Tepelné čerpadlo vzduch voda: kdy dává smysl a co rozhoduje o provozu

Tepelné čerpadlo vzduch voda se prodává jako úspora, ale ve skutečnosti je to výměna: nižší provozní náklady za vyšší nároky na dům a na otopnou soustavu. Když se čerpadlo pověsí na starý systém s radiátory dimenzovanými na kotel, výsledkem je drahý provoz a zklamání. Rozhoduje teplota, na kterou musí soustava topit, ne štítek na jednotce.

Ve zkratce

• Čerpadlo odebírá teplo z venkovního vzduchu a předává ho do otopné vody.
• Účinnost udává topný faktor a klesá s tím, jak roste teplota otopné vody.
• Nejlépe pracuje s podlahovým vytápěním, nejhůř se starými malými radiátory.
• Venkovní jednotka je zdroj hluku, takže její umístění řeší i vztahy se sousedy.
• V mrazech pomáhá bivalentní zdroj, obvykle elektrická spirála.
• Bez zateplení a bez správného návrhu se úspora nedostaví.

Jak to funguje

Tepelné čerpadlo nevyrábí teplo, jen ho přenáší z místa, kde ho je málo, do místa, kde ho chceme. Ve venkovní jednotce odebírá teplo vzduchu i při teplotách pod nulou, protože chladivo v okruhu se odpařuje při velmi nízké teplotě. Kompresor pak páru stlačí, čímž ji zahřeje, a ve výměníku předá teplo otopné vodě. Elektřina se spotřebuje jen na pohon kompresoru a ventilátorů, ne na samotný ohřev, a právě proto může jednotka dodat několikanásobek energie, kterou spotřebuje.

Topný faktor a co ho sráží

Poměr mezi dodaným teplem a spotřebovanou elektřinou se označuje jako topný faktor. Není to konstanta, mění se podle venkovní teploty a hlavně podle teploty, na kterou musí čerpadlo ohřát otopnou vodu. Čím vyšší teplotu soustava potřebuje, tím hůř čerpadlo pracuje. Rozdíl mezi soustavou navrženou na pětatřicet a na pětapadesát stupňů je v provozních nákladech zásadní a nedá se dohnat ani nejdražší jednotkou.

Sezonní hodnota místo jednoho čísla

Údaj z katalogu bývá naměřený za příznivých podmínek. Pro odhad skutečné spotřeby je použitelnější sezonní hodnota, která počítá s celým průběhem topné sezony včetně mrazů. Kdo porovnává nabídky, má srovnávat právě ji, a to při stejné teplotě otopné vody, jinak se porovnávají dvě různé věci.

Do jakého domu se hodí

Rozhodující není stáří domu, ale to, jakou teplotu otopné vody potřebuje při nejchladnějším dni. Tenhle údaj se dá spočítat a je základem každého poctivého návrhu.

Novostavba s podlahovým vytápěním

Ideální kombinace. Velká otopná plocha znamená nízkou teplotu vody a tím vysoký topný faktor. Podlahové vytápění navíc pracuje se setrvačností, která čerpadlu vyhovuje, protože se nemusí často spouštět a vypínat. Tady dává čerpadlo smysl prakticky vždy, jak popisuje i přehled o tom, co snese podlaha nad vytápěním.

Starší dům s radiátory

Tady se rozhoduje případ od případu. Když jsou radiátory předimenzované, což u starších domů po zateplení bývá, můžou fungovat i na nižší teplotě vody. Když jsou naopak malé a soustava byla navržená na vysokou teplotu, je potřeba počítat s výměnou části otopných těles. Nasadit čerpadlo bez téhle úvahy je nejčastější příčina toho, že provoz vyjde dráž, než se čekalo.

Nezateplený dům

Do nezatepleného domu se čerpadlo instalovat dá, ale je to nejdražší možný způsob, jak topit. Pořadí prací má být obrácené: nejdřív obálka budovy, potom zdroj tepla. Zateplený dům navíc potřebuje menší a levnější jednotku, takže se investice do izolace vrátí dvakrát.

Hluk a umístění venkovní jednotky

Venkovní jednotka obsahuje ventilátor a kompresor a v provozu je slyšet. Výrobci udávají hladinu akustického výkonu, ale rozhodující je, kde jednotka stojí a co je kolem ní.

Odstup od sousedů a od oken

Jednotka nepatří pod okno ložnice, ani vlastní, ani sousedovy. Hluk se navíc odráží od stěn a v úzkém prostoru mezi dvěma domy se může zesílit. Sousedské spory kvůli hluku z čerpadla jsou v zástavbě rodinných domů běžné a řeší se hůř než jakákoli technická závada, takže se umístění promýšlí předem.

