Tepelné čerpadlo: ako funguje a kedy je dobrou voľbou
Tepelné čerpadlá nepredávame. Nájdete tu princíp fungovania, typy, podmienky a obmedzenia tepelného čerpadla z uvedených zdrojov a porovnanie s infra kúrením s vykurovacou fóliou postavené na rovnakom základe.
Stručne
- Tepelné čerpadlo teplo nevyrába, ale prenáša: teplo odobraté z vonkajšieho vzduchu, zeme alebo podzemnej vody zvyšuje na vykurovaciu teplotu za cenu elektrickej energie.
- Ukazovateľom je SCOP (sezónny vykurovací faktor), ktorý pre zariadenia do 70 kW predpisuje na energetickom štítku nariadenie EÚ. Čím nižšia je teplota vody na výstupe, tým je vyšší: v jednom katalógu výrobcu má to isté zariadenie pri 35 °C SCOP 4,90–5,07, pri 55 °C 3,32–3,47.
- Má podmienky: miesto pre vonkajšiu jednotku a technológiu, nízkoteplotný vykurovací systém (podlahové kúrenie alebo dostatočne veľké radiátory), vhodná elektrická prípojka, hluk vonkajšej jednotky, v bytovom dome zásah do spoločného majetku.
- Kedy ktoré: tam, kde je úlohou aj teplá voda alebo letné chladenie a podmienky sú splnené, je tepelné čerpadlo dobrou voľbou. Tam, kde nie je miesto na technológiu, je potrebná rýchla realizácia alebo sa využívanie jednotlivých miestností veľmi líši, sa oplatí pozrieť si infra kúrenie s vykurovacou fóliou.
Ako funguje tepelné čerpadlo?
Tepelné čerpadlo nevyrába teplo spaľovaním ani vykurovacou špirálou: prenáša teplo z prostredia s nižšou teplotou na miesto s vyššou teplotou. To sa samo od seba nedeje, preto je potrebné vynaložiť prácu — v praxi elektrickú energiu. Preto môže byť odovzdané teplo násobkom spotrebovanej elektriny: rozdiel prichádza z okolia.
Štyri kroky okruhu
- Vyparovanie: zdroj tepla — vonkajší vzduch, zem alebo podzemná voda — v výmenníku odparí chladivo s nízkym bodom varu.
- Stláčanie: kompresor stlačí paru, čím jej teplota stúpne nad vykurovaciu úroveň.
- Kondenzácia: horúca para v kondenzátore na vykurovacej strane skondenzuje a odovzdá teplo vykurovacej vode alebo priamo vzduchu v miestnosti.
- Expanzia: kvapalné médium prejde cez expanzný ventil, ochladí sa a poklesne jeho tlak, potom sa cyklus začína odznova.
Pri reverzibilnom vyhotovení sa dá smer toku obrátiť: zariadenie potom odvádza teplo z vnútorného priestoru, teda chladí.
COP a SCOP: čo merajú tieto dve čísla?
COP je ukazovateľ jedného prevádzkového stavu: pomer odovzdaného tepla a prijatého elektrického výkonu pri danej vonkajšej teplote a danej teplote vykurovacej vody na výstupe (napríklad vzduch +7 °C, vykurovacia voda 35 °C). SCOP je sezónny faktor vypočítaný na celú vykurovaciu sezónu; na energetickom štítku vykurovacích tepelných čerpadiel do 70 kW ho predpisuje nariadenie EÚ 811/2013.
Obe čísla sú dôležité preto, že to isté zariadenie dáva pri inej teplote vykurovacej vody inú hodnotu. Podľa údajov katalógu výrobcu pre jednofázové zariadenia a priemernú klímu je SCOP zariadení s výkonom 3 a 5 kW pri vykurovacej vode 35 °C 5,07 a pri vode 55 °C 3,47; pri zariadeniach so 7 a 9 kW 4,90, resp. 3,32. Pri týchto istých zariadeniach je COP pri vonkajšej teplote −7 °C a vode 35 °C 2,59–2,80, pri vode 55 °C už len 1,71–1,94 (katalóg produktovej rady Panasonic Aquarea, 2020–2021 — čísla sa vzťahujú na vtedajšie modely).
