Škodlivé pro životní prostředí a přesto povinné? Vyvracíme mýty o tepelných čerpadlech

Termín "šedá energie" popisuje spotřebu energie spojenou s výrobkem v průběhu jeho životnosti - od jeho výroby a používání až po likvidaci. Kritici tvrdí, že moderní tepelná čerpadla zde vykazují obzvláště špatné výsledky, a to kvůli jejich četným součástem a chladivům.

První bod platí stejně pro všechny systémy ústředního vytápění: bez ohledu na to, zda se k výrobě tepla používá tepelné čerpadlo nebo plynový topný systém, jsou k rozvodu tepelné energie a jejímu přenosu do místností vždy zapotřebí potrubí, čerpadla a topné plochy.

Chladiva jsou skutečně předmětem kritiky - zejména dříve hojně používané fluorované uhlovodíky (F-plyny), jako je R-410A, který je 2088krát škodlivější pro klima než stejné množství CO₂. To však platí pouze v případě, že je vypouštěn do atmosféry. Vzhledem k tomu, že tepelná čerpadla jsou uzavřené systémy, k tomu při správné likvidaci nedochází. Důležité je také poznamenat, že tzv. nařízení o F-plynech postupně zakazuje škodlivá chladiva a že dotační požadavky v souvislosti s používáním přírodních chladiv slibují lepší podmínky.

Dnes navíc existují i čistší propanová čerpadla, využívající ekologické chladivo  R290.

Tepelná čerpadla fungují na základě technického procesu, který nevyužívá žádné spalování. Vyžadují pouze ekologickou energii a elektřinu, a proto sama nevypouštějí žádné skleníkové plyny ani znečišťující látky. Pro uhlíkově neutrální provoz tepelného čerpadla lze využít ekologickou elektřinu. Tepelná čerpadla nepoškozují životní prostředí - ba právě naopak. Je to dáno i tím, že k výrobě tří a více kilowatthodin tepla je zpravidla zapotřebí pouze jedna kilowatthodina elektrické energie. Jiné elektrické topné systémy pracují s účinností "pouhých" 100 %, kdy na každou kilowatthodinu elektrické energie dodají přibližně jednu kilowatthodinu tepla.

Systémy tepelných čerpadel nejsou tiché. To platí zejména pro vzduchová tepelná čerpadla, která využívají ventilátor k nasávání venkovního vzduchu, z něhož je odebíráno teplo. U moderních systémů, jako je například Vitocal 250-A od společnosti Viessmann, je však hluk sotva slyšitelný. Ty vydávají hluk pouhých 35 dB(A) na vzdálenost čtyř metrů, což je srovnatelné s tichým šepotem. Při optimálním nastavení a seřízení čerpadla nedochází k žádným rušivým efektům.

Většinu materiálů lze dnes správně zlikvidovat nebo dokonce recyklovat. To platí jak pro použité plasty, tak pro kovové materiály a elektrické komponenty. Totéž platí pro mnoho chladiv, která lze často znovu zpracovat nebo recyklovat. Pokud to není možné, jsou odborně zničena a přeměněna na tepelnou energii.

Toto tvrzení je částečně pravdivé. Předchozí generace tepelných čerpadel, klimatizačních systémů a chladniček často používaly chladiva s vysokým GWP (potenciálem globálního oteplování), což je faktor, podle kterého je látka škodlivější než stejné množství CO₂. Moderní systémy však používají přírodní chladiva, například propan (R-290). Ten má GWP tři, a je tedy k životnímu prostředí mnohem šetrnější než v minulosti často používaný R-410A, jehož hodnota GWP přesahuje 2000. Kromě nařízení o F-plynech jsou hnací silou postupného přechodu na nová chladiva dotace na tepelná čerpadla, které upřednostňují přírodní chladiva nebo budou vyžadovat jejich používání od roku 2028.

Toto tvrzení je také částečně pravdivé. Například propan (přírodní chladivo s číslem R-290) je hořlavá látka, která ve spojení s atmosférickým kyslíkem vytváří výbušnou atmosféru. Chladicí okruhy jsou však uzavřené a v každém případě jsou naplněny velmi malým množstvím chladiva. Například chladicí zařízení Viessmann Vitocal 250-A obsahuje pouze 1,2 kg propanu. To je výrazně méně než typická 11kg plynová láhev pro grily a nepředstavuje prakticky žádné nebezpečí.

