Tepelná čerpadla

Zima je obdobím, kdy se sice příliš stavební činnosti v terénu neprovádějí, ale zato se plánuje a projektuje. Kdo uvažuje o budování alternativního zdroje pro vytápění, např. o tepelném čerpadle, měl by začít již nyní s konzultacemi u projektanta nebo odborníka na vytápění. Ten mu nejlépe poradí, jaký typ pořídit a zda je to proveditelné. Pokud zájemce uvažuje o získání podpory na alternativní vytápění od státu, čeká jej mnoho úsilí, spojeného s vyřizováním energetického auditu a dalších podkladů, potřebných pro podání žádosti. Jak je vidět, ani zima nemusí být pro stavebníky mrtvou sezonou. A proč právě tepelné čerpadlo? Tepelná čerpadla, využívající tři čtvrtiny tepla odebraného z přírody, nabízejí efektivní technické možnosti v úspoře energie na jedné straně, na straně druhé přispívají ke snížení emisí CO2. Při nadále klesající spotřebě energie díky vylepšené tepelné ochraně je tepelné čerpadlo jednou z nejvýznamnějších alternativ \"tradičního\" způsobu vytápění. MEZITITULEK: Princip Tepelná čerpadla pracují v podstatě na stejném principu jako chladničky, u nichž je chlazenému výrobku odpařovačem odebíráno teplo a prostřednictvím kondenzátoru se dostává do místnosti. Tepelné čerpadlo však využívá \"teplou stranu\" tohoto termodynamického cyklu. Z okolí (půdy, vody, vzduchu) se odebírá teplo a přivádí se do topného systému. V části tepelného čerpadla zvané výparník je kapalina s teplotou varu nižší, než je teplota prostředí, z něhož je energie čerpána. Z výparníkové směsi vzniká pára, která je z výparníku neustále odsávána kompresorem a stlačována. Při tom stoupá tlak i teplota páry. Z kompresoru přechází pára do kondenzátoru, který je obklopen topnou vodou, jež se ohřívá teplem stlačeného plynu. Ten se při tom ochlazuje a mění se zpět na kapalinu. Tekutá směs se pak přes expanzní ventil dostává zpět do výparníku, kde má opět počáteční tlak i teplotu. Cyklus se tak může stále opakovat. MEZITITULEK: Zdroje energie Zdroje, z nichž tepelné čerpadlo odebírá teplo, jsou tři: vzduch, voda a půda. Všechny tyto zdroje jsou zásobníky sluneční energie, což znamená, že tepelné čerpadlo zprostředkovaně využívá energii dodávanou sluncem. Půda Půda přijímá teplo buď přímo ve formě záření, nebo nepřímo ve formě tepla z deště či vzduchu. Tepelné čerpadlo (např. Vitocal 300 BW značky Viessmann), využívající tohoto zdroje energie, teplo získává buď prostřednictvím horizontálně uložených půdních kolektorů, nebo svisle uložených půdních sond. Teplo z okolí zdroje získává směs složená z vody a prostředku na ochranu proti mrazu, tzv. solanky. Její bod mrazu je asi -15 °C. Pro tento typ tepelných čerpadel se vžilo označení země-voda. Půdní kolektory zabírají velkou plochu, proto je realizace někdy dost obtížná. Zjevné je to především na parcelách s malým stavebním prostorem. Navíc je v tomto případě vhodné s instalací rozvodů počítat dříve, než majitel přikročí ke konečné úpravě zahrady. Proto se dnes více používají svislé sondy, dosahující hloubek 50 až 150 m. Většinou se používají čtyři paralelní trubky. Zařízení s půdními sondami musí být schválena podle vodního práva. Vrty do 100 metrů má v kompetenci vodohospodářský úřad, hlubší vrty musí schválit příslušný úřad báňský. Než se s instalací půdních sond začne, je třeba přesně analyzovat vlastnosti půdy v okolí objektu - počet a typ vrstev, půdní odpor, přítomnost