Z toho vyplýva základné pravidlo projektovania tepelných čerpadiel: čím nižšia je teplota vykurovacej vody, tým lepší je faktor. Preto sa tepelné čerpadlo najčastejšie páruje s podlahovým kúrením alebo s dostatočne veľkými radiátormi dimenzovanými na nízku teplotu.
Aké typy tepelných čerpadiel existujú?
Typ určuje zdroj tepla a spôsob odovzdávania tepla. Prvá časť názvu je vždy zdroj tepla, druhá to, čo zariadenie ohrieva.
Vzduch–voda
Odoberá teplo z vonkajšieho vzduchu a ohrieva vykurovaciu vodu, ktorú odovzdáva podlahové kúrenie, radiátor alebo fan-coil. Nie je potrebné vŕtanie ani studňa. V monoblokovom vyhotovení je chladiaci okruh uzavretý vo vonkajšej jednotke, v split vyhotovení siaha až do vnútornej jednotky.
Vzduch–vzduch
Tiež odoberá teplo z vonkajšieho vzduchu, ale priamo kúri vzduch v miestnosti — v podstate ide o klimatizáciu vhodnú aj na kúrenie. Nepripravuje vykurovaciu vodu ani teplú vodu, ale v lete chladí a stavia sa osobitnou jednotkou pre každú miestnosť.
Zem–voda (zemná sonda, zemný kolektor)
Využíva teplo zeme zvislou sondou alebo vodorovným kolektorom. Teplota zdroja tepla je v zime oveľa vyrovnanejšia ako teplota vzduchu. Na druhej strane je potrebné vŕtanie alebo rozsiahle zemné práce, ktoré podliehajú povoleniu.
Voda–voda
Ako zdroj tepla využíva podzemnú vodu cez ťažobnú a vsakovaciu studňu. Záleží na tom, či sa pod pozemkom nachádza vodonosná vrstva dostatočnej výdatnosti a kvality. Zriadenie studne podlieha povoleniu.
Kedy je tepelné čerpadlo dobrou voľbou?
Tepelné čerpadlo sa ukáže tam, kde je k nemu navrhnutý celý systém. V piatich situáciách je spravidla jednoznačne dobrým rozhodnutím:
- Existuje alebo bude existovať nízkoteplotný vykurovací systém. S podlahovým kúrením alebo veľkoplošnými radiátormi dimenzovanými na nízku teplotu sa dá udržať vysoký faktor — to je najdôležitejšia podmienka.
- Úlohou je aj ohrev teplej vody. Systém vzduch–voda a zem–voda pripraví s vhodným zásobníkom aj teplú vodu, takže jeden stroj plní dve úlohy.
- V lete chcete aj chladiť. V reverzibilnom vyhotovení chladí to isté zariadenie, bez samostatnej klimatizácie.
- Novostavba alebo kompletná rekonštrukcia technológie. Vtedy sa dá spoločne navrhnúť sieť vykurovacích telies, akumulačný a zásobníkový ohrievač a miesto vonkajšej jednotky — dodatočne je to všetko oveľa ťažšie.
- Najdôležitejším hľadiskom sú prevádzkové náklady. Pri dobre dimenzovanom systéme patrí tepelné čerpadlo medzi najlacnejšie spôsoby kúrenia podľa merných nákladov na teplo.
Čo je potrebné pre systém s tepelným čerpadlom?
Oplatí sa to prejsť ešte pred vyžiadaním ponuky: ak niektorá z podmienok nie je splnená, môže to rozhodnúť o cene investície alebo o jej realizovateľnosti.
