Jak funguje tepelné čerpadlo země-voda: vyplatí se vám?

Tepelná čerpadla země-voda se řadí mezi moderní a ekologické systémy vytápění, které využívají obnovitelný zdroj energie – teplo uložené v zemi. V tomto článku se podrobněji podíváme na princip fungování tepelných čerpadel země-voda, seznámíme vás s jejich typy a shrneme hlavní klady a zápory této technologie. 

Princip tepelného čerpadla země-voda
Čerpadla
8min. čtení

Obsah

Princip tepelného čerpadla země-voda

Tepelné čerpadlo země-voda efektivně transformuje geotermální energii ze země do tepla pro vytápění domu a ohřev vody. Využívá stabilní teplotu zemské kůry, která je konstantní po celý rok, obvykle kolem 10 °C v hloubce cca 20 metrů pod povrchem.

Jak funguje tepelné čerpadlo země-voda

Celý proces tepelného cyklu čerpadla země-voda se skládá ze 4 kroků:

  1. Odběr tepla ze země:
  • Zařízení odebírá teplo z půdy prostřednictvím potrubního systému, jehož součástí je kapalné chladivo s nízkou bodovací teplotou.
  • Chladivo absorbuje teplo z půdy a přivádí se do výměníku tepla nazývaného výparník.
  1. Zvýšení teploty:
  • Ve výparníku dojde k odpaření chladiva, které následně vstoupí do kompresoru.
  • Kompresor stlačuje plynné chladivo, čímž se zvyšuje jeho teplota.
  1. Předání tepla do topného systému:
  • Zahřáté chladivo pokračuje do kondenzátoru, kde odevzdává své teplo topné vodě.
  • Topná voda pak slouží k vytápění domu a ohřevu vody.
  1. Dokončení cyklu:
  • Chladivo se v expanzním ventilu prudce uvolňuje a ochlazuje a přechází zpět do kapalného skupenství.
  • Ochlazené chladivo proudí zpět do výparníku, kde se celý cyklus opakuje.

Tento typ tepelného čerpadla je schopný inverzního provozu, kdy může být proces obrácen a budova je chlazena odebíráním tepla do země. Díky takto uzavřenému cyklu systém poskytuje ekologické a úsporné vytápění pro různé typy budov.

Mohlo by vás také zajímat:

Jak funguje tepelné čerpadlo vzduch-voda

Typy tepelných čerpadel země-voda

Existují dva základní typy těchto čerpadel:

  1. S plošnými výměníky (horizontální systém): Výměníky jsou umístěny v nezámrzné hloubce v zemi (do 2 metrů). 

Pořizovací cena je ve srovnání s čerpadlem s hlubinným vrtem nižší, ale nižší je i účinnost, a navíc je pro tento systém potřeba dostatečně velké místo na pozemku.

Typy tepelných čerpadel země-voda - horizontální systém

  1. S hlubinnými vrty (vertikální systém): Teplo je získáváno ze svislého, hlubokého vrtu (50-150 metrů).

Hlubinné vrty jsou vhodné na pozemky s menším prostorem. Oproti předchozímu typu mají vyšší účinnost, kterou si zachovávají i při nízkých venkovních teplotách, kvůli náročnější instalaci je však jejich pořizovací cena vyšší.

Typy tepelných čerpadel země-voda - vertikální systém

I když Schlieger nenabízí tepelná čerpadla země-voda, naše čerpadla voda-vzduch představují vynikající alternativu pro ty, kteří hledají spolehlivé, efektivní a cenově dostupné řešení vytápění a chlazení.

Hlavní výhody a nevýhody použití tepelného čerpadla země-voda

Výhody tepelného čerpadla země-voda:

  • Stabilní tepelný výkon: Zařízení je schopné odebírat teplo ze země konzistentně po celý rok – i při nižších teplotách.
  • Vysoká účinnost: Dokáže dosáhnout topných faktorů až 3,0-5,0, což znamená, že na 1 kWh elektrické energie vyprodukují až 3-5 kWh tepla.
  • Ekologické řešení: Tepelná čerpadla země-voda jsou ekologickým zdrojem tepla, jelikož produkují jen minimum emisí skleníkových plynů a znečišťujících látek.
  • Nízká údržba: Tepelná čerpadla země-voda jsou poměrně nenáročná na údržbu. Vyžadují pouze roční kontrolu a občasné čištění filtrů.
  • Dlouhá životnost: Tepelná čerpadla země-voda mají obvykle dlouhou životnost (až 20 let a více).
  • Všestrannost: Tepelná čerpadla země-voda se dají kromě vytápění používat i k chlazení v letních měsících.
  • Nízké provozní náklady: Po počáteční investici jsou provozní náklady v porovnání s klasickými způsoby vytápění nižší.

