Článek - Vysokoteplotní tepelné čerpadlo | Katalog

Jedná se o tepelné čerpadlo jehož výstupní teplota dosahuje teplot přes 80°C bez použití elektrické dohřevu. Standardní tepelná čerpadla jsou schopná ohřát topnou vodu maximálně na 55 °C.

Vysokoteplotní TČ je v podstatě kaskáda dvou "standardních" tepelných čerpadel (kompresorů) za sebou a předehřáte chladivo se dále stlačí a ohřeje. Tento typ tepelného čerpadla je vhodný tam kde je nutné ohřívat topný systém trvale nad 45°C. Tedy bez zásahu do topného systému. Možná výstupní teplota je regulovatelná od 30 - 80°C.

Daní za tento zisk je snížení topného faktoru vysokoteplotních tepelných čerpadel, a tím prodražení provozních nákladů. Dalším negativem je vyšší pořizovací cena vysokoteplotního zařízení způsobená rozšířením zařízení o další kompresor a kondenzátor.

Vhodné jsou také pro provozy, kde je vělká spotřeba teplé vody jako jsou hotely, sportoviště, ubytovny, termální lázně atd. kde je spotřeba 3000 - 100 000 litrů teplé vody denně.

Dále jsou vhodná u starších domů, kde není předpoklad či nelze měnit stávající otopnou soustavu a otopná tělesa. U klasických tepelných čerpadel je nutné otopné těleso vyměnit za větší (cca o 20-30%) z důvodu nízké teploty a tedy nižšího výkonu tělesa. U vysokoteplotních toto není třeba.

Nejnovětší vysokoteplotní čerpadla využívají jako chladivo CO₂.

Obrázek - Vysokoteplotní tepelné čerpadlo vzduch-voda

Vysokoteplotní tepelné čerpadlo vzduch-voda

Měrné ceny, úspory, návratnosti

Orientační měrné náklady	Na vytápění lze orientačně počítat: 120 000 + 22 000*výkon v kW příprava teplé vody +15 až 60 tis. Kč. Tedy například instalace o 240 kW výkonu na vytápění je cena instalace cca 5 500 000 Kč.
Životnost	15-20	let
Orientační cena energie ze zdroje	0,7-0,9 Kč/kWh podle COP TČ
Návratnost	Záleží na původním zdroji vytápění. V případě přechodu z biomasy (např. štípané dřevo) na tepelné čerpadlo je TČ nenávratné díky vyšší ceně energie. V případě přechodu z elektrokotle je návratnost pod 10 let.

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

Silné stránky

Alternativní zdroje energie, který lokálně neprodukuje žádné škodliviny
Zdroj energie, o který se nemusíte starat. Spíná dle venkovní teploty a aktuální potřeby na vytápění či přípravu teplé vody
V případě přechodu z vytápění přímotopy na tepelné čerpadlo jsou provozní náklady třetinové. Z přechodu z plynu pak poloviční, ale aditivní úspora je na úspoře zásuvkové běžné elektřiny díky výhodnějšímu tarifu.
U kvalitních vzduchových čerpadel se hodnota akustického tlaku ve vzdálenosti 5m od venkovní jednotky pohybuje pod hodnotu 40dB(A), což se dá přirovnat např. k tikotu budíku vzdáleného 2m.
Vyšší teplota topné vody tedy je možné použít „standartní“ velikost otopných těles.
Při správném návrhu není třeba bivalentní zdroj energie.

Příležitosti

Dotační příspěvek od státu do roku 2021 (viz dotace u jednotlivé kategorie)
U RD lze získat na celý objekt výhodnou sazbu D57d (20h nízký tarif).
U bytových domů a podnikatelů je výhodná sazba pouze pro samotný zdroj vytápění C57d. Zbytek objektu má pak druhé hodiny s odlišnou sazbou (většinou C02d)

Slabé stránky, hrozby

Je potřeba zkontrolovat jistič, zda „utáhne“ také tepelné čerpadlo.
Životnost TČ je závislá od správného návrhu, projektu, návrhu odvodu kondenzátu od venkovní jednotky a pravidelného servisu
TČ v zimním období musí často odmrazovat, aby nezamrznul kondenzát u venkovní jednotky
Při větších aplikacích nad 3kg objemu chladiva v jednotce nutné revize „úniku chladiva“

Mýty

TČ není obnovitelný zdroje energie. Kompresor je poháněn elektřinou ze sítě. Čistý obnovitelný zdroj energie je například biomasa že energie ze slunce (fotovoltaika).
Hladina akustického výkonu není nikterak vysoká. Hluk je srovnatelný s myčkou na nádobí. Jen u nekvalitních značek je hluk vyšší a je třeba myslet na případné akustické zábrany.
Není třeba se obávat, že TČ dům nevytopí. Je potřeba jen správně výkon navrhnout na tepelnou ztrátu domu.
Mýtem také je, že po 15-20 letech končí životnost TČ, ale stačí vyměnit pouze kompresor v řádu 40-60tis. Kč a ne celé TČ.