Miesto pre vonkajšiu jednotku
Systémy so vzduchom vyžadujú vonkajšiu jednotku so slobodným prúdením vzduchu a je potrebné odviesť kondenzát vznikajúci pri odmrazovaní. Jej miesto ovplyvňuje aj hranica pozemku, susedné budovy a prevládajúci smer vetra.
Hluk smerom k susedovi
Ventilátor a kompresor vonkajšej jednotky vydávajú zvuk. Preto záleží na tom, kam sa jednotka umiestni.
Nízkoteplotný vykurovací systém
Pre vysoký faktor je potrebná nízka teplota vykurovacej vody. Starý systém s malými radiátormi spravidla pracuje pri vyššej teplote a tam je — ako ukazujú údaje výrobcov — SCOP podstatne nižší.
Miesto pre technológiu
K systému patria podľa realizácie akumulačná nádrž, zásobník teplej vody, obehové čerpadlo a armatúry. Tie potrebujú samostatnú miestnosť alebo aspoň technickú skriňu v byte.
Elektrická prípojka
Kvôli rozbehovému a prevádzkovému prúdu kompresora záleží na disponibilnom výkone a počte fáz.
Obmedzenie v bytovom dome
V bytovom dome sú fasáda a strecha spoločným majetkom, preto je na umiestnenie vonkajšej jednotky potrebný súhlas spoločenstva.
Kde stojí vonkajšia jednotka?
Pri systémoch so vzduchom sa táto skriňa umiestni vedľa domu: so slobodným prúdením vzduchu, pevným podkladom a odvodom kondenzátu. Jej miesto a hluk smerom k susedovi je otázkou projektovania — oplatí sa to premyslieť ešte pred vyžiadaním ponuky.
Koľko spotrebuje tepelné čerpadlo?
Spotreba
Konkrétne číslo v kWh možno zodpovedne uviesť iba pri znalosti domu, pretože spotrebu určujú tepelné straty. Rádovo sa však dá počítať jednoducho: spotreba elektriny na kúrenie je približne ročná potreba tepla delená SCOP-om. Ak napríklad dom potrebuje za sezónu 12 000 kWh tepla, pri sezónnom faktore 3,5 spotrebuje tepelné čerpadlo približne 3 400 kWh elektriny, pri 2,5 už 4 800 kWh. Čísla pre svoj dom nájdete na stránke o spotrebe: nájdete tam plánovanú ročnú potrebu tepla desiatich skutočných budov.
Údržba
Tepelné čerpadlá nepredávame, preto sa k cenám nevyjadrujeme. Tepelné čerpadlo vyžaduje údržbu: chladiaci okruh, výmenníky, filtre, elektrické spoje. Komín netreba, pretože nevznikajú spaliny. Sieť vykurovacích telies (podlahové kúrenie alebo výmena radiátorov) je samostatná položka, ak ešte nie je hotová.
Forrás:1
Aké sú obmedzenia tepelného čerpadla?
Tepelné čerpadlo je dobrá technológia — ale nie v každej situácii a nie v každej budove. Toto sú jeho obmedzenia s číslami, na ktoré máme zdroj:
- Výkon a faktor s mrazom klesajú. Pri systémoch so vzduchom je COP práve v najchladnejších dňoch najnižší. V uvedenom katalógu výrobcu je pri vonkajšej teplote −7 °C a vode 55 °C COP 1,71–1,94 — z 1 kWh elektriny tak vznikne menej ako 2 kWh tepla, oproti 2,59–2,80 pri vode 35 °C.
- Odmrazovanie. Pri vlhkom počasí okolo 0 °C sa na vonkajšom výmenníku tvorí námraza; zariadenie vtedy spustí odmrazovací cyklus, počas ktorého nekúri a spotrebúva energiu.
- Vysoká investícia. Zariadenie a inštalácia predstavujú vysokú investíciu a k tomu sa pripočíta sieť vykurovacích telies, ak ešte nie je.
