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

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.

2. Zvýšení teploty:

• Ve výparníku dojde k odpaření chladiva, které následně vstoupí do kompresoru.
• Kompresor stlačuje plynné chladivo, čímž se zvyšuje jeho teplota.

3. 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.

4. 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.

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.

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.

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

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

2. 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.

3. 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:

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:

• 5 tipů pro efektivní vytápění domu tepelným čerpadlem
• 8 tipů: Kam nejlépe umístit tepelné čerpadlo pro optimální výkon
• Kombinace fotovoltaiky s tepelným čerpadlem: Získejte dotaci a slevu až 392 500Kč!
• Výměna plynového kotle za tepelné čerpadlo: Kdy a proč se vyplatí (PRŮVODCE)