přeskočit na hlavní obsah

Tepelná čerpadla a problémy kolem nich

/up/images/featured/images/tepelna_cerpadla_problemy.png

Vezmeme-li v úvahu, že v rámci zemí EU se počítá s tím, že do roku 2010 se nainstaluje 6 000 000 tepelných čerpadel lze předpokládat, že k dosažení tohoto záměru je nutno učinit určité kroky. Proto byla provedena analýza barier, které brání rychlejšímu rozvoji instalací tepelných čerpadel. Tato do značné míry s drobnými odchylkami platí i u nás. Z pohledu počtu instalací tepelných čerpadel ve srovnání s mnohými zeměmi „západní Evropy“ stojíme teprve na počátku epochy rozvoje tohoto pro mnohé z nás nového ekologicko-energetického oboru.

Podívejme se na tepelná čerpadla z různých hledisek:

a)

Snad nejčastěji diskutovanou otázkou je cena. Z minulých let, kdy u nás byly ceny energií velmi nízké a v podstatě státem dotované, se i dnes velmi často setkáváme s názorem, že tepelné čerpadlo se nevyplatí instalovat, protože návratnost investice je tak dlouhá, že snad i překračuje životnost tohoto zařízení. Zcela jistě již dnes tento téměř „slogan“ samozřejmě neplatí, ale vzhledem k stále nedostatečné informovanosti veřejnosti, af již laické nebo často i odborné, přetrvává.

b)

Informovanost je nesmírně důležitým faktorem, který přímo ovlivňuje vztah k tepelným čerpadlům. Je bohužel skutečností, že dosud stále chybí dostatek kvalitních a seriozních informací o tomto oboru. Prakticky neexistují učební texty pro výchovu budoucích odborníků na všech stupních vzdělávání.

O to složitější je situace mezi pracovníky v praxi, projektanty počínaje, přes montéry a servisními pracovníky konče. Objektivně vzato, kde se to měli naučit, když tepelné čerpadlo ve své podstatě je sice zdrojem tepla, tedy patří do oboru vytápění, ale svou podstatou je to chladící zařízení, obsahující samozřejmě také elektrickou část, zpravidla také měření a regulaci v elektronickém provedení a v některých případech také vzduchotechniku. Otázka do jakého oboru potom tepelné čerpadlo patří, není dosud zcela odpovězena, ale skutečností zůstává, že profese, která by zahrnovala všechny výše uvedené obory, se dosud u nás nevyskytovala a odborníci tohoto zaměření teprve vznikají. Dokud nebude dostatek kvalifikovaných odborníků, nelze předpokládat, že informace pro laickou veřejnost budou kvalifikovaně přenášeny a zájem o instalace bude stoupat.

c)

Tepelné čerpadlo, se vším co k němu patří, není levným zařízením. Proto je nutno zodpovědně vybírat pro konkrétní objekt optimální systém a dimenzi s přihlédnutím k charakteru objektu, jeho tepelným ztrátám, ale i využívání a místním klimaticko - geologickým podmínkám. Nelze paušálně říci, že ten nebo onen systém je univerzálně vhodný pro jakýkoliv objekt v kterémkoliv místě. Vždy to samozřejmě souvisís penězi, af již ve fázi investice, nebo provozních nákladů.

Zde si neodpustím uvést jeden konkrétní případ, se kterým jsem se setkal. Dokumentuje diletantský přístup některých „odborníků“, kteří rozvoji instalací tepelných čerpadel přímo škodí.

V rekreační oblasti Jeseníků jsem se náhodně setkal u jednoho stavebníka s dodavatelem tepelných čerpadel, který pro nový dům s tepelnými ztrátami 9 kW vehementně doporučoval nainstalovat tepelné čerpadlo o výkonu 14,8 kW, přičemž hovořil o systému voda-voda. Ovšem to není všechno, dotyčný zákazník si mel u domu vybudovat „jezírko“ o ploše 250 m2, na jehož dno měl navézt jílovitou vrstvu, do které budou uloženy plastové trubky, přičemž z blízké studny měla být přečerpávána voda pro naplnění a doplňování této vodní plochy. Toto „velmi neobvyklé“ řešení doporučoval „odborník“ vyškolený údajně jednou firmou dovážející na náš trh zahraniční tepelná čerpadla vyznačující se „akčními cenami“.