To není pravda. Každý, kdo žádá o domovní přípojku, musí uvést požadovaný elektrický výkon. Totéž platí při modernizaci tepelných čerpadel, pokud překročí určitý limit výkonu. Provozovatelé rozvodných sítí tyto informace využívají ke kontrole vlastních kapacit před tím, než s připojením souhlasí. Blackouty způsobené samotnou instalací tepelných čerpadel jsou tedy prakticky vyloučené. Pokud však jde o rozšíření obnovitelných zdrojů energie, německá energetická infrastruktura skutečně potřebuje určitá zlepšení. V tomto ohledu jsou obzvláště důležitými tématy skladování energie a digitalizace.

Tepelná čerpadla jsou inteligentní spotřebiče elektřiny, které lze velmi flexibilně řídit. To jim umožňuje v případě přebytku elektrické energie přeměnit ji na teplo a decentralizovaně ji ukládat v domě, třeba v zásobnících vody nebo přímo v konstrukci budovy - například při podlahovém vytápění. Pokud dojde k výpadku elektrické energie v důsledku vysokého zatížení nebo nízkých dodávek energie, mohou dodavatelé tepelná čerpadla dočasně vypnout. Aby se překlenuly "blokační časy", zajišťují řídicí systémy, aby byly zásobníky předem naplněny na plnou kapacitu a domy nezůstaly studené. Připojené domácnosti často dostávají výhodnější tarify za elektřinu a vysoká míra flexibility je pro naše energetické sítě velkým přínosem.

Aby se tepelné čerpadlo vyplatilo, musí při malé spotřebě elektřiny poskytovat velké množství tepelné energie. K tomu musí být teploty zdroje tepla a topného systému blízko sebe. Teplota zdroje tepla závisí na typu tepelného čerpadla (vzduch, země nebo voda) a lze ji ovlivnit jen v omezené míře. Teplota v otopné soustavě - teplota průtoku - však závisí nejen na izolačním standardu, ale také a zejména na otopných plochách. Čím větší jsou, tím více tepla se dostane do domu při nízkých teplotách topné vody - jeden z důvodů, proč podlahové topné systémy poskytují příznivé podmínky. V mnoha starších budovách však může tepelné čerpadlo efektivně fungovat, pokud se vymění jen několik radiátorů. Často je to rychlá práce a výrazně levnější než nákladná kompletní rekonstrukce.

To není realita. Je sice pravda, že tento systém vytápění není vhodný v každém případě, ale tepelná čerpadla lze efektivně provozovat v některých starších budovách. Možnosti popisujeme ve starším článku. Jak bylo vysvětleno v předchozí části, k vytvoření vhodných podmínek často stačí jen několik nových radiátorů. Zda je to v konkrétním případě možné, může ověřit topenář nebo energetický poradce.

To je další mýtus, který byl v praxi opakovaně vyvrácen. Například bytový dům lze vytápět velkým tepelným čerpadlem nebo kaskádovým systémem. V případě kaskády je několik tepelných čerpadel propojeno dohromady a zásobují budovu teplem. Inteligentní řídicí systém zapíná nebo vypíná různé generátory tepla podle toho, kolik tepla je v daném okamžiku potřeba.

To je mýtus, protože tento moderní topný systém dokáže spolehlivě dosáhnout vysokých průtokových teplot. Vezměme si například vysokoteplotní tepelná čerpadla, která stlačují chladivo více než obvykle. Dosahují průtokové teploty přes 70 °C a jsou vhodná pro starší budovy, které prošly malou rekonstrukcí, i pro komerční prostory. Zda se tato technologie v konkrétním případě vyplatí, závisí na mnoha faktorech, které lze objasnit při individuální konzultaci.

Protože větší topné plochy předávají do místností více tepla, je výhodné mít k dispozici systém plošného vytápění, například podlahové vytápění. V žádném případě to však není jediné řešení. Dobrých výsledků v praxi dosahují i velké radiátory. Ještě lepší jsou speciální radiátory kompatibilní s tepelnými čerpadly, které jsou vybaveny malými ventilátory, jež zajišťují vysoký výkon i při nízkých teplotách proudění.

Tento mýtus se často objevuje v souvislosti s tím, jak fungují tepelná čerpadla na bázi vzduchu, která k vytápění využívají energii ze vzduchu. Potřeba energie se zvyšuje, když je venku velmi chladno, a kritici předpokládají, že výkon nemusí být dostatečný. U individuálně navržených topných systémů to však neplatí. Ty mají dostatečnou rezervu pro udržení příjemné teploty v domácnosti i ve velmi chladných dnech.