Související úsporné opatření

Tepelné čerpadlo typu vzduch - voda
Tepelné čerpadlo typu vzduch - vzduch

Tepelné čerpadlo typu voda - voda

Tepelné čerpadlo typu země - voda

Plynové absorpční tepelné čerpadlo

Klimatizační jednotky SPLIT

Dotační potenciál

Rodinné domy	Relevantní. Možno získat státní příspěvek jak z krajské kotlíkové dotace určenou na výměnu kotlů na uhlí 1. a 2. emisní třídy napojených do otopné soustavy nebo lze využít dotace Nová zelená úsporám určenou na výměnu elektrokotlů za tepelné čerpadlo.
Bytové domy	Relevantní. U stávajících objektů nutno zjistit, zda distributor elektrické energie poskytne dostatečný příkon elektrické energie pro tepelné čerpadlo a případný bivalentní zdroj (elektrokotel). U objektu napojených na CZT nutno prověřit, zda je odpojení v souladu s politikou daného města/obce. V každém případě je nutné stavební povolení. Je možné získat dotaci Nová zelená úsporám či IROP.
Školská zařízení	Relevantní. Možnost získání dotace z Operačního programu životního prostředí PO 5.1,
Administrativní budovy	Relevantní. Možnost získání dotace z Operačního programu podnikání inovace pro konkurence schopnost.
Hotely	Relevantní, dotaci lze získat pouze přes finanční nástroj (bezúročnou půjčku) od Českomoravské hypoteční banky – program ÚSPORY ENERGIE
Obchodní centra	Relevantní, většinou se instalují tzv. rooftopy, které v sobě obsahují kombinaci VZT jednotky a tepelného čerpadla.
Sklady	Skladové prostory je většinou vhodné vytápět sálavými panely nebo plynovými teplovzdušnými jednotkami.
Výrobní podnik	Možnost získání dotace z Operačního programu podnikání inovace pro konkurence schopnost

