Plynové absorpční tepelné čerpadlo

Plynové absorpční tepelné čerpadlo využívá teplo okolí pro vytápění a přípravu teplé vody. Proti kompresorovým tepelným čerpadlům má výrazně nižší topný faktor. Tuto nevýhodu však vyrovnává fakt, že pro vlastní pohon nevyužívá elektřinu, ale plyn, zpravidla zemní. Jmenovitý topný faktor se pohybuje obvykle okolo 1,6 až 1,7, průměrný topný faktor za topnou sezónu se pohybuje na hodnotě kolem 1,2, tedy tepelné čerpadlo dodá o 20 % více tepelné energie, než kolik spálí zemního plynu.

Výhodou plynového absorpčního tepelného čerpadla je fakt, že není považován za kotel, tedy stacionární zdroj emisí a jako takový nemusí být posuzován.

Měrné ceny, úspory, návratnosti

Orientační náklady na pořízení	200 000 – a více	Kč/ks
běžná návratnost instalace	20 – 40	let
Na čem závisí návratnost	Na době využití tepelného čerpadla, na teplotách výstupní vody z tepelného čerpadla (čím vyšší teplota vody, tím nižší topný faktor, tím delší životnost)

Spočtěte si sami

Pro vyčíslení množství paliva, ročních nákladů na energie a porovnání s ostatními palivy a zdroji je vhodné použít například kalkulačku "Porovnání nákladů na vytápění" na portálu tzbinfo:

https://vytapeni.tzb-info.cz/tabulky-a-vypocty/138-porovnani-nakladu-na-vytapeni-tzb-info

Výhody, nevýhody, mýty

Související úsporné opatření

Tepelné čerpadlo s reverzibilním chodem pro chlazení
Tepelné čerpadlo typu voda - voda
Tepelné čerpadlo typu vzduch - vzduch

Tepelné čerpadlo typu země - voda

Tepelné čerpadlo typu vzduch - voda

FAQ

Co jsou plynová absorpční tepelná čerpadla (GAHP) a jak se liší od elektrických tepelných čerpadel (EHP)?
Plynová absorpční tepelná čerpadla (GAHP) jsou technologie pro vytápění a chlazení budov, které využívají tepelnou energii uvolněnou při spalování plynu (např. zemního plynu, propanu, biometanu) k pohonu termodynamického cyklu. Na rozdíl od konvenčních elektrických tepelných čerpadel (EHP), která používají elektrickou energii k pohonu kompresoru, GAHP nahrazují kompresor procesy absorpce a desorpce, které jsou poháněny teplem ze spalování plynu. Elektrická energie je u GAHP spotřebovávána pouze pro pohon pomocných komponent, jako jsou čerpadla a řídicí elektronika, což vede k výrazně nižší spotřebě elektřiny ve srovnání s EHP. GAHP spadají do kategorie teplem poháněných tepelných čerpadel.

Jak funguje termodynamický cyklus plynového absorpčního tepelného čerpadla?
Základem funkce GAHP je absorpční cyklus, který probíhá v několika klíčových krocích:

Generátor (Desorbér): Bohatý roztok chladiva v absorbentu (např. amoniaku ve vodě) je zahříván teplem ze spalování plynu. Tím dochází k vypuzení (desorpci) plynného chladiva pod vysokým tlakem.
Kondenzátor: Pára chladiva kondenzuje a předává své kondenzační teplo otopné soustavě (např. vodě pro vytápění).
Expanzní ventil: Kapalné chladivo prochází ventilem, kde dochází k prudkému snížení tlaku a teploty.
Výparník: Ochlazené chladivo se odpařuje a přijímá nízkopotenciální teplo z okolního prostředí (vzduch, země, voda).
Absorbér: Pára chladiva je pohlcena (absorbována) ochuzeným roztokem absorbentu, čímž opět vzniká bohatý roztok. Během absorpce se uvolňuje teplo.
Roztokové čerpadlo: Bohatý roztok je čerpán zpět do generátoru, čímž se cyklus uzavírá. Spotřeba elektrické energie tohoto čerpadla je výrazně nižší než u kompresoru EHP.

Jaké pracovní látky se nejčastěji používají v GAHP a jak to ovlivňuje jejich vlastnosti?
Nejčastěji používané pracovní dvojice chladivo-absorbent jsou:

Amoniak (NH₃) a voda (H₂O): Amoniak je chladivo, voda absorbent. Tato kombinace umožňuje provoz i při nízkých venkovních teplotách a dosažení vysokých teplot otopné vody (až 65 °C i více), což je výhodné pro starší otopné systémy s radiátory. Amoniak je přírodní chladivo s nízkým GWP, ale je toxický a hořlavý.
Voda (H₂O) a vodný roztok bromidu lithného (LiBr): Voda je chladivo, LiBr absorbent. Tato dvojice používá ekologicky nezávadnou vodu, ale systémy jsou omezeny na provoz nad 0 °C (bod mrazu vody) ve výparníku, což limituje jejich použití pro odběr tepla ze vzduchu v chladnějších podmínkách. Často se využívají pro chlazení nebo nízkoteplotní vytápění a vyžadují opatření proti krystalizaci roztoku LiBr. Volba pracovní látky tak zásadně ovlivňuje aplikační možnosti GAHP a jejich vhodnost pro konkrétní klimatické podmínky a požadavky na teplotu otopné vody.

