Jak funguje tepelné čerpadlo a kdy se vyplatí

Tepelné čerpadlo patří v současnosti mezi nejúspornější zdroje vytápění. Dokáže využívat energii uloženou v okolním prostředí – ve vzduchu, zemi nebo vodě – a přeměnit ji na teplo, kterým vytopí váš dům nebo ohřeje vodu. Přestože celý systém působí technicky složitě, princip je ve skutečnosti jednoduchý. V tomto článku se dozvíte, jak tepelné čerpadlo funguje, z jakých částí se skládá a proč dokáže snížit vaše náklady na energie až o desítky procent.

Základní princip tepelného čerpadla: energie z okolí zdarma

Tepelné čerpadlo pracuje na principu přenosu tepla z chladnějšího místa do teplejšího. Zatímco kotel teplo vytváří spalováním paliva, tepelné čerpadlo jej „pouze“ přesouvá. Proto je jeho levnější – elektrická energie se spotřebovává jen na pohon kompresoru a oběhových čerpadel.

Jednoduše řečeno, 1 kWh elektřiny dokáže vyrobit 3–5 kWh tepla. Přesný poměr se nazývá COP (Coefficient of Performance).

Hlavní části tepelného čerpadla

Každé tepelné čerpadlo – bez ohledu na typ – obsahuje čtyři klíčové komponenty:

• Výparník: Zde nízkoteplotní médium (chladivo) odebírá energii z okolí a mění se na plyn.
• Kompresor: Stlačuje plynné chladivo, čímž výrazně zvyšuje jeho teplotu a tlak. Kompresor je jedinou částí, která spotřebovává elektřinu.
• Kondenzátor: Horké chladivo předává teplo topné vodě v systému (radiátory, podlahovka). Při ochlazení mění skupenství zpět na kapalinu.
• Expanzní ventil: Snižuje tlak a připraví chladivo na další cyklus. Tento koloběh probíhá neustále a zajišťuje přenos tepla zvenčí dovnitř.

Typy tepelných čerpadel

Tepelné čerpadlo vzduch–voda je nejpoužívanější varianta v rodinných domech. Odebírá teplo z venkovního vzduchu. Mezi jeho hlavní výhody patří jednoduchost instalace, nižší pořizovací náklady a stabilní výkon pro běžné vytápění a ohřev vody.

Tepelné čerpadlo země–voda využívá energii ze země pomocí kolektorů nebo vrtů. Je velmi účinné i při nízkých venkovních teplotách, má dlouhou životnost a tichý provoz, ale je třeba počítat s vyšší investicí do vrtů. 

Tepelné čerpadlo voda–voda čerpá energii ze spodní nebo povrchové vody. Hlavní výhodou je jeho nejvyšší účinnost. Je však nutný přístup ke kvalitnímu vodnímu zdroji a instalace je technicky náročnější.

Jak probíhá vytápění v praxi

1. Čerpadlo odebere teplo z okolního zdroje (vzduch, země, voda).
2. Teplo předá chladivu, které se odpaří a zahřeje.
3. Kompresor plyn stlačí a zvýší jeho teplotu.
4. V kondenzátoru se teplo předává do otopné vody.
5. Radiátory nebo podlahové topení přenesou teplo do místností.
6. Ochlazené chladivo se vrací přes expanzní ventil do výparníku.
7. Celý cyklus se opakuje mnohokrát za minutu.

Proč je tepelné čerpadlo tak úsporné

Tepelné čerpadlo je úsporné především proto, že dokáže využívat obnovitelnou energii z okolního prostředí. Až 75 % tepla získává z venkovního vzduchu, země nebo vody – tedy ze zdrojů, které jsou zdarma. Elektřina je potřebná jen k tomu, aby poháněla kompresor a oběhová čerpadla. To znamená, že spotřeba elektrické energie je výrazně nižší než množství tepla, které dokáže systém vyrobit.

Dalším důvodem vysoké účinnosti je schopnost tepelných čerpadel poskytovat stabilní výkon i při nízkých venkovních teplotách. Moderní jednotky dokáží efektivně pracovat i při –15 °C, aniž by výrazně ztrácely účinnost. To je zvláště důležité v zimních měsících, kdy je poptávka po teple nejvyšší.

Velkou roli hraje také možnost kombinace tepelného čerpadla s nízkoteplotními systémy vytápění, například s podlahovým topením. Tyto systémy pracují s nízkou teplotou otopné vody, což zvyšuje účinnost čerpadla a přispívá k ještě nižším provozním nákladům.

Kdy dává tepelné čerpadlo největší smysl

Tepelné čerpadlo se vyplatí zejména pokud:

• máte novostavbu nebo dobře izolovaný dům,
• chcete nízké provozní náklady,
• hledáte dlouhodobé řešení bez nutnosti doplňování paliva,
• uvažujete o kombinaci s fotovoltaikou,
• požadujete komfort bez složité obsluhy.

Ve starších domech může být potřeba výměna radiátorů nebo úprava systému.

Nevýhody, které je dobré znát

Pokud zvažujete pořízení tepelného čerpadla, je dobré znát i možné nevýhody. Benefity je však zpravidla překonají. Jedná se zejména o:

• vyšší pořizovací cena,
• u vzduchových čerpadel je výkon závislý na venkovní teplotě,
• potřeba odborné instalace a nastavení,
• nutnost pravidelné údržby.

Tepelné čerpadlo je však stále jedno z nejefektivnějších řešení vytápění současnosti. Funguje na jednoduchém principu přenosu tepla z okolního prostředí do vašeho domu. Díky tomu dokáže vyrobit několikanásobně více tepla, než kolik spotřebuje elektřiny. Je to ekologické, úsporné a komfortní řešení, které stále častěji nahrazuje tradiční zdroje vytápění.

Nejčastější dotazy