Termíny a definice

Nejpoužívanější pojmy	popis	jednotka
AZE	Alternativní zdroj energie. Někdy také jako netradiční zdroje energie. Patří do skupiny obnovitelných zdrojů, ale pro svojí funkci potřebují energii z fosilních paliv. Například tepelné čerpadlo elektřinu z energetického mixu ČR (cca 60% uhlí) nebo kogenerační jednotka zemní plyn pro výrobu elektřiny. Pouze v případě, že tepelné čerpadlo 100 % odebírá energii ze sítě z obnovitelných zdrojů, lze v krajním případě i o tepelném čerpadle mluvit jako o obnovitelným zdroji.
Bivalence	Bivalnce nebo také bivalentní zdroj energie je druhý zdroj energie v případě "výpadku" prvního. Nejčastěji se o bivalenci mluví u tepelných čerpadel, které při nejnižších teplotách vypínají díky své nízké učinnosti a spíná elektrokotel, který připraví požadovanou teplotu topné vody do systému.
C56d	Dvoutarifní sazba: NT 22 hodin – tepelné čerpadlo (určeno pro podnikatelský sektor, SVJ (společné spotřeby) aj krom domácností.
COP	Topný faktor. Bezrozměrové číslo COP udává poměr topného výkonu ku příkonu tepelného čerpadla. Čím je vyšší topný faktor, tím lepší je tepelné čerpadlo, protože je jeho provoz levnější. Topný faktor také závisí na rozdílu teplot v primárním a sekundárním okruhu. Čím je rozdíl teplot nižší, tím je topný faktor vyšší.	(-)
D57d	Distribuční tarif elektrické energie od roku 2017 jak pro tepelné čerpadlo či elektrické vytápění (20h nízký tarif). Dříve pro TČ D56d. Podnikatelská sazba zůstává C56d.
Dvoutarifní sazby	Sazba elektrické energie, kdy je den (24h) rozdělen na vysoký a nízký tarif například v poměru 4/20. Spínání NT je řízen dálkovým signálem (HDO) a není zpravidla kontinuální 4hodiny.
EHPA	Evropská značka kvality tepelných čerpadel (někdy také značka kvality Q).
Invertor	Tepelná čerpadla s frekvenčně řízenými kompresory (invertorem) přizpůsobuje výkon tepelného čerpadla aktuální potřebě tepla pro vytápění domu. Tepelné čerpadlo díky tomu spíná méně často a nepotřebuje akumulační nádrž.
Kompresor	Zařízení na stlačování plynů. Může jít o různé principy stlačování, např. pístový komresor, odstředivý kompresor, šroubový, zubový aj.
Kondenzátor	Část klimatizace (tepelného čerpadla) - tepelný výměník pro chlazení páry (chladiva) a její přeměnu (kondenzaci) na kapalinu (kondenzát). U chlazení je kondenzátor umístěn venku, u tepelných čerpadel uvnitř objektu na topné straně. U kompaktních tepelných čerpadel je pak součástí venkovní jednotky také samotný kondenzátor.
Kontrola úniku chladiva	Nutné provádět u tepelných čerpadel a chladících zařízení, kde je větší množství chladiva jak 3kg. Viz nařízení evropského parlamentu a rady č. 842/2006
NT	Nízký tarif elektrické energie
Obnovitelné zdroje	Zdroje energie nebo surovin pro člověka, které se částečně nebo úplně obnovují v přirozeném nebo antropogenně ovlivňovaném koloběhu látek a energií (např. energie větru, slunce, přílivu a odlivu, energie biomasy).
Odmrazování	U tepelný čerpadel vzduch/voda či vzduch/vzduch v zimních měsících (venkovní teplota +5-7 °C a máně) dochází ke kondenzaci vodní páry na straně výparníku a pro zabránění zamrznutí tepelné čerpadlo tzv. odmrazuje (ohřívá výparník především díky reverzaci TČ). Pod tepelným čerpadlem však může vzniknout silná vrstva námrazy a proto se TČ umisťuji na stojany či zavěšují na fasády. Odmrazovací (reverzní) cyklus trvá cca 3-5 minut a opakuje se cca po 60-100 minutách.
R134a	Chladivo v okruhu tepelného čerpadla či klimatizace, která se od 1. 1. 2015 nesmí volně prodávat a užívat v nových zařízeních viz nařízení 517/2014 o fluorovaných skleníkových plynech. Je pouze možný prodej v rámci servisu stávajících zařízení.
R410A	Nejčastěji používané chladivo pro tepelná čerpadla nebo chladivové okruhy.
R744	Chladivo používané nejčastěji pro vysokoteplotní tepelná čerpadla. Jedná se o chladivo CO2.
SCOP	Sezónní topný faktor. Obvykle se pohybuje u kompresorových tepelných čerpadel mezi 2,5 a 4,2, u absorpčních tepelných čerpadlech pak kolem 1,5. Udává průměrný topný faktor za topnou sezónu, tedy poměrvyrobeného tepla za topnou sezónu ku spotřebované pohonné energii. Čím je vyšší topný faktor, tím lepší je tepelné čerpadlo, protože je jeho provoz levnější. Topný faktor také závisí na rozdílu teplot v primárním a sekundárním okruhu. Čím je rozdíl teplot nižší, tím je topný faktor vyšší.
Topný faktor	Poměr mezi výkonem dodávaným tepelným čerpadlem a jeho příkonem (viz také COP). Topný faktor se mění v závislosti na vstupní teplotě (nemrznoucí směsi, vzduchu či vodě(potoka)) do tepelného čerpadla a výstupní teplotě vody do otopné soustavy.
VT	Vysoký tarif elektrické energie
Výparník	Část klimatizace (tepelného čerpadla), kde dochází ke změně kapalného skupenství chladiva na plynné, absorpci tepla a následném odvodu do kompresoru, tzv. "studená" část okruhu. U chlazení je výparník v interieru, v případě tepelného čerpadla venku. U všech tepelných čerpadel vzduch – voda je nutné počítat s tím, že se na výparníku sráží voda a při nižších teplotách se tvoří námraza. Jednotka má z tohoto důvodu tzv. funkci odmrazování.
Vysokoteplotní TČ	Standardní tepelná čerpadla jsou schopná ohřát topnou vodu maximálně na 55 °C. Vysokoteplotní TČ dokážou ohřát vodu až na 90°C. První stupeň vysokoteplotního tepelného čerpadla je totožný se systémem standardního tepelného čerpadla a pracuje s médiem R-410a. Teplo získané z okolního vzduchu je předáváno topné vodě. Je-li požadavek na teplotu topné vody vyšší než 55 °C je u vysokoteplotního systému zapojen druhý stupeň. V tomto případě první stupeň nepředává teplo topné vodě, ale médiu druhého stupně R-134a. Po dalším ohřevu média dojde ke zvýšení teploty topné vody na 65–90 °C.

Reference

Abeceda tepelných čerpadel

Externí články, publikace

Legislativní situace v oblasti chladiv

Vysokoteplotní tepelné čerpadlo

Kategorie

Tip

Popis úsporného opatření