na trh v provedení "Kompakt" nebo "Split". Kompaktní jednotky mají v jednom boxu kompresor, kondenzátor i výparník. Zatímco splitové jednotky mají kompresorovou část v jednom boxu, výparník s ventilátorem je v samostatném opláštění. V případě volby tepelného čerpadla vzduch/voda je třeba při výběru výrobce sledovat parametry při extrémních venkovních teplotách a hodnoty hluku. V průběhu roku se teplota venkovního vzduchu mění podle místa instalace v České republice od −25 °C až do 37 °C. Při volbě TČ je tedy velice důležité si ověřit, zda bude schopné pracovat při těchto venkovních teplotách vzduchu, pokud tedy není uvažováno se 100% dodatkovým zdrojem. Kvalitně vyrobená zařízení nemají kompresor prakticky slyšet a ventilátory jsou také velmi tiché, nebývá u nich proto problém splnit požadované hlukové limity.

Tepelná čerpadla země/voda odebírají teplo nejčastěji ze svislých zemních vrtů nebo horizontálních výměníků. Pro běžný rodinný dům, který je již zateplen a má vyměněná okna postačí většinou jeden vrt o hloubce 80 až 180 m nebo plocha 150 až 800 m² dle geologického podloží a velikosti objektu. Podmínkou dlouhodobě dobře fungujícího zařízení je vhodně nadimenzovaný vrt nebo horizontální kolektor. Pokud není hloubka vrtu dostatečná, nepředá zemní výměník potřebné teplo a snižuje se teplota nemrznoucí směsi vstupující do tepelného čerpadla. Naopak předimenzování vrtu zvyšuje počáteční investici. Zhotovení vrtu je patrno z obrázku níže.

Tepelná čerpadla se instalují v rodinných domech především jako náhrada elektrického vytápění nebo za zdroje na tuhá a kapalná paliva (uhlí, topný olej, atd.) Výhodou oproti vytápění elektřinou je 2,5 až 4násobně nižší spotřeba elektrické energie, výhodou proti tuhým palivům je komfort provozu. Velikost úspory závisí na sezónním topném faktoru (SPF), který se liší podle typu primárního zdroje (země, vzduch a voda) a také dle druhu otopné soustavy (radiátory, konvektory, podlahové a stěnové vytápění). Dosahované hodnoty tohoto faktoru SPF jsou 2,5 až 4,5. Pokud chce investor dosahovat vyšších úspor, musí si pořídit kvalitní tepelné čerpadlo a mnohdy ještě důležitější je dobře zpracovaný projekt. Kvalitní tepelné čerpadlo může nevhodným zapojením a regulací dosahovat namísto například SPF = 3,5 hodnoty SPF = 2,5. Výhodou instalace tepelného čerpadla v rodinném domě je přiznání dvoutarifové sazby D56d, která platí pro celou domácnost. Sníženou cenu za elektrickou energii lze tedy využít i pro pračku, televizi, ledničku, atd. Náklady na ostatní spotřebu elektrické energie jsou poté přibližně poloviční. Pro přiznání této sazby musí být splněno, že tepelný výkon tepelného čerpadla kryje minimálně 60 % tepelných ztrát vytápěného objektu.