Tepelná čerpadla: Účinnost a topný faktor
Vyžádejte si bezplatné poradenstvíTepelná čerpadla jsou v posledních letech čím dál oblíbenější. Jsou moderní, bezobslužná, využívají obnovitelné zdroje energie a dají se vzdáleně ovládat a monitorovat. Všechna tepelná čerpadla fungují na prakticky stejném principu. Jak zjistit, které je pro vás to nejlepší?
Princip fungování tepelného čerpadla
Než se dostaneme k samotnému srovnání tepelných čerpadel, řekneme si nejdříve něco málo o jejich fungování.
Tepelné čerpadlo čerpá teplo z okolního prostředí (vzduch, voda, země – dle typu zařízení) a převádí ho na vyšší teplotu. Z venkovního prostředí chladivo odebere teplo a tím se vypaří, takto vzniklá pára je nasáta do kompresoru. Ten páru stlačí, čímž dojde k nárůstu teploty až na 80 °C. Horká pára pak přechází do výměníku, kde je teplo předáno do otopné soustavy ve formě teplé vody. Ta studená se vrací zpět a opět se ohřívá.
Země, voda, vzduch – Který zdroj tepla vybrat?
Základním kritériem pro výběr tepelného čerpadla je samozřejmě pořizovací cena. Tu si můžete snížit čerpáním dotací např. z programu Nová zelená úsporám. Na trhu pak můžete vybírat hned ze tří různých zdrojů energie, s nimiž si dokážou moderní zařízení poradit:
- Země
- Voda
- Vzduch
Obecně se zdroj energie promítá do provozních nákladů jednotlivých tepelných čerpadel. I z tohoto důvodu jsou čerpadla tak populární. Pokud si porovnáme pořizovací náklady, nejlevnější variantou jsou tepelná čerpadla vzduch-voda a naopak nejdražší jsou tepelná čerpadla země-voda. Pro jejich instalaci jsou totiž nutné výkopové práce.
Topný faktor jako rozhodující prvek
Hlavním kritériem, které by vás mělo při výběru zajímat, je topný faktor (COP) nebo pak také sezónní topný faktor (SCOP). Z jejich hodnot se totiž odvozují náklady na vytápění a přípravu teplé vody. Různé typy čerpadel mají rozdílné topné faktory v závislosti na druhu použité technologie a zejména na počasí.
Topný faktor udává účinnost tepelného čerpadla. Jedná se o poměr mezi získanou tepelnou energií a spotřebovanou energií tepelným čerpadlem. Vyšší hodnota tedy znamená efektivnější a hospodárnější vytápění. Běžně se topný faktor pohybuje v rozmezí od 2,5 do 5 a mění se podle podmínek, v nichž tepelné čerpadlo pracuje.
Sezónní topný faktor je průměrný topný faktor za celou topnou sezónu. Tento parametr zahrnuje i spotřebu elektřiny pro elektrokotel, regulaci a oběhová čerpadla a je pro všechny výrobce povinný.
Oba parametry (COP i SCOP) jsou ale meřeny v laboratorních podmínkách, kterých často nelze při běžné instalaci v domácnostech dosáhnout nebo jen krátce – proto je důležité co nejvíce přizpůsobit otopnou soustavu tepelnému čerpadlu a ne naopak.
Porovnání účinnosti tepelných čerpadel
Výrobci tepelných čerpadel uvádí topný faktor obvykle jako COP, neboli Coefficient of Performance, který je dán normou ČSN EN 14 511. Vypočítat ho můžeme snadno podle následujícího vzorce:
COP = výkon tepelného čerpadla/vložená elektrická energie spotřebovaná tepelným čerpadlem
Topný faktor je ale závislý na podmínkách, ve kterých tepelné čerpadlo pracuje. Proto je nutné tento parametr srovnávat ve stejném prostředí.
Topný faktor se nejčastěji uvádí v normových podmínkách:
- TČ vzduch-voda při 2 °C/35 °C (A2/W35 příp. A7/W35)
- TČ země-voda při 0 °C/35 °C (B0/W35)
- TČ voda-voda při 10 °C/35 °C (W10/W35)
Například u tepelného čerpadla vzduch-voda toto označení znamená, že teplota vzduchu na vstupu do zařízení je 2 °C a teplota vody na výstupu je 35 °C. Účinnost tepelného čerpadla se pak snižuje s větším rozdílem mezi vstupní a výstupní teplotou.
Jaké další parametry u tepelného čerpadla sledovat?
Avšak nejdůležitějším parametrem topných soustav s tepelným čerpadlem je tzv. roční topný faktor (SPF), který udává, kolik energie získáme z 1 kWh elektrické energie při provozu tepelného čerpadla za rok. Tento parametr je závislý na způsobu provozování, kvalitě regulace tepelného čerpadla a především vnějších vlivech, jako je poloha, venkovní teplota, teplotní spád apod.
Testy tepelných čerpadel
Parametry tepelných čerpadel se zjišťují prováděním dlouhodobých a nezávislých testů. Tyto testy sledují právě kritérium roční topný faktor, který popisuje účinnost systému tepelného čerpadla v reálných podmínkách během jednoho roku. Při testech se pak porovnává účinnost jednotlivých druhů tepelných čerpadel. Z těchto testů nejčastěji vychází tepelná čerpadla země/voda jako vítěz, ale o něco vyšší investiční náročností.