Jak vybrat tepelné čerpadlo

Produkty teprve připravujeme.

Můžete se ale podívat na ostatní kategorie.

Ako vybrať tepelné čerpadlo - kompletní průvodce výběrem vhodného typu, výkonu a parametrů vytápěcího zdroje do rodinného domu.

Proč se dnes tolik lidí rozhoduje pro tepelné čerpadlo

Tepelné čerpadlo se za posledních pár let změnilo z okrajové technologie na jeden z nejčastěji zvažovaných zdrojů vytápění pro novostavby i rekonstrukce na Slovensku. Důvod je jednoduchý - bere většinu energie potřebné na vytápění přímo z okolního prostředí (vzduchu, země nebo vody) a na jej "přečerpání" na vyšší teplotu potřebuje jen zlomek této energie ve formě elektřiny. Zatímco klasický elektrický kotl 1 kWh elektřiny přemění na 1 kWh tepla, běžné tepelné čerpadlo z téže 1 kWh elektřiny vyrobí typicky 3 až 4,5 kWh tepla. Právě tento poměr je důvodem, proč se tepelné čerpadlo dlouhodobě vyplatí i přestože vyšší vstupní investice oproti plynovému kotlu.

Zároveň platí, že výběr tepelného čerpadla není jednoduchá záležitost "vezmu nejsilnější, nech mám jistotu". Špatně zvolený typ, podrozměřený nebo naopak zbytečně přerozměřený výkon dokáže výrazně snížit účinnost provozu, zkrátit životnost kompresoru a v konečném důsledku prodloužit návratnost investice o roky. Tento článek vás provede všemi kroky, které byste měli projít před koupí - od výběru typu čerpadla, přes správné dimenzování výkonu, až po parametry, na které se vyplatí dívat v technickém listě.

Důležité upozornění na úvod: tento článek je čistě informační a poradenský. Nespecifikuje konkrétní modely ani ceny konkrétních produktů - jeho cílem je, abyste po jeho přečtení věděli, na co se ptát, jak počítat a čemu se vyhnout, nech už si čerpadlo kupujete kdekoliv.

Jak tepelné čerpadlo funguje - v krátkosti

Princip je stejný jako u chladničky, jen obrácený. Chladivo v okruhu čerpadla se ve tzv. vypařovacím zařízení vypaří při nízké teplotě a tlaku a přitom odebere teplo z okolí (vzduchu, země nebo vody). Kompresor poté paru chladiva stlačí, čímž se výrazně zvýší jeho teplota. Horké chladivo následně ve kondenzátoru odovzdá teplo do vytápěcí vody (do radiátorů, podlahového vytápění nebo zásobníku teplé vody) a samo se přitom ochladí a skvapalní. Cez expanzní ventil se tlak opět sníží a cyklus se opakuje. Jediná energie, kterou do celého procesu reálně dodáváte, je elektřina potřebná na pohon kompresoru a obehových čerpadel - zbytek tepla "bere" čerpadlo z prostředí zdarma.

Právě poměr mezi dodanou elektřinou a získaným teplem se vyjadřuje veličinou COP (Coefficient of Performance) pro okamžitý výkon a SCOP (Seasonal COP) pro průměrný sezónní výkon za celé vytápěcí období. SCOP je z pohledu kupujícího oveľa dôležitejšie číslo, pretože zohľadňuje aj to, ako se čerpadlo správá v mrazu, kdy je zdroj tepla (například vnější vzduch) studený a čerpadlo musí pracovat usilovněji.

Tři základní typy tepelných čerpadel

Vzduch-voda (nejrozšířenější typ)

Čerpadlo odebírá teplo z vnějšího vzduchu pomocí vnější jednotky (podobné jako u klimatizace, jen větší) a odovzdává ho do vytápěcí vody ve vnitřní jednotce nebo přímo v kombinované jednotce. Je to nejčastější volba pro rodinné domy i na Slovensku, protože instalace nevyžaduje žádné zemní práce - stačí umístit vnější jednotku na vybetonovanou plochu nebo konzolu u domu. Běžný sezónní výkonový koeficient SCOP se u tohoto typu pohybuje v rozmezí 3,2 až 4,5, v závislosti od konkrétního modelu, klimatické zóny a teploty vytápěcí vody, se kterou systém pracuje.

Nevýhodou je, že účinnost klesá se silnějícím mrazem - v nejstudenějších dnech roku (pod -10 až -15 °C) je COP výrazně nižší než při jarních nebo jarních teplotách okolo +7 °C. Proto se ve většině návrhů počítá s tzv. bivalentním bodem (více níže).

