Tepelná čerpadla představují moderní způsob vytápění rodinných domů, komerčních objektů a jiných a řadí se k alternativním, obnovitelným zdrojům energie (OZE). 

Tepelné čerpadlo má schopnost odebrat nízkopotenciální teplo z okolního prostředí jako je např. vzduch, země, nebo voda a převést jej na vyšší teplotní úroveň a účelně využít na vytápění objektu, pro ohřev teplé vody či ohřev bazénu.

Tepelné čerpadlo ve zkratce spotřebuje 1/3 energie na svůj vlastní pohon a 2/3 energie odevzdá ve formě tepla. V tom spočívá výhoda použití tepelných čerpadel k vytápění objektů.

V principu se jedná o chladící zařízení, ale využíváme jej jako zdroj tepla. Protože je ve vzduchu, zemi a vodě obsaženo velké množství tepla, ale nízká teplotní hladina neumožňuje k přímému vytápění či ohřevu vody, musíme ho převést na vyšší teplotu.

Toto se děje pomocí čtyř základních částí chladícího okruhu: 

kompresor, expanzní ventil, kondenzátor a výparník.

Chladivo je v plynném stavu stlačeno kompresorem a poté vpuštěno do kondenzátoru (strana výstupu topení). Zde odevzdá své skupenské teplo. Zkondenzované chladivo projde expanzním ventilem do výparníku (energie okolního prostředí), kde skupenské teplo (při nižší teplotě a tlaku) přijme a odpaří se. Poté opět pokračuje do kompresoru a cyklus se opakuje.

Jak se svět posouvá do uhlíkově neutrální budoucnosti, tepelná čerpadla budou klíčovým přispěvatelem k vytváření čisté tepelné energie.

Označování tepelných čerpadel je dvouslovné, první slovo udává odkud bereme energii a druhé slovo určuje teplosměnné médium. Teplosměnné médium je obvykle voda nebo vzduch. Existují různé varianty tepelných čerpadel, ale nejběžnějšími systémy tepelných čerpadel jsou: zemní tepelná čerpadla, vodní tepelná čerpadla  a vzduchová tepelná čerpadla (nejprodávanější).

Tepelná čerpadla země – voda dokáží využít nízkopotenciální energii uloženou v horninách, podloží a převést ji do topné vody, která je vhodná k vytápění, ohřevu teplé vody, bazénu aj.

Teplo ze země odebíráme 2 způsoby:

- Zemním plošným kolektorem (ZPK)

- Geotermálním zemním vrtem – sondou

Zemní plošný kolektor je v podstatě akumulátor tepla. Teplo odebíráme z plochy pozemku. Plastové trubky, ve kterých cirkuluje nemrznoucí směs, jsou zakopány v hloubce cca 1,5m v rozestupu cca 80 cm od sebe. Nejedná se zde o geotermální teplo, ale čerpá se naakumulované teplo ze slunce, podzemní vody atp. V letních měsících se tento akumulátor nabíjí, v zimě se spotřebovává. Nevýhodou je většinou větší velikost pozemku, který by měl být dostatečně osluněn. Výhodou je zase lepší topný faktor (COP) a nižší náklady na instalaci vůči geotermálnímu vrtu.

Geotermální zemní vrt, jeho hloubka je obvykle 80-130 m, průměr cca 175 mm. Jsou však běžné i hlubší vrty. Ve vrtu jsou zasunuty plastové trubky obvykle 1 nebo 2 U trubky ze speciálního plastu ve kterých cirkuluje nemrznoucí kapalina, která přenáší teplo mezi zemí a TČ. Pro lepší vodivost je vrt vyplněn bentonitovou směsí. Nevýhodou jsou dražší pořizovací náklady a nutné povolení. Výhodou je vysoký topný faktor (COP).

Tepelné čerpadlo voda – voda je vlastně jiné použití systému země – voda, kdy zdrojem energie je nějaký zdroj vody. Může to být studna nebo povrchové vodní plochy – řeka, potok, jezero aj.

Ze zdroje odebíráme vodu, která projde tepelným čerpadlem, zde odevzdá část své energie a vrací se zpět do země, avšak chladnější.

Pro vytápění objektu tepelným čerpadlem voda - voda je však nevýhodou velká spotřeba vody, počítá se min. 0,3 m³/hod na 1kW tepelné ztráty domu. Obvyklý rodinný dům potřebuje cca 2-5 m³/hod, záleží na tepelných ztrátách objektu, potřebě tepla atp.

Výhodou je vysoký topný faktor, nevýhodou je malý počet vhodných lokalit a vysoké požadavky na kvalitu, chemické složení vody. 

Na našich stránkách tuto variantu nepodporujeme.

Tepelné čerpadlo vzduch – voda je přístroj, který odebírá energii ze vzduchu a předává ji do topného systému, ohřevu teplé vody, bazénu aj. 

V ČR jsou pro instalaci tepelných čerpadel vzduch – voda ideální klimatické podmínky. Vzhledem k průměrné teplotě vzduchu v topné sezoně, která je +3°C, je jejich průměrný topný faktor podobný systémům země – voda. Vzduch jako zdroj tepla je nejdostupnější, v podstatě neomezený. 

Velkou výhodou je snadná instalace a univerzálnost. Lze namontovat na skoro každou stavbu. Další výhodou jsou nižší pořizovací náklady, možnost využití pro chlazení. Nevýhodou je, že se výkon tepelného čerpadla mění s teplotou venkovního vzduchu. Pokud se teplota snižuje tak se současně snižuje i výkon tepelného čerpadla spolu s topným faktorem. Další nevýhodou je hluk z ventilátorů.

Princip je, že teplo ze vzduchu dokážeme jednoduše odebrat pomocí chladivového okruhu, ve kterém cirkuluje chladivo, to má na jedné straně výparníku tak nízkou teplotu, že může absorbovat teplo i při velmi nízkých teplotách v zimě pod -20°C. Chladivo „obohacené“ o tuto energii pak kompresorem stlačíme a tím jeho teplota vzroste na úroveň vhodnou k vytápění, chladivo pak celkovou energii ze vzduchu i elektrickou z kompresoru odevzdá v kondenzátoru topné vodě.

Tepelné čerpadlo přináší po instalaci v rodinném domě spousty finančních a také ekologických výhod. Vyrobená tepelná energie pochází z obnovitelných zdrojů. Na rozdíl od konvenčních kotlů nepotřebují tepelná čerpadla k výrobě energie spalování fosilních paliv.

Co tepelná čerpadla přináší za benefity:

⦁ Nízké provozní náklady 

⦁ Bezobslužnost zařízení

⦁ Celoroční vytápění – bez ohledu na počasí

⦁ Tepelná čerpadla skvěle doplňují technologie, jako je podlahové vytápění, fotovoltaika

⦁ Bezpečnější než hořlavé formy vytápění

⦁ Možnost chlazení v létě

⦁ Možnost dotací (NZÚ, Kotlíková dotace atp.)