Jak se porovnává účinnost GAHP a EHP a jaké metriky se k tomu používají?
Přímé srovnání číselných hodnot účinnosti GAHP a EHP je zavádějící, protože používají různé metriky vztažené k různým druhům energie:

GAHP: Používá se Faktor využití plynu (GUE), poměr dodaného tepla k energetickému příkonu ve formě plynu. Typicky je 1,3–1,7 (130–170 %).
EHP: Používá se Topný faktor (COP) nebo Sezónní topný faktor (SCOP), poměr dodaného tepla k elektrickému příkonu. Typicky je 2,5–5,0 (250–500 %). GUE se vztahuje k primární energii (plyn), zatímco COP/SCOP k sekundární energii (elektřina), která již prošla procesem výroby a distribuce se ztrátami. Pro objektivnější srovnání z hlediska celkové spotřeby primární neobnovitelné energie se používá Faktor primární energie (PER), který zohledňuje konverzní faktory primární energie pro plyn a elektřinu. Z hlediska PER mohou být GAHP srovnatelná nebo i výhodnější než EHP v závislosti na platných konverzních faktorech a energetickém mixu výroby elektřiny.

Jaké jsou orientační náklady na pořízení a provoz GAHP v České republice?
Pořizovací náklady na GAHP (např. s výkonem 20 kW) jsou obecně vyšší než u kondenzačních plynových kotlů a často i u některých EHP, odhadují se v řádu statisíců korun (např. 250 000 – 400 000 Kč a více za jednotku bez instalace), přičemž přesné ceny jsou často uváděny na vyžádání. Náklady na instalaci zahrnují připojení na plyn, vodu, elektroinstalaci a odvod spalin, a mohou se pohybovat v řádu desítek tisíc korun. Výhodou je velmi nízká spotřeba elektrické energie, která obvykle nevyžaduje posilování elektrické přípojky. Provozní náklady závisí primárně na cenách plynu a dosažené účinnosti (GUE), přičemž úspory oproti kondenzačním kotlům mohou být 30–50 %. Na pořízení GAHP lze čerpat dotace z programů Nová zelená úsporám nebo Kotlíkové dotace, což může významně snížit počáteční investici.

Kteří hlavní výrobci a modely GAHP jsou dostupné na českém trhu, zejména pro rodinné domy?
Na českém trhu s plynovými absorpčními tepelnými čerpadly pro rezidenční a menší komerční sektor (výkon kolem 20 kW) se jako dominantní hráč jeví společnost Robur. Nabízí modely jako Robur K18 (vzduch-voda, max. 20 kW), který je vhodný pro rodinné domy. Robur K18 dosahuje GUE až 169 % a dokáže dodávat otopnou vodu o teplotě až 65 °C. Další výrobci, kteří působí v oblasti tepelných čerpadel (např. Vaillant, Bosch), se v dostupných zdrojích soustředí primárně na elektrické varianty. Trh s GAHP pro menší výkony je tak v ČR méně diverzifikovaný ve srovnání s EHP.

Jaké jsou hlavní výhody a nevýhody plynových absorpčních tepelných čerpadel?
Výhody:

• Vysoká účinnost využití primární energie (GUE 130–170 %).
• Potenciálně nižší provozní náklady oproti plynovým kotlům.
• Velmi nízká spotřeba elektrické energie, menší zátěž pro elektrickou síť a nepotřebnost posilování přípojky.
• Možnost vytápění i chlazení.
• Použití přírodních chladiv s nízkým GWP.
• Stabilní výkon a schopnost dodávat vyšší teplotu otopné vody (vhodné pro rekonstrukce).
• Možnost využití biometanu.
• Dlouhá životnost.

Nevýhody:

• Vyšší pořizovací náklady ve srovnání s kotly a některými EHP.
• Technologická složitost a nutnost odborného servisu.
• Nutnost plynové přípojky a řešení odvodu spalin.
• Omezenější výběr modelů a dodavatelů v ČR pro menší výkony.
• Potenciální hluk venkovní jednotky (i když srovnatelný s EHP).
• 8. Pro koho jsou plynová absorpční tepelná čerpadla vhodným řešením v České republice?
• GAHP jsou vhodnou alternativou pro potenciální uživatele v České republice, zejména pokud:
• Mají k dispozici stávající plynovou přípojku a chtějí ji využít k efektivnímu vytápění.
• Plánují rekonstrukci starší budovy s radiátorovým systémem a potřebují vyšší teplotu otopné vody.
• Mají omezenou kapacitu elektrické přípojky, kterou by EHP s vyšším příkonem zatížilo.
• Usilují o diverzifikaci energetických zdrojů a snížení závislosti na elektřině pro vytápění.
• Zvažují dlouhodobou investici s důrazem na efektivitu využití primární energie a mají výhledově možnost využívat biometan. Je však klíčové zajistit odborný návrh a instalaci od kvalifikované firmy a provést detailní individuální ekonomickou analýzu, jelikož návratnost investice závisí na mnoha specifických faktorech.

Reference

Abeceda tepelných čerpadel

Externí články, publikace

Porovnání plynového absorpčního tepelného čerpadla vzduch voda s kondenzačním plynovým kotlem detail