To neplatí pro všechny topné systémy s tepelným čerpadlem. Přestože účinnost systému může s klesající venkovní teplotou klesat, lze i při teplotách kolem bodu mrazu dosáhnout koeficientu účinnosti tři nebo více. To znamená, že tepelné čerpadlo poskytuje přibližně tři kilowatthodiny topné energie s jednou kilowatthodinou elektrické energie. Koeficient výkonu za různých podmínek naleznete v datovém listu příslušného topného systému.

Tepelná čerpadla fungují stejně jako chladničky a klimatizace. Skládají se ze stejných komponentů a v praxi se používají již mnoho let. Společnost Viessmann dokonce uvedla na trh první topný systém tohoto typu již v roce 1978. To vyvrací tvrzení, že jde o novou a neprozkoumanou technologii.

Účinnost tepelného čerpadla závisí na mnoha faktorech - nejen na teplotních podmínkách, ale také na vlastnostech topného systému a zvyklostech uživatele. Proto není možné uvést univerzálně platné hodnoty. Různé údaje v datových listech topných zařízení však pomáhají poskytnout realistický obraz. Patří mezi ně koeficienty výkonu (COP) při různých teplotách a sezónní koeficienty výkonu (SCOP) pro různé klimatické podmínky. Ty popisují průměrný koeficient výkonu za rok a jsou srovnatelné se sezónním koeficientem výkonu. Protože se místní podmínky značně liší, lze stanovit pouze standardizované hodnoty. Ty lze použít jako základ pro individuální konzultace s cílem zjistit, zda se daná technologie v konkrétním případě vyplatí.

To česká vyhláška neříká. Stanovuje však u nových budov povinnost splnit  požadavky na energetickou náročnost staveb. A právě instalace tepelného čerpadla zjednoduší splnění těchto požadavků. Alternativou ale může být i plynový kondenzační kotel.

Průkaz energetické náročnosti udává úroveň potřeby nebo spotřeby energie v budově. Jeho účelem je informovat nájemce, kupující a vlastníky o energetickém stavu budovy, nic víc. Instalace tepelného čerpadla může vést k lepšímu hodnocení průkazu energetické náročnosti, ale není podmínkou pro získání tohoto dokumentu.

To je mýtus. V případě neplnění povinností však mohou být uloženy pokuty.  

Bez znalosti budovy a místních podmínek není možné se vyjádřit k nákladům na elektřinu a vytápění, protože závisí na mnoha individuálních faktorech. Pokud jsou podmínky příznivé, bude topný systém pracovat s vysokým sezónním výkonovým faktorem. K zajištění dostatečného množství tepla a trvalému snížení nákladů na vytápění bude potřebovat málo elektřiny.

K tomu přispěje i trend k flexibilizaci na trhu s elektřinou. Dodavatelé budou v budoucnu prodávat elektřinu za kolísavé ceny. Přebytky vyrobené elektrické energie budou obzvláště levné. V budoucnu ji budou moci tepelná čerpadla využít k vytvoření tepelné rezervy a odebírat méně elektřiny ze sítě v době, kdy bude dražší. Jiné topné systémy toho nebudou schopny.

Existují různé důvody, proč se majitelé domů v současné době k nákupu tepelných čerpadel staví zdrženlivěji. Mohou řešit náklady na pořízení nebo alternativní druhy vytápění. Je proto vhodné s odborníkem předem probrat, zda je tepelné čerpadlo vhodné i pro váš projekt.  

Stejně jako v případě nákladů na vytápění nelze ani v tomto ohledu učinit jednoznačné prohlášení. Přestože jsou náklady v současné době poměrně vysoké, je to způsobeno mnoha faktory. Vezměme si například plánovaná okrajová opatření. Majitelé, kteří si dodatečně pořídí podlahové vytápění v celém domě, budou mít vyšší náklady. Dobrou zprávou je, že stát již nyní dotuje veškeré náklady spojené s výměnou topných systémů. Zatímco v současné době jsou k dispozici dotace ve výši 25 až 40 procent, od roku 2024 budou renovátoři dostávat dotaci až 70 procent na nové tepelné čerpadlo. K dispozici bude také možnost vzít si výhodný doplňkový úvěr.

Je důležité si uvědomit, že při rozhodování, zda se vyplatí investovat do nového topného systému, je třeba zvážit více než jen pořizovací náklady. Dalším významným faktorem jsou náklady na spotřebu. Odborníci je mohou posoudit individuálně a spolehlivě se vyjádřit k hospodárnosti navrhovaného topného systému.