Zem-voda (zemní kolektor nebo vrt)

Teplo se odebírá ze země - buď plošným zemním kolektorem uloženým v hloubce přibližně 1,2 až 1,5 metru na ploše odpovídající 1,5 až 2-násobku vytápěné plochy domu, nebo vertikálním vrtem do hloubky 80 až 150 metrů (v závislosti na geologických podmínkách a potřebném výkonu). Teplota země je v průběhu roku oveľa stabilnější než teplota vzduchu (typicky 8 až 12 °C v našich podmínkách), proto zemní čerpadla dosahují vyšší a stabilnější SCOP, běžně v rozmezí 4,0 až 5,0, i v tuhé zimě.

Kompensací za vyšší účinnost je výrazně vyšší vstupní investice (zemní práce nebo vrt) a potřeba dostatečně velkého pozemku při plošném kolektoru, případně povolení na hloubkový vrt. Návratnost rozdílu v investici oproti vzduch-voda variantě závisí od konkrétní lokality a cen energií, ve všeobecnosti se pohybuje v horizontu 8 až 15 let.

Vzduch-vzduch (klimatizační jednotky v režimu vytápění)

Jde v principe o klimatizační splitové jednotky, které dokážou pracovat i v reverzním, vytápěcím režimu. Teplo se neodovzdává do vody, ale přímo do vzduchu v místnosti. Investice je nejnižší ze všech tří typů a instalace nejjednodušší, ale systém neumí zahřívat teplou užitkovou vodu ani napájet klasické radiátory nebo podlahové vytápění - je vhodný spíše jako doplňkový nebo lokální zdroj tepla (například do jedné místnosti, chaty nebo jako podpora existujícího vytápění), ne jako jediný centrální zdroj pro celý rodinný dům. Sezónní COP se tu běžně pohybuje mezi 3,0 a 4,0.

Vizuální porovnání tří typů

COP a SCOP - nejdůležitější čísla v technickém listu

Při porovnávání konkrétních modelů se setkáte s více hodnotami COP, vždy uvedenými pro konkrétní kombinaci venkovní teploty a teploty vytápěcí vody (například "COP při A7/W35" znamená venkovní vzduch +7 °C, teplota vody na výstupu 35 °C). Čím nižší je požadovaná teplota vytápěcí vody, tím vyšší COP čerpadlo dosahuje - proto tepelná čerpadla výrazně lépe fungují s podlahovým vytápěním (typicky 30-35 °C) než s vysokoteplotními radiátory (45-55 °C).

Klíčovou vlastností čerpadel se vzduchem jako zdrojem tepla je, že jejich účinnost se mění během roku podle venkovní teploty. Při teplotě okolo +7 °C (běžná jarní/autumnální teplota) dosahuje kvalitní čerpadlo COP okolo 4,0. Při poklesu na 0 °C klesá COP na přibližně 3,2. Při -7 °C (běžný mrazivý den na Slovensku) je to už jen okolo 2,6 a v extrémním mrazu -15 °C se COP může přiblížit k hodnotě 2,0. Právě proto je sezónní SCOP důležitější než jednorázová hodnota COP při jedné teplotě - reálně zachytává, jak se čerpadlo chová během celého vytápěcího období, nejen za ideálního počasí.

Jak se COP mění s venkovní teplotou

Z grafu je vidět, proč je důležité znát klimatickou zónu, ve které dům stojí, a proč dodavatelé počítají s tzv. bivalentním bodem - teplotou, pod kterou už samotné tepelné čerpadlo nestíhá pokrýt celou tepelnou ztrátu domu a nastupuje doplňkový (bivalentní) zdroj, nejčastěji elektrická vytápěcí tyč zabudovaná přímo v čerpadle. Pro většinu lokalit na Slovensku se bivalentní bod nastavuje někde mezi -5 °C a -10 °C - v praxi to znamená, že čerpadlo pokrývá samostatně asi 95-98 % roční potřeby tepla a jen v několika nejmrzivějších dnech roku mu pomáhá doplňkový zdroj.

Jak správně dimenzovat výkon tepelného čerpadla

Nejčastější chybou při výběru tepelného čerpadla není špatný typ, ale špatný výkon - buď poddimenzovaný (čerpadlo nestíhá v mrazu a musí extrémně často dohřívat elektrickou tyčí, což výrazně zvyšuje spotřebu), nebo předimenzovaný (čerpadlo příliš často startuje a vypíná se - tzv. cyklování - což zkracuje životnost kompresoru a snižuje skutečnou účinnost oproti katalogovým hodnotám).

