Porovnání tepelných čerpadel se systémy země-voda x vzduch-voda

Často slyšíme, jak špatnou volbou jsou tepelná čerpadla vzduch-voda oproti jiným systémům a tento článek má ukázat, že není všechno tak černobílé a jednoznačné.

Jednotlivé systémy teplených čerpadel jsou popsány zde. Na tomto místě rozebereme jen rozdíl v pořizovacích cenách a provozních nákladech.

Pokud už někdo funkční vrt, nebo zemní kolektor vlastní, má pro tepelné čerpadlo to nejlepší, co může mít. Pokud ho má navíc zaplacený, tak se má. Účinnost je stále u tohoto systému ta nejlepší, jaká se u vytápění tepelnými čerpadly přes zimu dosahuje. COP se uvádí 4, někde dokonce 5. Zde pozor samozřejmě na to, co COP znamená a jaká je u něho případně „poznámka"(např. 7/35). Do COP se pak přísně vzato nezapočítávají "vedlejší žrouti" energie, jako např. oběhové čerpadlo primárního okruhu vrtu, nebo zemního kolektoru. Vzhledem k tomu, že pohon kompresoru u běžného domu se pohybuje mezi 2-5kW, je např. 500W oběhové čerpadlo významný "žrout". Okruhem je potřeba prohnat obvykle přes 3-6 tis. litrů nemrznoucí směsi (vizkóznější než voda) za hodinu potrubím o délce v řádu stovek metrů a to něco stojí.

Porovnání provozních nákladů tepelných čerpadel systému země-voda a vzduch-voda

Obecně přesto můžeme říci, že systém země-voda může mít průměrnou účinnost topení kolem 3,3-4,5; zatímco systém vzduch-voda mezi 3-4,2 (pokud se to někomu nezdá, můžeme z měření u zákazníků prokázat, že takové průměrné účinnosti za sezónu skutečně dosahujeme a to při započtení všech pohonů nutných pro pohon TČ - oběhové čerpadlo, větráky, napájení elektroniky atp.). Rozdíl většinou přesto vyhodnotíme na první pohled tedy jako značný. Co to ale ve skutečnosti znamená?

Domek s tep. ztrátou 11kW pro Trutnov potřebuje 27MWh tepelné energie za rok. Když bude původní zdroj elektřina, topný olej nebo PB, budou náklady mezi 65-80 tisíci Kč/rok. Při účinnosti tepelného čerpadla 4,5 budou pak náklady za 6MWh 16500,-Kč, při účinnosti 3,5 pak 21200,-Kč. To je rozdíl 4700,-Kč za rok mezi jednotlivými systémy tepelných čerpadel. Rozdíl tedy asi 6-7% v úsporách z původních nákladů. To už se tak značné nezdá. Vrt 2x60m na tento dům bude stát cca 100-120tis. Návratnost pořízení vrtu je tedy přes 20let. Cena samotných tepelných čerpadel je v podstatě stejná a oba systémy se liší v zásadě cenou vrtu. Tepelné čerpadlo se pak vrátí mnohem dříve, jak za 20 let. V našem ukázkovém případě by při pořizovací ceně kolem 220.000,-Kč byla návratnost asi 4-5let. Většinou podle druhu původního zdroje je Korund - Tepelné čerpadlo šetří energiinávratnost mezi 4-7 roky.

Čím zase tepelná čerpadla vzduch-voda získají?

Tepelná čerpadla vzduch-voda zase velmi často získávají navrch tím, že jsou vybavena kvalitní invertorovou technologií. Pozor na to, že v poslední době se používá výraz „plynule měnitelný výkon", zvláště u čerpadel ze Švédska :-) To není zdaleka to samé. To má budit jen zdání invertoru. Invertorová technologie způsobí, že při nižších požadavcích na výkon tepelného čerpadla se tento výkon také sníží a tím se zvýší účinnost. Stejně jako když nejezdíte s autem na dálnici 130km/h, ale jen 80km/h, protože prostě nepotřebujete jet tak rychle a museli byste pak čekat. Tepelná čerpadla bez invertoru, což jsou prozatím typu země-voda v podstatě všechna, „jezdí" skutečně střídavě na plný plyn a pak stojí. Výsledkem je, že jejich průměrná spotřeba pak roste, zatímco skutečný invertor svoji průměrnou spotřebu regulací výkonu snižuje. Zvláště pak, když je invertorová technologie spojena s kompresorem pro tuto technologii ideálním. Pokud k tomu všemu připočítáme ve většině případů, při použití tepelných čerpadel země-voda, i  nutnosti použití akumulačních nádob a s tím spojených nevýhod, je to zisk u invertorových čerpadel vzduch-voda významný a vysvětluje, proč nejsou rozdíly nakonec tak výrazné, jak by se dalo očekávat.

Oba systémy tepelných čerpadel šetří značnou část původních nákladů

Je zde vidět zásadní rozdíl, že teplené čerpadlo ať už vzduch-voda, nebo země-voda ušetří v každém případě poměrně značnou částku z té původní našeho příkladu - mezi 65-80 tisíci Kč/rok. Zde by to bylo 48.500,- až 63.500,-Kč v případě země-voda a 43.800,- až 58.800,-Kč u systému vzduch-voda. Ale současně se už neprojeví až tak markantní rozdíl v úsporách mezi jednotlivými systémy země-voda x vzduch-voda, ačkoli cena vrtu zvedne náklady na pořízení o 50%. Z toho vyplývá, že návratnost investovaných peněz u tepelného čerpadla se systémem vzduch-voda bývá kratší než u systému země-voda.

Z tohoto důvodu jsou systémy tepelných čerpadel vzduch-voda oblíbeny, ačkoli nedosahují stejných hodnot účinnosti, jako tepelná čerpadla se systémem země-voda. Jsou samozřejmě různé aspekty, které mohou zásadně ovlivnit výše uvedený výpočet oběma směry, ale ve skutečnosti jsou rozdíly úspor obou systému mnohdy ještě menší, zvláště pokud je kvalitní invertorové tepelné čerpadlo vzduch-voda používáno celoročně pro ohřev teplé vody, kdy venkovní teplota v létě je mnohem vyšší, než je teplota vrtu a tedy účinnost systému vzduch-voda je v létě dokonce podstatně vyšší než země-voda. Zásadně pak výpočet ovlivní ohřev bazénu. Pak se systém vzduch-voda stane celoročně dokonce i účinnějším.  

Zemní kolektor

Se zemním kolektorem je pak situace jiná, ale ne vždy je pro kolektor dostatek místa. Jeho pořizovací cena je nižší než vrt a neovlivní tolik pořizovací cenu celého systému. Přitom účinnost je v zásadě stejná. Pokud máme možnost položení zemního kolektoru, je to dobrá volba se svými výhodami i nevýhodami. Příkon oběhového čerpadla zemního kolektoru, který bývá v kombinaci s nemrznoucí viskózní směsí i několik set Watů, však účinnost významně ovlivňuje a většinou (v zásadě nikdy, protože se to nemusí) se s ním nepočítá a vidí se jen to krásné katalogové číslo účinnosti až 1:5 (7/35).

Co si vzít s porovnání systémů tepelných čerpadel

Není dobré říkat kategoricky co je dobré a co špatné řešení. Je potřeba vzít v úvahu mnoho konkrétních podmínek dané instalace, možnosti investorů, způsob využití tepelného čerpadla atp.  Často však slyšíme, jak špatnou volbou jsou tepelná čerpadla vzduch-voda oproti jiným a tento článek měl ukázat, že není všechno tak černobílé a jednoznačné a zkušenosti to dosvědčují.