Uvedený příklad svědčí o tom, že úroveň některých firem v oblasti tepelných čerpadel velmi silně pokulhává, čemuž je nutno učinit přítrž, nebof jedna takto nesmyslně provedená instalace udělá tolik škody, že ani dvacet dobře provedených instalací to nevyváží.

d)

V cenovém hodnocení je třeba si uvědomit, že vlastní tepelné čerpadlo - jen jako stroj - je pouze jednou částí celkových nákladů a v některých případech může tvořit jeho cena méně než 50 % toho, co zákazník zaplatí.

Opět si neodpustím poznámku o neseriozním „prodeji cenově velmi výhodných“ tepelných čerpadel. V rámci masové kampaně byla nabízena tepelná čerpadla za fantastickou cenu, aniž by bylo potenciálním zájemcům známo, že se jedná o jakýsi „polotovar“, který bude nutno ještě doplnit o řadu souvisejících částí, které nebyly v ceně a v podstatě bez ověření, zda takové tepelné čerpadlo bude možno v konkrétním případě instalovat af z hlediska možnosti získávání energie nebo vhodnosti topného systému. Samozřejmě se tím stávalo, že takto zakoupené tepelné čerpadlo nebylo možno vůbec instalovat z technických důvodů, ale také někdy proto, že zákazník vydal všechny své úspory na zařízení, přičemž na další související náklady s instalací mu už nezbylo. To je rovněž obrázek toho, čím dokáží někteří dodavatelé sice pro sebe získat peníze, ale velmi citelně poškodit usilovnou práci těch, kteří to s tepelnými čerpadly myslí vážně.

e)

Hovoříme-li o tepelném čerpadle, vždy je nutno hned druhou větou navázat na záležitosti topného systému. Tyto dvě části domu musí být v perfektní symbiose, jinak lze očekávat provozní problémy, v lepším případě snížený topný výkon a malou efektivnost využití významně energeticky úsporného tepelného zdroje. Je zcela jistě pravdou, že nízkoteplotní vytápěcí systémy, které jsou potřebné pro spolupráci s tepelným čerpadlem, jsou dražší než vysokoteplotní, vhodné např. pro kotle plynové, ale pokud to vezmeme z pohledu provozně-ekonomického i z hlediska tepelné pohody, vyznívá hodnocení lépe pro nízkoteplotní systémy, af již radiátorové, podlahové nebo nejnověji stěnové.

f)

Z hlediska obnovitelné energie pro využití tepelných čerpadel mame k dispozici vodu, vzduch nebo zemskou kůru. Pro každý potenciální zdroj jsou rozdílné možnosti akumulace tepelné energie. Nelze paušálně preferovat některý ze systémů tepelného čerpadla, ale zcela jistě je vždy nutno přihlédnout k místním podmínkám, kde má být tepelné čerpadlo instalováno. Někdy je vhodný hloubkový vrt, ale je poměrně drahý, čerpací a vsakovací studny pro systém voda - voda jsou rovněž nákladné. Pouze energie ze vzduchu, kterého je všude dost, prakticky žádné náklady na stavební práce pro tepelná čerpadla vzduch - voda nevyžadují. Celkem příznivě vycházejí tepelná čerpadla země - voda, pokud se plastové trubky kladou horizontálně, ale to přichází v úvahu, jeli k dispozici odpovídající volný pozemek u novostaveb, je ale téměř nepravděpodobné, že si upravenou zahradu kolem domu nechá někdo rozrýt.

g)

Specifickou záležitostí je legislativa. Velmi často se můžeme setkat s různým výkladem předpisů a jejich uplatňování, např. pro zemní hloubkové vrty. Někde nejsou s povolením problémy, jinde však jsou nepřekonatelné a přitom se zcela jistě nejedná o technickou stránku věci, ale o personální přístup některých úředníků státní správy. Zřejmě chybí srozumitelná metodická příručka, podle které by se všichni účastníci řízení mohli orientovat. Totéž platí i pro využívání vody, af již spodní nebo povrchové, právě pro účely vytápění s použitím tepelných čerpadel. Je třeba si uvědomit, že se jedná o technicky velmi citlivou záležitost, ale nějak také chybí vhodná „kuchařka“ jak na to. Zvláštní pozornost si zaslouží připravované zpoplatňování čerpání vody za odnímanou tepelnou energii. Je to zcela jistě ekonomická bariera, která zvýší provozní náklady tepelných čerpadel systému voda - voda.

h)