Odvod kondenzátu a námraza

Při odebírání tepla ze vzduchu vzniká na výparníku námraza, kterou jednotka pravidelně odtaje. Voda musí mít kam odtéct, jinak pod jednotkou vznikne v mrazu ledová plotna. Odvod kondenzátu je detail, na který se při montáži zapomíná, a projeví se až první zimu.

Bivalence a mrazy

S klesající venkovní teplotou výkon čerpadla klesá právě ve chvíli, kdy dům potřebuje nejvíc tepla. Soustava se proto navrhuje s bivalentním bodem, tedy teplotou, od které pomáhá druhý zdroj. Nejčastěji je to elektrická spirála v zásobníku, u domů s krbem nebo kotlem může být bivalentním zdrojem i ten.

Nastavení bivalentního bodu rozhoduje o účtu za elektřinu. Když je nastavený příliš vysoko, spirála se zapíná zbytečně často a topí se draze. Když je příliš nízko, dům se v mrazech nedotopí. Je to parametr, který se ladí po první zimě podle skutečného chování domu, ne podle tabulky.

Ohřev vody a akumulace

Většina instalací řeší i ohřev teplé vody. Ta ale potřebuje vyšší teplotu než topení, takže při ohřevu vody klesá účinnost. Proto se ohřev plánuje na dobu, kdy dům netopí naplno, a proto se u čerpadel používá zásobník s dostatečným objemem, aby se jednotka nespouštěla kvůli každé sprše.

Proč je akumulace důležitá

Časté spouštění a vypínání kompresoru zkracuje životnost a zhoršuje účinnost. Akumulační nádoba nebo dostatečný objem vody v soustavě tomu brání. U domů s podlahovým vytápěním bývá objem v systému sám o sobě dostatečný, u soustav s radiátory a s termostatickými hlavicemi je akumulace obvykle nutná.

Řízené větrání a vzduch v domě

Tepelné čerpadlo nijak neřeší výměnu vzduchu. V dobře utěsněném domě je potřeba ji zajistit zvlášť, což popisuje přehled o tom, kdy se vyplatí rekuperace v rodinném domě. Obojí se plánuje současně, protože oba systémy zasahují do stejných částí domu.

Šest chyb při pořizování tepelného čerpadla

1. Instalace do nezatepleného domu před zateplením obálky.
2. Ponechání soustavy navržené na vysokou teplotu otopné vody.
3. Porovnávání nabídek podle katalogového čísla místo sezonní hodnoty.
4. Umístění venkovní jednotky pod okno ložnice nebo těsně k sousedovi.
5. Chybějící odvod kondenzátu od venkovní jednotky.
6. Příliš vysoko nastavený bivalentní bod, kdy elektrická spirála topí zbytečně.

Další texty o domě, bytě a zahradě najdete v průvodci bydlením.

Časté otázky

Funguje tepelné čerpadlo i v mrazu?

Funguje, ale s klesající teplotou klesá jeho výkon i účinnost. Proto se soustava navrhuje s bivalentním bodem, od kterého pomáhá druhý zdroj, obvykle elektrická spirála.

Musím mít podlahové vytápění?

Nemusíte, ale s ním čerpadlo pracuje nejlépe, protože stačí nízká teplota otopné vody. Se starými malými radiátory dimenzovanými na vysokou teplotu bývá provoz výrazně dražší.

Vyplatí se čerpadlo do nezatepleného domu?

Spíš ne. Nejdřív se má řešit obálka budovy a teprve potom zdroj tepla. Zateplený dům navíc vystačí s menší a levnější jednotkou.

Jak je venkovní jednotka hlučná?

Vydává hluk z ventilátoru i kompresoru a rozhoduje hlavně umístění. Nepatří pod okno ložnice ani těsně k sousedovi, protože se zvuk odráží od stěn a v úzkém prostoru zesiluje.

Co je topný faktor?

Poměr mezi dodaným teplem a spotřebovanou elektřinou. Není to konstanta, klesá s rostoucí teplotou otopné vody a s klesající venkovní teplotou, proto se porovnává sezonní hodnota.

Zvládne čerpadlo i ohřev vody?

Zvládne, ale teplá voda potřebuje vyšší teplotu než topení, takže při ohřevu klesá účinnost. Řeší se to dostatečně velkým zásobníkem a načasováním ohřevu mimo špičku vytápění.

Proč se řeší akumulace?

Časté spouštění a vypínání kompresoru zkracuje životnost a zhoršuje účinnost. U soustav s radiátory a termostatickými hlavicemi bývá akumulační nádoba nutná, u podlahového vytápění stačí objem v systému.

Nahradí čerpadlo i větrání?

Nenahradí. Výměnu vzduchu je potřeba řešit zvlášť, typicky řízeným větráním s rekuperací, a obojí se plánuje současně, protože zasahuje do stejných částí domu.