Správný postup výběru výkonu vždy vychází z výpočtu tepelné ztráty domu, ne z jeho podlahové plochy odhadem "od oka". Tepelná ztráta se počítá podle normy STN EN 12831 a zohledňuje plochu a orientaci obalových konstrukcí, tloušťku a typ izolace, velikost a typ oken, výšku místností i klimatickou oblast. Orientačně (a opravdu jen orientačně, přesný výpočet nic nenahradí) se u běžného rodinného domu ve střední klimatické zóně Slovenska pohybuje tepelná ztráta:

Novostavba se zateplením podle aktuálních norem (nízkoenergetický nebo pasivní standard): přibližně 30-50 W na m² podlahové plochy
Starší zateplená stavba (dodatečně zateplená, kvalitní okna): přibližně 50-70 W na m²
Starší nezateplená stavba: 80-120 W na m² a více

Pro orientační dům s podlahovou plochou 120 m² to znamená tepelnou ztrátu přibližně 5-6 kW u novostavby, 7-8 kW u zatepleného staršího domu a 10-12 kW a více u nezatepleného staršího domu. Tyto čísla slouží jen k první orientaci před rozhodováním, jaký řádově výkon budete potřebovat - závazný měl být vždy výpočet od projektanta nebo montážní firmy na základě konkrétního energetického štítku a skutečného stavu domu.

Proč není třeba počítat na nejmrzivější den roku

Běžný laický přístup "nech mám čerpadlo na nejhorší možný mráz, abych měl jistotu" vede přímo k předimenzování. Návrhová venkovní teplota pro výpočet tepelné ztráty (například -12 °C nebo -15 °C podle lokality) se během vytápěcí sezóny vyskytuje jen na pár dní v roce - většina sezóny probíhá při teplotách mezi 0 °C a +10 °C, kde má čerpadlo nejvyšší účinnost. Právě proto se výkon čerpadla běžně navrhuje tak, aby pokryl 90-100 % tepelné ztráty při návrhové teplotě, a zbytek extrémních špiček přebírá bivalentní zdroj - je to ekonomičtější řešení než kupovat větší a dražší čerpadlo jen kvůli pár dnům v roce.

Postup návrhu výkonu - přehledná schéma

Další parametry, na které se vyplatí podívat

Teplota vytápěcí vody a typ vytápěcích těles

Jak bylo už zmínkou, čím nižší teplota vytápěcí vody, tím vyšší COP. Podlahové vytápění pracující s teplotou vody 30–35 °C je proto ideálním partnerem pro tepelné čerpadlo. Pokud je dům vytápěn klasickými radiátory navrženými pro vyšší teplotu (například 55/45 °C), je buď třeba počítat s nižší celkovou účinností systému, nebo (pokud to rozpočet a stav domu dovolí) zvážit výměnu za větší nízko- teplotní radiátory, které dokážou odvést stejný tepelný výkon při nižší teplotě vody díky větší výměnné ploše.

Hlučnost venkovní jednotky

Venkovní jednotky vzduch-voda a vzduch-vzduch obsahují ventilátor a kompresor, které produkují hluk. Běžné hodnoty akustického výkonu se pohybují mezi 55 a 65 dB(A) měřených přímo u jednotky, což ve vzdálenosti několika metrů a s přirozeným poklesem hluku se vzdáleností klesá na úroveň běžné konverzace nebo nižší. Například je důležité při návrhu umístění zohlednit vzdálenost od spalovny (vlastní i sousední) a od hranice pozemku – noční útlm hluku má svá legislativní limity a soused se spalovnou pod oknem, kam směřuje výfuk vzduchu z jednotky, může být oprávněně nespokojen. Výrobci dnes nabízejí i tzv. tiché (silent) provozní režimy, které sníží otáčky ventilátoru a hluk o několik decibelů za cenu mírně nižšího výkonu v daném okamžiku.

Klíčidlo a jeho ekologický profil

Starší modely používaly kličidla s vysokým GWP (Global Warming Potential – potenciál globálního oteplování), novější modely čím dál častěji přecházejí na kličidla s nízkým GWP (například R290 – propan), která jsou šetrnější k životnímu prostředí v případě úniku, ale vyžadují přísnější bezpečnostní opatření při instalaci kvůli hořlavosti. Při porovnávání modelů se vyplatí podívat se, jaké kličidlo se používá a jaké je jeho číslo GWP – nižší je z dlouhodobého hlediska lepší, i vzhledem k budoucí evropské regulaci F-plynů.