- Vyžaduje údržbu — obsahuje pohyblivé súčasti, chladiaci okruh a filtre; servis je ročne sa opakujúci náklad.
- Potreba miesta. Vonkajšia jednotka a podľa realizácie akumulačný a zásobníkový ohrievač; v bytovom dome je zásah do fasády samostatnou otázkou povoľovania.
- Nie je realizovateľné na každom pozemku. Systém so zemnou sondou a voda–voda závisí od vlastností zeme, resp. vodonosnej vrstvy a vyžaduje zemné práce podliehajúce povoleniu.
Nie sú to argumenty proti tepelnému čerpadlu, ale projektové podmienky. Tam, kde sú splnené, dáva tepelné čerpadlo jedny z najnižších merných nákladov na kúrenie.
Forrás:1
Tepelné čerpadlo a infra kúrenie s vykurovacou fóliou vedľa seba
Dva systémy s rozdielnym princípom, preto nejde o „lepší a horší“, ale o systémy pre rôzne situácie. V tabuľke nižšie sú údaje o tepelných čerpadlách z uvedeného externého zdroja, údaje o vykurovacej fólii z našich vlastných realizovaných systémov. Tam, kde nemáme spoľahlivý zdroj, to uvádzame.
| Hľadisko | Tepelné čerpadlo vzduch–voda | Infra kúrenie s vykurovacou fóliou |
|---|---|---|
| Čo ohrieva | Vykurovaciu vodu, ktorú odovzdáva podlahové kúrenie, radiátor alebo fan-coil | Vykurovacia fólia pod podlahovinou ohrieva sálaním priamo podlahu, predmety a ľudí |
| Vonkajšia jednotka | Potrebná, so slobodným prúdením vzduchu a odvodom kondenzátu | Nie je |
| Potreba miesta na technológiu | Podľa realizácie akumulačný a zásobníkový ohrievač, čerpadlo, armatúry | Skladba 6 mm; žiadna kotolňa, komín ani vonkajšia jednotka |
| Charakter realizácie | Strojárska a inštalatérska realizácia, so zriadením alebo úpravou siete vykurovacích telies | 0,4 mm hrubá vykurovacia fólia sa kladie pod podlahovinu; elektroinštalácia a kladenie podlahoviny |
| Vyhriatie | Pomalé vďaka zotrvačnosti vykurovacej vody a poteru; určené na trvalú, rovnomernú prevádzku | Citeľné za 5–15 minút, podľa podlahoviny |
| Regulovateľnosť | Závisí od hydrauliky; zónovanie sa rieši ventilmi | Samostatný termostat a napájanie pre každú miestnosť alebo vykurovací okruh |
| Ročná údržba | Je potrebná | Žiadne úkony údržby: nie sú tam pohyblivé súčasti |
| Príprava teplej vody | Áno, s vhodným zásobníkom | Nie |
| Chladenie | Áno, v reverzibilnom vyhotovení | Nie |
| Hluk | Zvuk ventilátora a kompresora vonkajšej jednotky | Žiadne pohyblivé súčasti, žiadny prevádzkový hluk |
| V byte v bytovom dome | Vonkajšia jednotka zasahuje do spoločného majetku, preto je potrebný súhlas spoločenstva | Ostáva vo vnútri bytu |
Údaje o tepelných čerpadlách pochádzajú z uvedených zdrojov, údaje o vykurovacej fólii z našich vlastných realizovaných systémov. Zdroje sú dolu na stránke.
Forrás:1
Kedy ktoré? Naše odporúčanie
Zvoľte tepelné čerpadlo, ak…
- existuje alebo bude podlahové kúrenie, resp. systém s radiátormi dimenzovanými na nízku teplotu;
- úlohou je aj príprava teplej vody;
- chcete v lete chladiť tým istým strojom;
- je miesto pre vonkajšiu jednotku a technológiu a hluk vonkajšej jednotky smerom k susedom sa dá vyriešiť;
- na investíciu máte rozpočet.
