Co je tepelné čerpadlo a jak funguje

Tepelné čerpadlo je zařízení pro vytápění a/nebo chlazení prostor a také pro ohřev vody, které využívá energii z okolního prostředí — ze vzduchu, vody nebo země. V českých domácnostech jsou tyto systémy stále častěji vnímány jako jedno z energeticky nejúčinnějších a zároveň ekonomických řešení.

Na rozdíl od tradičních topných systémů, na které jsou zvyklé mnohé domácnosti v Česku (bojlery, plynové nebo elektrické kotle), tepelné čerpadlo teplo přímo nevyrábí. Přenáší ho z jednoho místa na jiné, díky čemuž dosahuje výrazně vyšší účinnosti.

Jak tepelné čerpadlo funguje v praxi

Fungování tepelného čerpadla je založeno na uzavřeném termodynamickém okruhu, podobném tomu v lednici, jen v opačném směru.

Ve zjednodušené podobě se proces skládá ze čtyř kroků:

1. Získávání tepla. Systém odebírá teplo z vnějšího prostředí — ze vzduchu, vody nebo země, a to i při nízkých venkovních teplotách, typických pro českou zimu.
2. Kompresní fáze. Kompresor zvýší tlak chladiva, čímž se jeho teplota výrazně zvýší.
3. Předání tepla. Získané teplo se předává do interiéru domu nebo se využívá k ohřevu vody.
4. Expanze. Chladivo se ochladí, vrátí se do původního stavu a cyklus se nepřetržitě opakuje.

Přitom z 1 kWh elektrické energie dokáže tepelné čerpadlo vyrobit přibližně 3 až 5 kWh tepelné energie.

Nejběžnější typy

• Vzduch–vzduch. Často se používá v klimatizačních systémech, kde zajišťuje jak vytápění, tak chlazení vzduchu.
• Vzduch–voda. Jeden z nejpopulárnějších variant v Česku. Takové systémy umožňují ohřívat vodu pro radiátory, podlahové vytápění i přípravu teplé užitkové vody.
• Geotermální (země–voda). Využívá teplo ze země. Vyznačuje se vysokou účinností, ale vyžaduje vyšší počáteční investici.
• Voda–voda. Využívá teplo z podzemní vody nebo z vodonosných vrstev, což je možné při vhodných geologických podmínkách.

Vysoká účinnost tepelných čerpadel se vysvětluje tím, že využívají bezplatnou energii z okolního prostředí. Elektřina je potřeba pouze pro provoz systému a přenos tepla, nikoli pro jeho přímou výrobu.