spodní nebo vrstvené vody společně s určením stavu vody a směru proudění. Voda Spodní voda je velmi dobrým zásobníkem tepla. I v zimním období se její teplota pohybuje kolem 7 až 12 °C nad nulou. Díky této konstantní teplotě je koeficient výkonu tepelného čerpadla (princip voda-voda, např. Vitocal 300 WW), získávajícího teplo ze spodní vody, po celý rok vysoký. Masovějšímu rozšíření těchto typů tepelných čerpadel brání nedostatečné množství spodní vody či její nevyhovující kvalita. Důkladným chemickým rozborem spodní vody, při němž se sleduje množství v ní obsažených látek (hydrouhličitany, sírany, amoniak, chloridy apod.), je možné určit vhodný typ výměníku tepla (z ušlechtilé oceli nebo z mědi), nebo možnost použití tepelného čerpadla, pracujícího na principu voda-voda, vyloučit. Tam, kde podmínky jeho instalaci dovolí, se jeho použití majiteli vyplatí. Využití spodní vody musí být schváleno všeobecným hospodářským úřadem. Pro využití spodní vody pak bude muset majitel vybudovat dvě studny: jednu sací a druhou průtočnou nebo vsakovací, jejichž vzdálenost od sebe musí být minimálně 15 metrů. Za určitých podmínek se k získávání tepla hodí i jezera a řeky, které rovněž fungují jako zásobník tepla (bližší informace je možno získat na příslušném vodohospodářském úřadě). Vzduch Tepelná čerpadla, získávající teplo z okolního vzduchu, je možno stejně jako předcházející dva druhy provozovat celoročně. Existují dva typy, které vzduchu využívají. U prvního (označuje se jako vzduch-vzduch) je potřebné množství vzduchu do výparníku přiváděno vzduchovými kanály ventilátorem zabudovaným v zařízení. Pracuje tedy v podstatě na principu klimatizace. Druhý typ nepředává teplo z okolí vzduchu uvnitř objektu, ale topné vodě (princip vzduch-voda, např. Vitocal 300 AW). \"Sbírá\" teplo pomocí masivního absorbéru, jenž přijímá energii ze slunečního záření, obsaženého ve vzduchu. Obecně platí, že tepelná čerpadla, využívající vzduch, jsou nejvíce závislá na teplotě okolního prostředí. S jejím poklesem klesá i výkon čerpadla. MEZITITULEK: Co získáme, co vydáme? Pořízení alternativního zdroje energie v podobě tepelného čerpadla není záležitostí nikterak levnou. Vždyť náklady se v závislosti na použitém typu pohybují mezi 150 až 300 tisíci korun. Vynaložené finanční prostředky je však třeba chápat jako dlouhodobou investici. Tepelná čerpadla totiž přinášejí celou řadu úspor. Na první pohled upoutá především snížení nákladů spojených s vytápěním, a to až na třetinu. Provozovatelům tepelných čerpadel většina firem, zabývajících se zásobováním energií, stanoví zvláště výhodný tarif proudu (za podmínky, že je příkon tepelného čerpadla minimálně 1,5 kW, platí odběratel za 1 kilowatthodinu 1 korunu 22 hodin denně a pouze dvě hodiny vysoký tarif 3,54 Kč, navíc je pravidelná měsíční sazba za jistič snížena o 60 %). Částka spojená s pořizováním tepelného čerpadla však nemusí jít nutně naprosto celá z majitelovy kapsy. Je možno využít dvou způsobů státní dotace. První plyne z faktu, že se jedná o zdroj energie šetrný k životnímu prostředí, a tudíž je šance získat až 30% dotaci ze Státního fondu životního prostředí. Druhý pak vychází z toho, že pořízení tepelného čerpadla je klasifikováno jako způsob zlepšení bydlení, a je tak možno použít na jeho pořízení stavebního spoření, na něž stát ročně nemalou částkou přispívá. AUTOR: Mgr. EVA BOKOVÁ ZDROJ: STAVITEL