Pozrite si infra kúrenie s vykurovacou fóliou, ak…
- pri rekonštrukcii nie je miesto na technológiu, kotolňu, zásobník;
- investičný rámec je užší a vykurovaná plocha nie je celý dom;
- využívanie jednotlivých miestností sa veľmi líši: niektoré by ste vykurovali len príležitostne;
- je potrebná rýchla realizácia v jednom kroku a nechcete ročný servis;
- ide o byt v bytovom dome, kde sa nesmie zasahovať do fasády.
Čo je rovnaké pri oboch
Cenu kúrenia nakoniec určujú tepelné straty domu. Pri zlej izolácii a starých oknách kúri drahšie oba systémy a ani najlepší faktor nevráti unikajúce teplo. Preto vždy začíname tým, že sa pozrieme na budovu. Ak sa po obhliadke ukáže, že pre vás je lepším riešením tepelné čerpadlo, povieme vám aj to — tepelné čerpadlá nepredávame, takže na tom nemáme záujem.
Časté otázky o tepelnom čerpadle
Ako funguje tepelné čerpadlo?
Teplo nevyrába, ale prenáša: odoberá ho z vonkajšieho vzduchu, zeme alebo podzemnej vody a za cenu elektrickej energie ho zvyšuje na vykurovaciu teplotu. Štyri kroky okruhu sú vyparovanie, stláčanie, kondenzácia a expanzia. Preto môže byť odovzdané teplo násobkom spotrebovanej elektriny — rozdiel prichádza z okolia.
Aký je rozdiel medzi COP a SCOP?
COP sa vzťahuje na jeden prevádzkový stav: pomer odovzdaného tepla a prijatého elektrického výkonu pri danej vonkajšej teplote a teplote vykurovacej vody. SCOP je sezónny faktor vypočítaný na celú vykurovaciu sezónu a uvádza sa na energetickom štítku zariadení do 70 kW podľa nariadenia EÚ. Pri kúpe sa oplatí porovnávať SCOP, pretože je bližšie k ročnej realite.
Aké typy tepelných čerpadiel existujú?
Štyri hlavné typy: vzduch–voda (z vonkajšieho vzduchu ohrieva vykurovaciu vodu), vzduch–vzduch (priamo kúri vzduch v miestnosti, v podstate klimatizácia vhodná na kúrenie), zem–voda, teda so zemnou sondou alebo zemným kolektorom, a voda–voda, ktorá ako zdroj tepla využíva podzemnú vodu.
Koľko spotrebuje tepelné čerpadlo?
Spotreba elektriny na kúrenie je približne ročná potreba tepla delená sezónnym faktorom. Ak dom potrebuje 12 000 kWh tepla, je to pri SCOP 3,5 približne 3 400 kWh elektriny, pri 2,5 však 4 800 kWh. Konkrétne číslo závisí od tepelných strát domu, preto sa dá zodpovedne uviesť iba výpočtom pri znalosti budovy.
Funguje tepelné čerpadlo so starým radiátorovým kúrením?
Môže fungovať, ale faktor sa výrazne zhorší, pretože staré radiátory s malou plochou vyžadujú vysokú teplotu vykurovacej vody. Podľa katalógu jedného výrobcu dáva to isté zariadenie pri vode 35 °C SCOP 4,90–5,07, pri vode 55 °C len 3,32–3,47. Preto sa radiátory zvyčajne vymieňajú za väčšie alebo sa prechádza na podlahové kúrenie.
Aké hlučné je vonkajšie teleso?
Ventilátor a kompresor vydávajú zvuk, konkrétnu hodnotu uvádza technický list výrobcu. Preto záleží na tom, kam a v akej vzdialenosti sa jednotka umiestni.
Dá sa tepelné čerpadlo použiť v byte v bytovom dome?