Pro tepelná čerpadla, stejně jako pro jiná zařízení využívající obnovitelné energie a tím přispívající

k ochraně životního prostředí, existují státní dotace. Je určitě velice důležité přispět na počáteční značnou investici do tepelného čerpadla. Existují skuteční příjemci, kterým byla dotace poskytnuta. Vzhledem k tomu, že dotace řádově až statisícové, jsou ze státní pokladny, musí existovat důsledné prověření, aby tyto prostředky došly k určenému využití. Osobně jsem se setkal s řadou žadatelů, kteří byt zcela seriozně smýšleli o instalaci tepelného čerpadla, splňovali všechna předepsaná kriteria, znechuceně zanechali doplňování dalších a dalších požadovaných dokladů, a víry v obdržení dotace se vzdali. Navíc hodnotící kriteria se každým rokem mění. Nešťastná je např. povinnost využívat tepelné čerpadlo nejen pro vytápění, ale současně pro ohřev TUV. Tato podmínka, má-li být splněna, vyžaduje specielní teplovodní zásobník s velkou teplosměnnou plochou, který významně zdražuje celou instalaci tepelného čerpadla, přičemž porovnání množství energie pro vytápěcí účely a pro ohřev TUV je výrazně vyšší ve prospěch vytápění. Návratnost investice do takto řešené technologie je pochopitelně delší než jen pro účely vytápění.

i)

Velmi pozitivním krokem je zavedení specielních tarifů pro tepelná čerpadla. Po dobu 22 hodin denně je možno nakupovat za zvýhodněnou cenu el. energii pro provoz tepelných čerpadel, ale nejen pro ně nýbrž pro všechny ostatní elektrospotřebiče v domácnosti. Tím dochází k významnému snížení provozních nákladů v rodinných domech, ale také např. v bytových domech. V podnikatelské sféře se toto zvýhodnění dotýká především nákladů na vytápění a ohřev TUV.

Nedostatkem nově zřízeného tarifu je limit minimálního příkonu tepelného čerpadla 1,5 kW, (byt teoreticky je přípustná vyjimka), což do značné míry diskriminuje uživatele dobře izolovaných a nízkoenergetických domů, pro které je dostačující malé tepelné čerpadlo. S obdobným omezením tarifů pro tepelná čerpadla se v jiných zemích, kde byly zavedeny, nesetkáme.

j)

Z pohledu technického je nesmírně důležité posouzení tepelných čerpadel ve vztahu k jejich kvalitativním parametrům. Praxe ukazuje, že technická úroveň tepelných čerpadel závisí na kvalitě použitých komponentů z nichž jsou tato zařízení sestavena a na zkušenostech výrobce. Dlouholetá výroba vychází zpravidla z výsledků praktického provozování a v návaznosti na to pak vývoj celého systému, v němž jsou zúročeny získané zkušenosti. I když princip tepelného čerpadla je znám déle než jedno století, jeho praktické využívání je datováno ve větší míře jen několik posledních desetiletí. Je známo, že nejdokonalejší tepelná čerpadla jsou právě od výrobců, kteří se jejich výrobou zabývají systematicky desítky let, jsou vybaveni zkušebními laboratořemi a tepelná čerpadla sestavují jen z kvalitních komponentů renomovaných výrobců.

k)

Životnost tepelných čerpadel se zpravidla odvozuje od mechanicky namáhaných částí, u nichž dochází k opotřebovávání. Nejrozšířenější jsou kompresorová tepelná čerpadla a právě kompresor je tou limitující částí, která se však dá pro opotřebení vyměnit. Klasické pístové kompresory se dnes nahrazují generačně novým typem Scroll. Tento kompresor, nejen že má lepší technické parametry a je provozně tišší, má také minimálně o 25 % delší životnost ve srovnání s pístovým. Tepelná čerpadla s kompresory Scroll si již našla své místo právě u kvalitních tepelných čerpadel. Specielně u systému vzduch - voda je patrný významný technický posun v tom, že v minulosti pracovala tato tepelná čerpadla do venkovní teploty těsně pod 0°C, a pak již byl jejich provoz nehospodárný, přičemž dnešní kvalitní tepelná čerpadla skompresory Scroll pracujíipři venkovních teplotách – 20°C. V tom je vidět mimořádný pokrok.

l)

V každém tepelném čerpadle je určité množství chladiva, bez jehož přítomnosti by nebyl možný přenos tepla mezi tzv. „studenou a teplou“ stranou. V minulosti se hojně používaly „freony“, které však jsou z hlediska ochrany životního prostředí nepřijatelné. Bylo vyzkoušeno mnoho druhů chladiv s nejrůznějšími vlastnostmi. Bohužel se i dnes u nás objevují některé výrobky, které jsou plněny chladivy, která působí na vznik „ozónové díry“ a jsou z hlediska dlouhodobého využívání neperspektivní. Jedná se např. o chladivo R 22, které již v žádné nové domácí chladničce nenajdete, přesto u některých dovážených tepelných čerpadel se vyskytují. Je na místě zamezit dovozu a instalacím těchto neekologických zařízení.