Nevýhody tepelného čerpadla země-voda:

  • Vysoké pořizovací náklady: Tepelná čerpadla země-voda jsou kvůli náročnosti instalace obvykle dražší než jiné systémy vytápění.
  • Komplexnost instalace: Proces zavedení systému vyžaduje úzce specializované znalosti.
  • Závislost na geologických podmínkách: Účinnost je ovlivněna místními geologickými podmínkami, které je třeba před instalací pečlivě posoudit.
  • Vyšší nároky na prostor: Instalace tepelného čerpadla země-voda vyžaduje dostatek prostoru na pozemku pro umístění zemních kolektorů nebo vrtů.

Tepelná čerpadla země-voda jsou efektivním a environmentálně šetrným řešením vytápění, avšak je nutné brát v úvahu náročnost jejich zavedení a počáteční investice do systému. Před pořízením tepelného čerpadla země-voda je třeba zvážit všechny klady a zápory a provést podrobný průzkum trhu.

Cena tepelných čerpadel

Cenu tepelného čerpadla země-voda ovlivňuje mnoho faktorů, mezi které patří výkon tepelného čerpadla, typ systému, hloubka vrtu nebo typ zeminy. 

Do celkových nákladů tedy musíme započítat:

  • Cenu samotného tepelného čerpadla: Pohybuje se mezi 300 000 Kč a 500 000 Kč a závisí na značce, modelu, výkonu a dalších parametrech.
  • Cenu zemních kolektorů: Pohybuje se mezi 2 000 Kč a 4 000 Kč za metr vrtané díry. Celková cena závisí na délce a hloubce vrtů, typu zeminy a dalších faktorech.
  • Cenu montáže: Montáž tepelného čerpadla země-voda by měl provádět vždy kvalifikovaný instalatér. Cena montáže se pohybuje mezi 30 000 Kč a 50 000 Kč.
  • Další náklady: Mezi další náklady, které je nutné zohlednit, patří projektová dokumentace, revize elektroinstalace a případné zemní práce.

Kolik peněz můžete ušetřit s tepelným čerpadlem země-voda?

Tepelná čerpadla země-voda patří mezi nejúspornější způsoby vytápění, díky čemuž je možné na provozních nákladech ušetřit významnou částku.

Úspora s tepelným čerpadlem země-voda se může pohybovat v rozmezí 50 % až 80 % oproti plynovému kotli. To znamená, že pokud jste za vytápění a ohřev vody plynem platili 20 000 Kč ročně, s tepelným čerpadlem země-voda by vaše roční náklady klesly na 4 000 až 10 000 Kč. Výše úspory závisí na ceně energií, typu stávajícího vytápění, klimatických podmínkách a topném faktoru tepelného čerpadla.

Kolik ušetříte s tepelným čerpadlem od Schligeru

Účinnost tepelného čerpadla země-voda

Účinnost tepelných čerpadel se obvykle vyjadřuje topným faktorem (COP). Topný faktor udává, kolikrát více tepla tepelné čerpadlo vyprodukuje oproti spotřebované elektrické energii. Čím je topný faktor vyšší, tím je tepelné čerpadlo účinnější.

Například: Naše tepelná čerpadla typu vzduch-voda mají COP 4,4. To znamená, že za každý 1 kW energie získáte 4,4 kW tepla.

tepelné čerpadlo země-voda

U tepelných čerpadel země-voda se topný faktor obvykle pohybuje mezi 3,0 a 5,0. 

Faktory ovlivňující účinnost tepelného čerpadla země-voda:

  • Teplota několik metrů pod povrchem je relativně konstantní, což znamená, že tepelné čerpadlo může efektivně pracovat i v zimním období.
  • Výkon čerpadla je úměrný úniku tepla z budovy. Lepší izolace znamená vyšší účinnost.
  • Důležitá je také správná instalace a návrh systému pro konkrétní objekt.

