Na trhu jsou desítky firem dodávajících tepelná čerpadla různých typů, v jejich propagačních materiálech se většinou lze dočíst o maximálních úsporách energie, šetrnosti k životnímu prostředí apod. Za tato zařízení se staví i stát – tepelná čerpadla byla dotována ještě před spuštěním programu Zelená úsporám, který umožňuje jejich financování až do výše 75 tisíc korun. Funkce těchto složitých zařízení ale nemusí vždy přinášet slibovaný efekt jak z pohledu hospodárnosti, tak ekologie. Vlastní použití tepelného čerpadla totiž vždy neznamená, že je v domě energie využívána opravdu účinně. Efektivita jeho provozu závisí na řadě různých faktorů a prvky vedoucí k opravdu účinnému využívání tepelných čerpadel nejsou často uplatňovány.
Rozhodující faktor
Základním parametrem efektivity tepelného čerpadla je topný faktor, který vyjadřuje poměr dodaného tepla k množství spotřebované energie. Závisí na vstupní a výstupní teplotě, typu kompresoru a dalších faktorech. Tepelný faktor 3 znamená, že na 3 W vyprodukovaného tepla se spotřebuje 1 W elektrické energie.
Na trhu jsou tepelná čerpadla, která mají až dvojnásobnou spotřebu elektrické energie než srovnatelné konkurenční výrobky. Majitel takovéhoto nehospodárného tepelného čerpadla je často spokojen, protože stále platí za topení méně, než kdyby používal k tomuto účelu např. plyn, netuší přitom ale, že při použití kvalitnějšího tepelného čerpadla nebo jiného technického řešení kotelny a topného systému by mohl platit o třetinu až polovinu méně než platí.
Efekt podle topného systému
Topný faktor u tepelných čerpadel není tak snadno měřitelný, jako například u běžných elektrospotřebičů, kde lze důvěřovat například zařazení do energetické třídy. K jeho výpočtu lze také přistupovat různě. Pokud například nezapočítáváme spotřebu oběhových čerpadel (resp. ventilátorů), která jsou pro práci tepelného čerpadla nezbytná, můžeme dojít k výrazně lepšímu výsledku, než jaký nakonec čerpadlo vykáže v praxi.
Záleží také na typu topného systému, do kterého je tepelné čerpadlo zapojeno. Tepelná čerpadla téhož typu totiž mohou mít topný faktor za různých podmínek velmi rozdílný.
Studie, které se tímto problémem zabývaly nedávno v Německu, ukázaly, jak velký vliv má na hodnotu topného faktoru způsob vytápění. Tepelná čerpadla typu vzduch-voda měla smysluplnou účinnost jen v kombinaci s podlahovým nebo stěnovým vytápěním, pro něž není třeba vodu ohřívat na příliš vysoké teploty. V případě použití běžných radiátorů byla hodnota topného faktoru jen o málo vyšší než 2, v systému podlahového topení dosáhla tatáž čerpadla faktoru 3,5.
Odstrašující příklad
Typickým příkladem nehospodárné funkce tepelného čerpadla jsou levná tepelná čerpadla s málo účinnými trubkovými výměníky. Teplo se odebírá ze zemních sběračů, které jsou kvůli úspoře zemních prací uloženy na malé ploše. U takových čerpadel nebývá obvykle dodávána ani vhodná regulace schopná řídit dotopový zdroj nebo ohřev teplé vody.
Z tohoto důvodu se často využívá akumulační nádrže v kotelně, která je pomocí jednoduché termostatické regulace nahřívána na konstantní teplotu a z ní se pak bere teplo pro topný systém nebo bojler. Teplá voda je tepelným čerpadlem pouze předehřívána a dohřev je řešen elektřinou. Často je také teplá voda vyráběna pouze v zimě, kdy se topí, a v létě je pak TUV připravována v elektrickém bojleru. Za této situace pak pracuje tepelné čerpadlo v nevhodných provozních podmínkách a topný faktor může klesnout až na hodnoty 1,6 až 2, při nichž už úspora energie není velká a o ekologii provozu také nemá příliš smysl uvažovat.
Ekologie s otazníkem
Argument, že tepelná čerpadla pracující na principu „ledničky naruby“ jsou čistým a ekologickým zdrojem energie, také obstojí pouze s výhradami. Tepelné čerpadlo je totiž poháněno elektromotorem, jehož spotřeba není zanedbatelná. Navíc se v našich podmínkách výhradně využívá elektřina ze sítě, která je vyráběna z neobnovitelných zdrojů a navíc vykazuje při dálkovém přenosu ztráty. O ekologickém efektu tedy má smysl mluvit u tepelných čerpadel s topným faktorem 3,5 a více.
Podmínky optimálního provozu
Pokud má mít aplikace tepelného čerpadla v topném systému domu smysl, je třeba zvolit optimální technologické i technické řešení. Především je třeba vybrat tepelné čerpadlo se špičkovým topným faktorem. Přední výrobci tepelných čerpadel nabízejí mimořádně úsporná tepelná čerpadla, která dosahují topného faktoru až 3,5 až 4,8. S těmito čerpadly jsou dodávány speciální regulátory, které zajistí úsporný provoz celého zdroje tepla.
Kromě toho je pro úsporný provoz zapotřebí použít podlahové vytápění s nízkou teplotou topné vody. V současnosti nejsou výjimkou topné systémy, v nichž teplota topné vody nepřesáhne ani při velmi nízkých venkovních teplotách 35 °C.
Pro splnění všech podmínek optimalizace provozu je tedy nezbytné do procesu plánování zapojit odborníka, který posoudí všechny aspekty projektu. Takový úkol lze svěřit například autorizovanému inženýrovi v oboru technika prostředí, energetickému auditorovi nebo autorizovanému technikovi. Jejich účast je navíc podmínkou pro získání dotací z programu Zelená úsporám.