Typy tepelných čerpadel

Právě podle druhu a funkčního uspořádání ochlazovaného a ohřívaného prostoru se tepelná čerpadla dělí na základní typy. Samotných kombinací zdrojů tepla a ohřívaných prostorů je samozřejmě mnoho. Výběr vhodného typu tepelného čerpadla však záleží na více faktorech (dostupnost zdroje tepla, provozuschopnost, investiční a provozní náklady atd.). V následujícím textu si uvedeme některé nejběžnější a nejpoužívanější typy tepelných čerpadel, jejich výhody a nevýhody, jakož i vhodnost volby daného typu pro konkrétní aplikaci.

Tepelná čerpadlo typu země/voda

Tepelné čerpadlo země/voda využívá jako vysoce objemový zdroj tepla půdu. Běžně se v technické praxi využívají dva ekvivalenty. Prvním je tzv. plošné uspořádání, kdy jsou na velké ploše (řádově stovky m2) relativně v malé hloubce umístěny trubky s teplonosným médiem. Médium odebírá teplo z velké plochy půdy a následně ho, po zvýšení teplotní úrovně, v kondenzátoru předává vodě, která může být použita pro účely vytápění, nebo jako teplá užitková voda. Výhodou tohoto uspořádání je relativně snadná instalace a nízké investiční náklady. Největší nevýhodou je potřeba velké plochy. Tento typ tepelných čerpadel patří mezi nejvýhodnější aplikace pro rodinné domy s velkou přilehlou zahradou.

Druhým uspořádáním tepelných čerpadel typu země/voda je uspořádání s vrtem. Jako zdroj tepla se v tomto uspořádání využívá půda v relativně větších hloubkách (cca 100 m). Následné využití tepla na straně vody je podobné jako v případě plošného uspořádání. Hlavní výhodou jsou malé nároky na zastavěnou plochu, protože samotné vrty mají obvykle průměry řádově v desítkách cm. K aplikaci tohoto typu je potřeba vhodné podloží, aby mohl být vrt realizován. Nutnost vrtání do větších hloubek se však projeví ve zvýšených investičních nákladech (běžně je nutné použít více vrtů).

Tepelné čerpadlo typu voda/voda  

Jako zdroj tepla se v tomto případě využívá velký objem vody (podzemní voda). Tento typ tepelného čerpadla využívá podzemní vodu. Opět je nutné realizovat vrty. Čerpadlo typu voda/voda je poměrně náročné na údržbu, s čímž souvisejí zvýšené provozní náklady. Proto se doporučuje zejména pro středně vyšší výkony.

Tepelné čerpadlo typu vzduch/voda

Jako zdroj tepla se v tomto případě využívá okolní vzduch. Z hlediska jednoduchosti instalace, dostupnosti zdroje a investičních nákladů se tepelné čerpadlo vzduch voda jeví jako nejvýhodnější. S čím je však při jeho aplikaci potřeba počítat, je nestálost zdroje (na rozdíl od půdy nebo vody, kde je teplota po celý rok víceméně stejná). Vzhledem k jednoduchosti instalace a snižujícím se tepelným ztrátám nových domů se prosazuje tento typ čerpadel v nové výstavbě.

Tepelné čerpadla využívající odpadní teplo

Zvláštním typem tepelných čerpadel je uspořádání využívající jako zdroj tepla tzv. odpadní teplo. Pod pojmem odpadní teplo rozumíme teplo vznikající jako vedlejší produkt např. v průmyslových aplikacích, dále teplo v kanalizačních prostorách nebo teplo z klimatizačních zařízení apod. Za účelem zvýšení energetické účinnosti budov je toto teplo dále využíváno, např. právě za pomoci tepelných čerpadel. Dané řešení je však vhodné pouze pro aplikace, kde vzniká dostatečné množství odpadního tepla a je využíváno hlavně na vytápění např. průmyslových hal, obchodních domů apod.

Závěr

Jak z uvedených typů tepelných čerpadel vyplývá, v dnešní době známe velké množství aplikací, pro které umíme určitý typ tepelného čerpadla použít. Výběr vhodného typu je však třeba důkladně promyslet a zvážit klady a zápory následujících skutečností a podmínek: dostupnost a druh zdroje tepla, možnost investičních a provozních nákladů, uvažovaný způsob využití tepla, odhadovaná návratnost a v neposlední řadě legislativní podmínky výstavby a provozování, jakož i možnost finančního příspěvku od státu.