m)

Geologické poměry v místě instalace tepelného čerpadla významně ovlivňují délku zemních kolektorů. Pro správnou funkci tepelného čerpadla je nezbytné správně stanovit podle druhu zeminy nebo skalního podloží provedení hloubky vrtu nebo horizontálních rýh. To bývá často problém pokud nejsou k dispozici geologické údaje. Velmi obtížně se předem stanoví cena na provedení zemních prací, která tvoří významnou část celkových nákladů na instalaci tepelného čerpadla. Nelze brát paušálně délku kolektoru podle výkonu tepelného čerpadla bez zohlednění geologie. Může se pak stát, že tepelné čerpadlo v důsledku nedostatečného jímání tepla nedosahuje jmenovitých parametrů. Aby se tomu předešlo, bude třeba, aby především geologické-vrtací firmy byly garantem dostatečného „tepelného výkonu vrtu“.

Tím bude optimalizována cena vrtných prací. I když existují geologické mapy, nemohou být nikdy tak přesné jako zkušební vrt, podle kterého lze stanovit správně vhodnou hloubku, což je zvláště důležité u větších výkonů, kdy se jedná o větší počet vrtů.

n)

I když tepelná čerpadla systému voda - voda jsou z hlediska dosažení topného faktoru nejvýhodnější, k jejich instalaci bývají u nás jen výjimečně vhodné podmínky. Celá řada zájemců o tepelné čerpadlo se domnívá, že stará nevyužívaná studna na dvoře bude tím zdrojem tepla, kterým zadarmo budou vytápět svá obydlí. Je to opět z důvodu neinformovanosti, kdy se v minulosti rozneslo, že je to možné. Málo kdo si uvědomuje nutnou vydatnost vodního zdroje, kvalitu vody a její teplotu, aby i v zimě tepelné čerpadlo řádně splnilo očekávání. Kvalifikovaně provedená čerpací zkouška by měla být samozřejmostí, stejně jako chemický rozbor vody před rozhodnutím o realizaci systému voda - voda.

o)

O topných systémech byla zmínka již výše, ale v podstatě jedna z největších barier u nás je to, že se historicky instalovaly a dodnes většinou instalují vysokoteplotní vytápěcí systémy. K těm se tepelná čerpadla prostě nehodí. Štěstí má ten, u koho je topný systém, af již provedený podle projektu nebo bez něj, předimenzován a dá se provozovat při nižší teplotě, která vyhovuje spojení s tepelným čerpadlem. Mnohdy také zateplení objektu a s tím související snížení tepelných ztrát umožní provozovat dříve vysokoteplotní systém v nových podmínkách jako nízko-teplotní s tepelným čerpadlem. Nikdy by se nemělo na souvislost tepelného čerpadla a topné soustavy zapomenout a posoudit velikost topné plochy a tlakovou ztrátu ve vazbě na parametry tepelného čerpadla a jeho příslušenství.

V našich podmínkách je nejrozšířenější způsob provozování tepelných čerpadel bivalentní. To znamená, že tep. čerpadlo je výkonově dimenzováno jen na určitou úroveň, která podle systému může být v rozmezí 30 až 70 % tepelných ztrát, přičemž chybějící tepelná energie se doplňuje z pomocného nezávislého zdroje, kterým může být el. patrona nebo kotel na plyn, olej, dokonce za určitých podmínek i tuhá paliva. K dotápění je vhodné použít el. energii, což z většiny hledisek je nejvýhodnější.

r)

Součástí každého tepelného čerpadla musí být vhodná řídící automatika, která zajistí bezobslužný provoz celého topného systému (s výjimkou kombinace s kotlem na tuhá paliva), přednostně v ekvitermním režimu v závislosti na venkovní teplotě. Současně zajistí sledování nejdůležitějších provoznich stavů tepelného čerpadla a tím je ochrání před poškozením nebo zkrácením životnosti. Můžeme se setkat s řídící automatikou v různých technických úrovních, ale při výběru tepelného čerpadla se vyplatí sáhnout po tom, které má již od výrobce zajištěnu kompletní řídící jednotku se všemi potřebnými funkcemi. Ideální situace nastává, když uživatel tepelného čerpadla ani nevnímá, že je potřeba se zabývat tepelným zdrojem, který spolehlivě zajišťuje s minimálními provozními náklady vysoký teplotní komfort ve vytápěném objektu.