Vonkajšia jednotka by sa dala na fasádu, balkón alebo strechu, tie sú však v spoločnom vlastníctve, preto je na jej umiestnenie potrebný súhlas spoločenstva. Preto sa často stáva, že sa v byte nakoniec zvažuje iné riešenie kúrenia.
Aké sú nevýhody tepelného čerpadla?
Pri systémoch so vzduchom faktor s mrazom klesá: v údajoch výrobcu uvedených vyššie je pri −7 °C a vode 55 °C COP 1,71–1,94. K tomu pristupuje odmrazovací cyklus, vysoké investičné náklady, ročná údržba, potreba miesta pre vonkajšiu jednotku a technológiu a to, že systém so zemnou sondou a voda–voda vyžaduje zemné práce podliehajúce povoleniu.
Tepelné čerpadlo alebo infra kúrenie — ktoré mám zvoliť?
Ak existuje alebo bude podlahové kúrenie, úlohou je aj teplá voda a letné chladenie a je miesto pre vonkajšiu jednotku, je tepelné čerpadlo dobrou voľbou. Ak pri rekonštrukcii nie je miesto na technológiu, je užší rozpočet, využívanie sa po miestnostiach líši alebo je potrebná rýchla realizácia, oplatí sa pozrieť si infra kúrenie s vykurovacou fóliou. Rozhodnutie prinesú vlastnosti domu.
Chladí tepelné čerpadlo aj?
V reverzibilnom vyhotovení áno: smer okruhu sa dá obrátiť, takže v lete odvádza teplo z vnútorného priestoru. Systém vzduch–vzduch chladí rovnako, keďže je to v podstate klimatizácia vhodná aj na kúrenie. Infra kúrenie s vykurovacou fóliou naproti tomu nechladí — tam, kde je úlohou aj chladenie, je to dôležitý rozdiel.
Treba tepelné čerpadlo udržiavať?
Áno. Obsahuje chladiaci okruh, kompresor, výmenníky a filtre, preto vyžaduje pravidelný servis. Kominárska kontrola však nie je potrebná, pretože nevznikajú spaliny. Pri infra kúrení s vykurovacou fóliou nie sú žiadne úkony údržby, pretože neobsahuje pohyblivé súčasti.
Predávate tepelné čerpadlá?
Tepelné čerpadlá nepredávame. Zaoberáme sa infra kúrením s vykurovacou fóliou: podlahovým, stenovým a stropným kúrením. Táto stránka vznikla preto, aby ten, kto uvažuje o tepelnom čerpadle, dostal vecné porovnanie podložené zdrojmi a nemusel údaje zbierať z desiatich miest. Ak sa pri obhliadke ukáže, že pre vás je lepším riešením tepelné čerpadlo, povieme vám aj to.
Ďalej k téme
Infra kúrenie
Ako funguje infra kúrenie s vykurovacou fóliou, kam sa dá zabudovať a kedy nie je dobrou voľbou.
Elektrické podlahové kúrenie
Skladby podľa podlahoviny a realizácia — bez vodného potrubia.
Spotreba kúrenia
Plánovaná ročná spotreba desiatich skutočných budov v kWh.
Druhy elektrického kúrenia
Vykurovacia fólia, infrapanel, elektrický konvektor, vykurovacia rohož, vykurovací kábel vedľa seba.
Zvažujete tepelné čerpadlo alebo infra kúrenie?
Na Slovensku vám ponuku na infra kúrenie pripraví náš partner Inova kúrenie. Cenu vám oznámi náš slovenský partner.
Zdroje
- Panasonic Aquarea — katalóg produktovej rady (katalóg výrobcu): údaje COP a SCOP pre teploty vykurovacej vody 35 °C a 55 °C, modely generácie J (2020–2021; stiahnuté 2026-09-22)
- Delegované nariadenie Komisie (EÚ) č. 811/2013 — energetické označovanie ohrievačov priestoru (uvádzanie SCOP do 70 kW) (2013; stiahnuté 2026-09-22)