Pro zvýšení účinnosti se doporučuje:

  • Optimalizace vrtů.
  • Pravidelná údržba systémů a součástek.
  • Použití kvalitních komponent, včetně kompresoru a výměníku tepla.

Mohlo by vás zajímat:

Účinnost tepelného čerpadla: Tipy pro maximalizaci výkonu

Rozdíl mezi tepelnými čerpadly země-voda a vzduch-voda

Vlastnost Typ země-voda Typ vzduch-voda
Pořizovací cena Vyšší Nižší
Provozní náklady Nižší Vyšší (zejména v chladnějších oblastech)
Účinnost Vyšší (i v nízkých teplotách) Nižší (klesá s klesající teplotou vzduchu)
Prostorová náročnost Vyžaduje větší pozemek pro kolektory Nenáročná na prostor
Instalace Náročnější a dražší Snadná a levnější
Údržba Nižší nároky na údržbu Vyšší nároky na údržbu (zejména výparníku)
Životnost Delší (až 25 let) Kratší (až 20 let)
Vhodnost pro Domy s dostatečným prostorem,  nízkoenergetické domy Všechny typy domů

Který typ tepelného čerpadla je pro vás ideální? Volba mezi nimi závisí na vašich individuálních potřebách, požadavcích a možnostech. Neváhejte se obrátit na naše odborníky, kteří vám nezávazně spočítají návratnost investice a rovněž předpokládanou výši státní dotace.

Nepřehlédněte!

Jak nejlépe vybrat tepelné čerpadlo pro rodinný dům

Instalace tepelných čerpadel země-voda (3 základní otázky)

  1. Jak dlouho trvá instalace tepelného čerpadla země-voda?

Doba instalace tohoto typu tepelného čerpadla závisí na řadě faktorů. Instalace obvykle zahrnuje několik fází a může trvat od několika dnů až po několik týdnů. Zahrnuje přípravné práce, vrtání do země a samotnou montáž systému.

  • Příprava místa
  • Vrtání
  • Instalace čerpadla a připojení
  1. Jaká je efektivita systému v závislosti na typu půdy?

Půda s vyšší tepelnou vodivostí (např. písčitá půda) dokáže lépe přenášet teplo z kolektorů do tepelného čerpadla, čímž se zvyšuje jeho účinnost. Naopak půda s nižší tepelnou vodivostí (např. jílovitá půda) bude mít za následek nižší účinnost.

  1. Jaké jsou předpokládané náklady na instalaci?

Náklady na instalaci se mohou výrazně lišit a obvykle se pohybují v závislosti na složitosti systému a práce zapojené do projektu. Cena může být ovlivněna také regionálními faktory a cenami materiálu a práce.

TIP na článek! 

Instalace a obsluha tepelného čerpadla

Poskytuje stát dotace?

Ano, stát v současnosti poskytuje dotace na tepelná čerpadla typu země-voda. Dotační program se nazývá Nová zelená úsporám a je spravovaný Státním fondem životního prostředí.

Výše dotace se liší v závislosti na typu tepelného čerpadla a dalších faktorech. Pro rok 2024 platí následující dotace:

Typ  Dotace
Země-voda pro vytápění 120 000Kč
Země-voda pro vytápění a ohřev vody 140 000Kč
Země-voda s fotovoltaickým systémem 140 000Kč

Kromě výše dotace je důležité splnit i další podmínky, jako například:

  • Tepelné čerpadlo musí mít energetický štítek minimálně třídy A+.
  • Montáž tepelného čerpadla musí provést kvalifikovaný instalatér.
  • Dům, ve kterém bude tepelné čerpadlo instalováno, musí splnit požadavky na energetickou náročnost.

O dotaci je možné zažádat online na stránkách Státního fondu životního prostředí.

Tip experta: 

Kromě dotačního programu Nová zelená úsporám existují i ​​dotační program Kotliková dotace, které podporují pořízení tepelných čerpadel. Tyto programy jsou obvykle zaměřeny na specifické skupiny obyvatel, jako jsou senioři nebo osoby pobírající příspěvek na bydlení. Jaké jsou aktuální podmínky pro dotace na tepelná čerpadla, se můžete dočíst v tomto článku.