Příkon a způsob regulace výkonu (on/off vs. invertorové řízení)

Moderní tepelná čerpadla téměř výhradně používají invertorový kompresor, který plynule mění své otáčky (a tedy výkon) podle aktuální potřeby domu, místo staršího principu jednoduchého zapínání a vypínání na plný výkon. Invertorová regulace znamená méně cyklování, stabilnější vnitřní teplotu a zpravidla i vyšší reálnou (nejen katalogovou) účinnost během přechodných období roku, kdy dům potřebuje jen část maximálního výkonu čerpadla.

Příprava teplé užitkové vody

Většina tepelných čerpadel vzduch-voda a zem-voda dokáže při vytápění ohřívat i vodu v zásobníku teplé užitkové vody (TÚV). Je však třeba si uvědomit, že ohřev TÚV probíhá při vyšší teplotě (typicky 50–55 °C kvůli prevenci lézií/legionelům), než je vytápění podlahovým koupáním, což mírně snižuje průměrné COP během ohřevu vody oproti běžnému vytápěcímu režimu. Některé systémy proto kombinují tepelné čerpadlo s doplňkovým elektrickým ohřevem TÚV nebo s větším zásobníkem, který se ohřívá mimo špičky (například v noci při levnější sadě elektriny).

Orientační srovnání provozních nákladů

Následující přepočet je čistě ilustrativní model, ne nabídka konkrétního produktu ani aktuální ceník energií – slouží pouze k znázornění řádově, o co může být tepelné čerpadlo výhodnější oproti jiným běžným zdrojům tepla. Uvažujme modelový rodinný dům s roční potřebou tepla na vytápění 10 000 kWh (běžná hodnota pro středně velký, přiměřeně izolovaný rodinný dům na Slovensku):

Plynový kondenzační kotel s účinností přibližně 92 % potřebuje na dodání 10 000 kWh tepla asi 10 870 kWh plynu.
Přímé elektrické vytápění (elektrický kotel nebo přímotopy) s účinností blízkou 100 % potřebuje přímo 10 000 kWh elektriny.
Tepelné čerpadlo se sezónním SCOP 3,8 (běžná realistická hodnota pro kvalitní vzduch-voda čerpadlo v našich klimatických podmínkách) potřebuje na dodání stejných 10 000 kWh tepla jen přibližně 2 630 kWh elektriny (10 000 / 3,8).

I bez toho, abychom se vázali na konkrétní aktuální ceny energií (ty se mění a liší podle dodavatele i tarify), je z tohoto přepočtu jasně vidět princip: tepelné čerpadlo potřebuje na stejný výsledný komfort tepla jen necelou třetinu množství elektriny v porovnání s přímým elektrickým vytápěním. Přesně tento fyzikální poměr (ne marketingová tvrzení) je důvodem, proč se čerpadla dlouhodobě vyplácí – konkrétní úsporu v eurech pro váš dům a aktuální ceny energií si můžeme společně spočítat individuálně.

Ilustrace – spotřeba energie pro stejné množství tepla

Časté chyby při výběru tepelného čerpadla

Za roky zkušeností s vytápěcí technikou se opakovaně setkáváme s několika typickými chybami, kterým se dá předem vyhnout:

Výběr výkonu podle plochy domu bez výpočtu tepelné ztráty. Jak jsme si ukázali výše, dva stejně velké domy mohou mít tepelnou ztrátu lišící se až o 100 %, podle kvality izolace a oken. Odhad „od oka“ často vede k předimenzování.

Ignorování teploty vytápěcí soustavy. Kupující se soustředí na SCOP v katalogu, ale zapomínají, že reálná hodnota v jejich domě závisí na tom, s jakou teplotou vody bude čerpadlo skutečně pracovat – vysokoteplotní radiátory výrazně sníží reálnou účinnost oproti katalogové hodnotě měřené při nízké teplotě.

Podcenění hluku venkovní jednotky. Umístění příliš blízko spalovny (vlastní nebo sousední) může způsobit dlouhodobý problém, který se dodatečně řeší těžko a drahounce (protihlukové kryty, přesun jednotky).

Zapomenutí na bivalentní zdroj a jeho regulaci. Pokud se bivalentní zdroj (často elektrická tyč v čerpadle) zapíná příliš brzy nebo příliš často kvůli špatnému nastavení regulace, může se spotřeba elektriny výrazně zvýšit oproti očekávání, i když je samo čerpadlo správně dimenzované.

Podcenění hydraulického vyregulování soustavy. Tepelné čerpadlo je citlivé na správný průtok vody přes výměník i na vyregulování jednotlivých vytápěcích okruhů – zanedbaná hydraulika dokáže snížit reálnou účinnost systému bez ohledu na to, jaké kvalitní je samo čerpadlo.

