Tepelné čerpadlo je vlajkový produkt OZE vedle fotovoltaiky, který využívá obnovitelné zdroje energie k vytápění našich domovů. V politických plánech je jejich expanze velmi důležitým bodem tzv. energetické transformace. Existuje však několik „ale“ - protože z technického hlediska je nezpochybnitelným faktem, že tepelná čerpadla fungují nejlépe za určitých podmínek, mezi které patří například nový dům s nízkými tepelnými ztrátami, nejlépe s podlahovým vytápěním. Není tajemstvím, že jen část budov splňuje tyto podmínky. Každý si však všímá, že tepelná čerpadla se v praxi instalují i ve starých domech. Jak to funguje? Možná i vy uvažujete o instalaci tepelného čerpadla ve starém domě? Pokud ano, zveme vás ke čtení.
✅ Co musíte vědět o instalaci tepelného čerpadla ve starém domě
Staré domy se často vyznačují velkými tepelnými ztrátami - to je klíčový bod našich úvah. To představuje vážný problém při plánování výměny tradičního kotle za tepelné čerpadlo.
Výzkumy ukazují, že tepelné čerpadlo může pracovat relativně úsporně (pokud jde o spotřebu elektrické energie) v budovách, kde jsou tepelné ztráty nízké.
✅ Výkon tepelného čerpadla výrazně klesá, když tepelné ztráty přesahují 60 W/m² (někdy se uvádějí podobné hodnoty, například 65 W/m² nebo 70 W/m²). V takových případech je nutné instalovat čerpadlo s vyšším výkonem, aby bylo možné udržet v domě odpovídající teplotu, což znamená vysoké náklady jak na pořízení, tak na provoz. To je první náklad. Proto v případě starých domů s velkými tepelnými ztrátami může být volba tepelného čerpadla neefektivní - a v zásadě neekonomická. Avšak nutnost instalace o něco většího nebo dražšího tepelného čerpadla problém neřeší a neuzavírá.
Pro hodnocení funkčnosti tepelného čerpadla ve staré zástavbě je klíčový koeficient COP (Coefficient Of Performance), který určuje poměr topného výkonu zařízení k elektrickému výkonu potřebnému k jeho provozu.
Ve starých domech se obvykle vyskytují vysokoteplotní topné systémy s tradičními radiátory místo podlahového vytápění. Tepelná čerpadla jsou nejúčinnější a nejhospodárnější, když pracují s nízkoteplotními systémy, jako je podlahové vytápění. Modernizace spočívající ve výměně radiátorů za nové může znamenat vysoké náklady a nemusí zaručit očekávaný tepelný komfort, protože nové radiátory - tzv. deskové - se také nejlépe hodí do budov s nízkými tepelnými ztrátami. Proto je před rozhodnutím o výměně stávajícího zdroje tepla za tepelné čerpadlo důležité určit tepelné ztráty v domě. To umožní správné zhodnocení oprávněnosti takové investice.
✅ Proč tepelné čerpadlo nejlevněji funguje s podlahovým vytápěním a ne s radiátory?
Mnoho prodejců tepelných čerpadel bude namítat, že dům lze účinně vytápět radiátory pomocí tepelného čerpadla. Zejména pokud byl systém ústředního topení modernizován a jsou použity nové typy radiátorů, které neobsahují velký objem vody. Bohužel systém s radiátory nikdy nebude tak levný (z hlediska spotřeby energie) jako podlahové vytápění. Pracovní systém tepelného čerpadla do něj dokonale zapadá.
Tepelné čerpadlo produkuje teplo tím, že ho odebírá ze vzduchu (pro zjednodušení se zaměřujeme na nejběžnější typ tepelného čerpadla, tedy vzduch-voda). Díky použití speciálních chladiv - např. R32, R410a, R290 apod. - odebírá teplo ze vzduchu, a to i při nízkých teplotách. To je možné právě díky použití chladiva, které má neobvyklou vlastnost v přírodě, totiž schopnost absorbovat teplo z okolí, i když je samo teplejší než okolí. To vysvětluje, proč tepelná čerpadla fungují i při minusových teplotách venku.
Tímto způsobem lze získat pouze část tepla potřebného k vytápění domu. Pro zvýšení teploty chladiva tepelné čerpadlo zahajuje proces stlačování tohoto plynu. Během stlačování se jeho teplota zvyšuje a díky tomu můžeme získat médium ohřáté např. na 40 nebo 60 °C v závislosti na potřebách našeho topného systému.