Shrnutí: Kdy se vyplatí

Tepelná čerpadla typu země-voda jsou optimální volbou v situacích, kdy je potřeba dlouhodobě stabilní a efektivní vytápění. Tyto systémy nejlépe slouží u nově postavených nebo dobře izolovaných domů, kde je minimalizována tepelná ztráta.

Při výběru tepelného čerpadla země-voda je důležité zvážit:

  • Velikost a izolaci domu: Čím větší a hůře izolovaný dům, tím výkonnější tepelné čerpadlo budete potřebovat.
  • Typ půdy: Různé typy půdy mají různé tepelné vlastnosti, které ovlivňují účinnost kolektoru.
  • Klimatické podmínky: Tepelná čerpadla země-voda jsou vhodná pro oblasti s poměrně konstantním podzemním teplotním profilem, což umožňuje efektivní přenos tepla i v chladnějších obdobích.
  • Dostupný prostor: Na rozdíl od čerpadel typu vzduch-voda vyžadují tepelná čerpadla země-voda dostatek místa pro instalaci zemních kolektorů nebo vrtných sond.
  • Investice: Pořizovací cena tepelného čerpadla země-voda je vyšší než u jiných typů čerpadel, což vyvažují pozdější nižší provozní náklady.

Investice do tepelného čerpadla země-voda se tedy vyplatí zejména v případech, kdy lze maximálně využít jeho přednosti – stabilního výkonu v různých teplotních podmínkách a dlouhodobě nízkých provozních nákladů.

Mohlo by Vás také zajímat:

Často kladené otázky

Cena tepelných čerpadel země-voda se obvykle pohybuje kolem 300 000 Kč a 500 000 Kč včetně DPH. K této částce je však potřeba přičíst náklady na zemní práce a další komponenty.

Velikost plochy, na které jsou umístěny zemní kolektory, má významný vliv na efektivitu tepelného čerpadla země-voda. Čím větší je plocha kolektorů, tím více tepla dokáží z půdy absorbovat a tím je tepelné čerpadlo efektivnější.

Čím hlubší je vrt, tím je teplota půdy konstantnější a tím je i efektivnější tepelné čerpadlo. To má za následek vyšší výkon a nižší provozní náklady. S hloubkou však také rostou počáteční náklady na vrtání.

Tepelná čerpadla země-voda jsou poměrně nenáročná na údržbu. Pro zajištění jejich optimálního fungování a dlouhé životnosti je však nutné provádět pravidelnou roční kontrolu.

Ano, tepelná čerpadla země-voda jsou kompatibilní s radiátory, ale je důležité, aby byly radiátory navrženy pro nízkoteplotní systémy, aby byla zajištěna optimální efektivita.

Množství potřebné půdy pro tepelné čerpadlo země-voda závisí na výkonu systému a místních klimatických podmínkách. Pro většinu rezidenčních systémů je potřeba plocha od několika stovek metrů čtverečních pro plošné kolektory.

Proč Schlieger?
Jsme zkušení, na trhu jsme od roku 2010

5 100+

Tepelných čerpadel

11 900+

Fotovoltaických elektráren

1 000+

Fototermických systémů

Vyvíjíme a dodáváme zařízení nejvyšší kvality, vybavené pokročilými funkcemi.

Investujeme do vývoje vlastních produktů a řízení pomocí umělé inteligence.

Jsme členy asociací:

  • Cech akumulace a fotovoltaiky
  • Česká fotovoltaická asociace
  • Česká asociace umělé inteligence

Fotovoltaika s garancí dotace

Výkonné a spolehlivé systémy, které vytáhnou ze slunce maximum. Konzultace zdarma. Velkorysé záruky.

Vyřešte energie jednou provždy!

Nechte si zdarma vypracovat návrh fotovoltaiky nebo tepelka přesně na míru vaší spotřebě.

    Připravíme vám individuální nabídku

    Ozveme se vám do 24 hodin

    Jsme jednička na trhu v počtu realizací

    Mapa+dodavka 1
    Přes 18 500 instalací v zemích EU

    Fotovoltaickou elektrárnu vám postavíme v nížině i na horách.

    PO – PÁ 8 – 16 hod

    Fotovoltaika
    do 30 dnů nebo zdarma!

    chevron_right

    Dotace až 195 000 Kč

    chevron_right

    Úspora až 60 % el. energie

    chevron_right

    Patentované bezrámové panely

    Sledujte nás