Závěr – na co se zaměřit při výběru

Pokud si máte z tohoto článku odnést jen pár bodů, ať jsou to tyto: první, nechte si spočítat skutečnou tepelnou ztrátu domu, ne odhad podle plochy. Druhý, zvolte typ čerpadla podle dostupného pozemku, rozpočtu a časového horizontu návratnosti – vzduch-voda pro většinu běžných domů, zem-voda, pokud máte pozemek a plánujete dlouhodobě. Třetí, dívejte se na SCOP při realistické teplotě vytápěcí vody vašeho domu, ne jen na nejlepší katalogové číslo. Čtvrté, nepodceňujte hydraulické vyregulování a umístění venkovní jednotky vzhledem k hluku. A nakonec, počítejte s tím, že skutečná úspora závisí na kombinaci správně zvoleného výkonu, typu vytápěcí soustavy a aktuálních cen energií – žádné číslo z internetu nenahradí individuální výpočet pro konkrétní dům.

Nejčastější dotazy

Oplatí se tepelné čerpadlo i do staršího, neizolovaného domu?

Ano, ale s omezeními. Neizolovaný dům má vyšší tepelný ztrátu, proto bude potřebovat výkonnější (a tedy dražší) čerpadlo a jeho skutečné SCOP bude nižší, pokud dům vykuruje vysokoteplotními radiátory. Ve mnoha případech se oplatí aspoň částečnou izolaci (střecha, okna) provést před instalací čerpadla nebo současně s ní – investice do izolace se vrátí ve formě menšího (levnějšího) čerpadla a vyšší provozní účinnosti.

Dá se tepelné čerpadlo kombinovat s existujícím plynovým kotlem?

Ano, takové řešení se nazývá hybridní systém – tepelné čerpadlo pokrývá většinu vytápěcí sezóny, zatímco starší plynový kotel slouží jako záložní nebo špičkový zdroj při největších mrazech místo elektrické dohřívací tyče. Toto řešení může být zaujímavé zejména tam, kde je kotel ještě funkční a nechce se investovat do jeho okamžité výměny.

Jak dlouho vydrží tepelné čerpadlo a co se nejčastěji opotřebuje?

Průměrná životnost kvalitního tepelného čerpadla se pohybuje okolo 15–20 let, při pravidelné údržbě i déle. Nejvíce namáhanou součástí je kompresor, jehož životnost přímo souvisí s počtem spouštění a vypínání (cyklování) – proto je správné dimenzování výkonu tak důležité i z pohledu dlouhodobé spolehlivosti, nejen účinnosti.

Potřebuji na tepelné čerpadlo stavební povolení?

Při vzduch–voda čerpadle se zpravidla vyrovná hlášením stavebních úprav nebo je instalace posuzována jako údržbí práce, protože se nezasahuje do nosných konstrukcí domu ani pozemku ve velkém rozsahu – konkrétní postup se však liší podle obce a je vhodné si to ověřit předem na stavebním úřadě. Při zemním vrtu je situace složitější, protože jde o těžební činnost podléhající hlášení těžebnímu úřadu a v některých případech i vodoprávnímu řízení, pokud se vrt dostane do kontaktu s podzemní vodou.

Může tepelné čerpadlo úplně nahradit současný kotel bez jakýchkoli úprav vytápěcí soustavy?

Ne automaticky. Pokud dům vykuruje vysokoteplotními radiátory navrženými na teploty okolo 70–90 °C (typické pro starší instalace s původním plynovým nebo tuhopalivovým kotlem), je třeba počítat buď s nižší účinností čerpadla, nebo s výměnou/doplněním radiátorů za nízkoteplotní varianty s větší plochou. Odborný technický posudek před výměnou zdroje je proto vždy vhodný.

Je tepelné čerpadlo hlučné i uvnitř domu?

Interní jednotka (pokud je oddělená od vnější) obsahuje především oběhové čerpadlo a elektroniku, její hluk je zpravidla srovnatelný s běžnou pračkou nebo nižší a při správném umístění (technická místnost, ne ložnice) prakticky nepostřehnutelný. Hlavní zdroj hluku je téměř vždy vnější jednotka s ventilátorem.

Související témata

Celý sortiment najdete v hlavní kategorii Tepelná čerpadla.

Máte dotaz k této tématu?

Nevíte se rozhodnout nebo řešíte konkrétní situaci ve vašem domácnosti? Napište nám – rádi poradíme.