A zde máme zřejmý rozdíl:
Pokud hlavním prvkem tepelného čerpadla, který v této fázi spotřebovává elektrickou energii, je kompresor, musí při použití radiátorů pracovat mnohem intenzivněji a déle, aby dosáhl vyšší teploty. Proto je při použití radiátorů vždy vyšší spotřeba energie a tepelné čerpadlo nedosáhne své maximální efektivity, které by mohlo dosáhnout při nízkoteplotním systému podlahového vytápění.
(Pro ty, kteří se zajímají o detaily - tepelné čerpadlo má také topné tyče, které jsou energeticky nejnáročnější, ale prozatím je opomíjíme, protože v této fázi výroby tepla nejsou zapnuté, začnou fungovat až tehdy, když je venku taková zima, že tepelné čerpadlo není schopné získávat teplo ze vzduchu).
✅ Nemusíme samozřejmě zmiňovat, že práce v režimu vyšších teplot statisticky rychleji opotřebovává komponenty tepelného čerpadla a statisticky vzato je také vyšší míra poruchovosti.
Mnoho lidí žijících ve starých domech s tradičními kotli, kde se topení napájelo teplotou 60 °C, dosahuje v domě poměrně vysoké teploty, například 23-24 °C, když už topí v kotli. To je standard při vytápění uhlím nebo dřevem - poté, co topení přestane fungovat, se dům znovu ochladí. Tito lidé jsou přesvědčeni, že 23 °C (příkladně) je teplota nezbytná pro dosažení tepelného komfortu, pod kterou je prostě zima.
Mezitím lidé žijící v nových domech s podlahovým vytápěním často udržují teplotu 20-21 °C a považují ji za dostatečnou. Teplotu 23-24 °C považují za příliš vysokou - výjimku snad tvoří koupelna, kde je skutečně vyšší teplota žádoucí. Jak je to možné?
✅ V případě podlahového vytápění začíná topení od nohou. To je z hlediska tepelného komfortu nejdůležitější část těla, na které se nacházejí naše tepelné receptory. Z tohoto důvodu nepotřebujeme mít v domě tak vysokou teplotu, aby nám bylo teplo, pokud máme teplou podlahu. Netřeba zmiňovat, že život v nižší teplotě je v tomto případě zdravější, zejména v ložnici. V článku se však soustředíme na ekonomický aspekt - není třeba přesvědčovat, že vytápění budovy na teplotu 21 °C je levnější než vytápění budovy na teplotu 24 °C. Z tohoto důvodu tepelné čerpadlo ve starém domě bez podlahového vytápění nemůže být úsporným vytápěním.
✅ Jak se připravit na instalaci tepelného čerpadla do starého domu
Samozřejmě je možné instalovat tepelné čerpadlo do starého domu a může to být řešením. Tepelné čerpadlo do starého domu může mít smysl, ale pouze při správně provedené termomodernizaci, která spočívá v přestavbě topného systému vhodným způsobem a v omezení tepelných ztrát. Starý dům postavený z jiných materiálů než těch, které se používají dnes, s jinou izolací než mají nové budovy, pravděpodobně vždy bude mít větší podíl tepelných ztrát než nový objekt. Tepelné ztráty však nejsou pouze otázkou stěn, ale především oken, střechy, izolace (nebo její absence) a kvality topného systému.
✅ Mějte na paměti, že termomodernizace starého domu pod tepelné čerpadlo může být tak drahá, že nakonec zjistíte, že vysokoteplotní zdroj tepla (kotle) je prozatím nějakým řešením.
Prvním krokem termomodernizace, kterým je třeba začít, je energetický audit - tedy hodnocení tepelných ztrát provedené odborníkem. Přestože je to náklad od 1000 do 3000 Kč, stojí to za to, protože odborník skutečně ukáže, které body vyžadují zlepšení, a budeme moci jednat smysluplně podle plánu, zejména pokud nejsme schopni vše provést najednou kvůli nákladům. To je obvykle případ, protože je obtížné v jednom roce vyměnit celý topný systém, okna, dveře a například střechu.
