Laicky lze tepelné čerpadlo přirovnat k chladničce. Ta odebírá teplo potravinám a v zadní části lednice topí. Stejně pracuje tepelné čerpadlo, ale obráceně a s mnohem větším výkonem, kdy nízkopotenciální externí zdroj tepla (země, vzduch nebo voda) jsou ochlazovány a získané teplo je odváděno do topného systému objektu. Příkon tepelného čerpadla, nutný pro získání tepla je asi třetinový vůči celkovému množství získaného tepla. Hlavní konstrukční prvky tepelného čerpadla jsou: výměník, kompresor, kondenzátor a expanzní ventil.

Teplo okolního prostředí je ve výměníku předáno do náplně chladicího okruhu. V kompresoru je chladivo následně stlačeno na vyšší tlak, který je doprovázen nárůstem jeho teplota. V kondenzátoru je takto navýšená energie chladiva předána do topného okruhu. Na expanzním ventilu pak dále dojde ke snížení tlaku chladiva, tím i k jeho ochlazení. Ochlazené chladivo je pak opět schopno absorbovat teplo z okolního prostředí.
Typy tepelných čerpadel
Typy tepelných čerpadel jsou děleny podle zdroje, ze kterého odebírají teplo: ze země, z vody nebo ze vzduchu. Díky příznivým klimatickým podmínkám v ČR je stále častější aplikací použití tepelných čerpadel vzduch – voda. Průměrný topný faktor systému tepelného čerpadla vzduch-voda v průběhu celé topné sezóně se příliš neliší od systému tepelného čerpadla země-voda. Je to způsobeno tím, že na počátku a na konci topné sezóny je vzduch teplejší než zem.
| Průměrné denní teploty v ČR od září do května | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Meteorologická stanice | 9. |
10. |
11. |
12. |
1. |
2. |
3. |
4. |
5. |
| Brno, Tuřany | 15,5 |
9,6 |
2,6 |
-1,2 |
-6,3 |
-2,9 |
1,2 |
10,3 |
13,9 |
| České Budějovice | 14,8 |
9,7 |
2,9 |
-0,5 |
-5,4 |
-1,6 |
1,7 |
9,4 |
14 |
| Holešov | 15,7 |
9,9 |
3,2 |
-0,7 |
-7,3 |
-2,2 |
1,3 |
10,2 |
14,4 |
| Hradec Králové | 16 |
10,8 |
3,1 |
-0,3 |
-5,2 |
-2,2 |
1,2 |
9,6 |
14,1 |
| Klatovy | 14,1 |
9,3 |
-0,4 |
-4,5 |
-4,5 |
-4,6 |
-2,7 |
3,7 |
8,7 |
| Liberec | 14,3 |
9,9 |
2,5 |
-0,5 |
-4,7 |
-2,7 |
0 |
7,8 |
12,5 |
| Lysá hora | 9,5 |
5,8 |
-1,7 |
-6 |
-6,2 |
-7,2 |
-5,1 |
3,2 |
7 |
| Mošnov | 14,5 |
9,3 |
2,7 |
-1,1 |
-6,5 |
-3,1 |
0,5 |
9,7 |
13,9 |
| Praha, Ruzyně | 15 |
9,9 |
2,6 |
-0,4 |
-5,3 |
-2 |
1,2 |
8,9 |
13,5 |
Přepočteno na peníze, lze v případě rodinného domu s průměrnou tepelnou ztrátou ušetřit při použití tepelného čerpadla země-voda přibližně pouze o 2000 Kč/rok více než při řešení vytápění čerpadlem vzduch-voda. Investiční rozdíl však ve skutečnosti může vysoce přesáhnout částku 100 000 Kč díky ceně vrtů, které jsou nutné k realizaci vytápění tepelným čerpadlem země-voda.
Výhody čerpadel vzduch-voda
• nejvýhodnější poměr cena/výkon
• univerzálně použitelné - systémy jsou vhodné nejen pro rodinné domky, ale i celé systémy vytápění a chlazení (klimatizace) pro větší objekty (školy, hotely, úřady, nemocnice, banky, markety, apod.)
• ušetříte až 80% výdajů na energie
• jednoduchá instalace
• krátká doba návratnosti investice (3 – 8 let)
• ekologicky provoz
• komfortní a bezobslužný provoz
• levná klimatizace
• bezpečný provoz
Nevýhody
• za silných mrazů nižší účinnost
Tepelné čerpadlo je neúspornější systém vytápění současnosti. Ve spojení s nízkou sazbou za elektřinu pro celou domácnost lze dosáhnout velmi krátké návratnosti vložených investic. Současně dokáže tepelné čerpadlo také klimatizovat nebo například vyhřívat bazén. Provoz je navíc ekologický a bezpečný.
Vytopí tepelné čerpadlo dům i v mrazech?
Výkon tepelného čerpadla vzduch-voda se dimenzuje na 100% tepelných ztrát domu. Tzn., že v případě dobře provedeného výpočtu tepelných ztrát je tepelné čerpadlo schopno Váš dům bezpečně vytopit. Součástí každé instalace je však vždy záložní zdroj energie (elektrokotel, plynový kotel), který doplňuje případné nedostaky výkonu (silné mrazy). Moderní tepelná čerpadla pracují spolehlivě i při velmi nízkých venkovních teplotách (až do -20°C).
Vytápění rodinného domu
Následující graf porovnává náklady na vytápění běžného rodinného domu tepelná ztráta 11kW). Kalkulace zahrnují veškeré náklady na energie (otop + elektřina). Výhodnost tepelných čerpadel se zvyšuje ve formě snížení sazby el. energie. (Sazba D56 - 22 hod/den nízký tarif).

Hlučnost tepelných čerpadel
Většinu zájemců o tepelné čerpadlo typu vzduch-voda zajímá, jaká je jejich hlučnost. V minulosti byly používané kompresory z klimatizace (nevhodné do větších mrazů) a hlučné, vysokootáčkové ventilátory. Výsledkem byl velký hluk, zvláště v největších mrazech.
Použití moderních prvků
• nízkootáčkové ventilátory s velmi nízkou hladinou akustického tlaku
• tiché kompresory, umístěné na antivibračním rámu
• elektronicky řízený expanzní ventil, podstatně snižující hlučné "nárazy" při odmrazování venkovní jednotky vede v současnosti k nízké výstupní hlučnosti.
Pro představu, jak tichá jsou naše tepelná čerpadla, je zde uvedena následující tabulka:
|