s)

Ekonomika provozu tepelných čerpadel závisí jednak na dosahovaném topném faktoru, což je poměr získané tepelné energie k energii dodané pro pohon tepelného čerpadla. Dále je nutno vzít v úvahu náklady spojené s pořízením a instalací tepelného čerpadla (s odpočtem nákladů u novostaveb, které by v případě jiného tepelného zdroje nemusely být realizovány - např. plynová přípojka, plynový kotel, komín, olejové hospodářství apod.). I poměr tepelných ztrát a výkon tepelného čerpadla je neopomenutelným hodnotícím kriteriem. Vše navíc souvisí s cenami energií, které tepelným čerpadlem nahrazujeme a šetříme. Tyto se stále mění - stoupají - a nedá se příliš předpokládat, že tomu bude v budoucnu jinak.

t)

Hodnocení jednotlivých systémů mezi sebou je vždy nutno posuzovat z více hledisek.

Systém voda-voda je sice z hlediska dosahovaného nejvyššího topného faktoru na tom nejlépe a pohybuje se v úrovni 5,0 až 5,6 v systémech s podlahovým vytápěním, ale jsou problémy se studnami a množstvím vhodné vody.

Systém země - voda (někdy ozn. solanka - voda) dosahuje topného faktoru 3,5 až 4,5, je snáze realizovatelný než předcházející, ale nutné zemní nebo vrtné práce jej prodražují.

Systém vzduch - voda, který je sice poněkud ovlivněn teplotou venkovního vzduchu, a jeho topný faktor je v rozmezí od 2,2 do 4,8. Při průměrné venkovní teplotě v topné sezóně u nás, která je v rozmezí cca 3,1 až 4,4 C je průměrný faktor 3,2 až 3,8, což není špatné, a s přihlédnutím k bezproblémové instalaci prakticky kdekoliv a bez nutných nákladů na vrty, studny nebo výkopy se jeví velmi výhodně.

u)

Návratnost je často diskutována u tepelných čerpadel, avšak nikdo se po ní nepídí např. u tepelných zdrojů jakými jsou kotle na nejrůznější paliva. Kotle nic neušetří, jen spálí to co je nutno nakoupit a až doslouží prostě se nahradí novými. U tepelného čerpadla, které prakticky, jako jediné dokáže ušetřit zpravidla 50 -70 % energie, kterou by jinak bylo nutno nakoupit je návratnost snad nejsledovanějším kriteriem, které se však stále mění, naštěstí v jejich prospěch. Brzy se dočkáme toho (až ceny energií nebudou dotovány), že návratnost investic do tepelných čerpadel se bude pohybovat v úrovni 5 - 6 let, jako je tomu dnes v zemích EU. Při životnosti zařízení alespoň 20 let se jedná jistě o výhodnou investici.

v)

K tomu, aby na našem trhu byla jen kvalitní tepelná čerpadla s velmi dobrými technickými parametry a dlouhou životností, aby instalace tepelných čerpadel byly prováděny kvalitně na odpovídající úrovni, aby byly o tepelných čerpadlech seriozní informace pro odbornou i laickou veřejnost vznikla ASOCIACE PRO VYUŽITÍ TEPELNÝCH ČERPADEL, která připravuje v návaznosti na Evropskou asociaci tepelných čerpadel certifikaci jak technologických zařízení, tak instalačních firem s cílem, aby byli jen spokojení uživatelé tepelných čerpadel a stále jich přibývalo. Informace je možno získat, případně požádat o členství prostřednictvím www.avtc.cz.

z)

Závěrem lze optimisticky pohlédnout do blízké budoucnosti, nebof nastává éra instalací tepelných čerpadel, vše tomu nasvědčuje a brzy nastane chvíle, kdy každá novostavba nebo rekonstruovaný objekt bude využívat obnovitelnou energii pro vytápění právě díky „chytrým“ tepelným čerpadlům.

Ing. Josef Slováček,
předseda správní rady Asociace pro využití tepelných čerpadel ČR

Seriál: Tepelné čerpadla - článek z roku 2001

zdroj: Alternativní energie

Líbil se vám článek?

ano: 221     ne: 228

Doporuč


 

Poslat známému


logo © 2007 4-INDUSTRY, s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Ochrana údajů –  Podmínky při poskytování služeb