Nejčastější práce, které je třeba provést, jsou následující úkony:
Buďme upřímní - ne vždy. Vyplatí se to jen v případě, že po rozhodnutí o instalaci tepelného čerpadla do starého domu bude následovat rozhodnutí o komplexní termomodernizaci a investujeme do toho konkrétní prostředky. Často velikost těchto prostředků způsobuje, že je těžké to považovat za konečně výhodné. Na druhé straně je však třeba pamatovat na bezobslužnou práci tepelného čerpadla - to bude mít určitě význam, pokud v budově žijí například starší lidé. Bez komplexní přípravy na montáž tepelného čerpadla ve starém domě však můžeme očekávat vysoké účty.
Nejhorší je to při velkých mrazech - tepelná čerpadla tradičně pracují do kolem -15 °C. Poté, aby produkovala teplo, musí zapnout elektrické ohřívače. Nyní si představme, že ohřívače s výkonem 8-9 kW pracují téměř nepřetržitě po dobu 3 týdnů.
✅ Jsou známy případy, kdy lidé instalující tepelná čerpadla ve starých domech náhle zjistili, že při mrazech kolem -20 °C tepelné čerpadlo spotřebovalo 120-150 kWh za den, a přitom v domě nebylo vůbec teplo. Neočekáváme, že tito lidé byli informováni prodejci před montáží, že instalace tepelného čerpadla ve starém domě bez důkladné termomodernizace může skončit takto.
Dovoluji si vyjádřit možná pro některé kontroverzní názor - ale dotace na tepelná čerpadla v některých starých domech, které jsme viděli, se zdají být obrovským plýtváním, ne-li podvodem. Rozhodně je vydávání obrovských prostředků daňových poplatníků na dotace na tepelná čerpadla pro staré domy iracionální a nelogické - a měla by být zavedena jasná omezení pro dotování tepelných čerpadel v některých budovách. Samozřejmě neodsuzujeme osoby, které čerpají dotace na tepelné čerpadlo ve starém domě. Dokud je to systémové řešení, je jeho využívání normální. Ale systémově - to nemá nic společného s racionálním vydáváním peněz.
Tepelné čerpadlo pro starou instalaci se někdy také používá. Někdy není možné modernizovat systém. Pokud musíme nainstalovat tepelné čerpadlo do staré instalace, která pracuje v otevřeném systému, určitě nemůžeme jednoduše připojit moderní topné zařízení, jako je tepelné čerpadlo, stejně jako u plynového kotle.
V takových situacích je třeba oddělit tepelné čerpadlo od staré instalace pomocí deskového výměníku tepla, ale musí to být pečlivě vybraný výměník tepla pro tepelné čerpadlo, protože příliš malý výměník způsobí, že dům nebude dostatečně vytápěn a tepelné čerpadlo nebude pracovat optimálně, což povede ke zvýšení spotřeby energie.
Tímto způsobem vzniknou v podstatě dva systémy - jeden otevřený systém ústředního topení s přepadovou nádobou, který může být někdy přeměněn na modernější a zdravější systém. Druhý je uzavřený systém, ve kterém bude pracovat naše tepelné čerpadlo.
To je trefa do černého. Velmi dobrým nápadem je ponechat si další zdroj tepla, například starý kotel nebo krb. Je to skvělá alternativa pro případ tvrdé zimy, protože je třeba jasně říci, že při mírných zimách, kdy je teplota kolem 0 °C, se nemusíme obávat vysokých účtů a tepelné čerpadlo do starého domu není špatným nápadem. Problém nastává, když se vrátí opravdová zima. Tehdy lze využít topný kotel k přežití největších mrazů a poté se vrátit k vytápění tepelným čerpadlem.
Toto řešení však přináší určité problémy, protože pokud využíváme dotace na tepelné čerpadlo, často je podmínkou likvidace předchozího zdroje tepla. I když je relativně nové a funkční, což z ekologického hlediska nedává smysl. Často je podmínkou získání dotace mít pouze jeden zdroj tepla, tedy tepelné čerpadlo, což je naprosto nepraktické a nepředvídavé.
Další zdroj tepla, i když má pracovat v otevřeném systému, jako je například uhelný kotel nebo krb, nebude problém, protože jej lze snadno spojit s otevřeným systémem pomocí zmíněného zařízení - deskového výměníku tepla.
Jaký deskový výměník pro tepelné čerpadlo?
Jak funguje protiproudý výměník tepla?
Freonový výměník tepla chladivo-voda - charakteristika, princip činnosti, konstrukce
Deskové výměníky tepla pro klimatizaci – co se vyplatí vědět?
Zamrznutí tepelného čerpadla - příčiny, následky
Jak vzduchové tepelné čerpadlo funguje?
Zanechat komentář