Stavíme dům do měnícího se klimatu: Proč použít tepelné čerpadlo?

Klimatické změny s sebou přinášejí výkyvy počasí – neobvykle načasované mrazy, ale také dlouhotrvající vedra, období lijáků, ale i citelného sucha a prachu ve vzduchu. To vše má dopad na komfort lidí a energetickou náročnost staveb. Seriál o výstavbě domu do podmínek měnícího se klimatu startujeme tématem tepelných čerpadel a jejich úkoly při dosahování udržitelného a ekonomicky efektivního tepelného komfortu. Podmínkou jsou samozřejmě kvalitní izolace a zateplení.

Nejprve tedy základ, který platí a bude platit i nadále: Nejjednodušším způsobem, jak minimalizovat náklady na energie a udržet stabilní teplotu uvnitř domu, zůstává jeho zateplení. Důležité je myslet při něm nejen na samotnou fasádu, ale také na podlahy a izolaci střechy, zvláště pokud jsou její součástí střešní okna, světlíky nebo světlovody.

Nejvíce tepla odchází pryč přes střechu s nedostatečnými vrstvami izolací, zastaralými, nevhodně vybranými nebo i nesprávně namontovanými prvky střešního prosvětlení. Myslete na to zejména při rekonstrukcích starších domů.

Naopak vhodně nadimenzované a zrealizované zateplení celé budovy zajistí stabilnější teplotu během chladných zimních dnů i během nesnesitelných veder v létě. Při samotném výběru materiálů je nesmírně důležité dbát na žádané tepelněizolační vlastnosti domu s ohledem na region, konkrétní lokalitu i parametry pozemku a jeho vztah ke světovým stranám.

Únik tepla přes střechy a střešní prvky

Střechy a jejich konstrukční prvky, k nimž mohou patřit i střešní okna, světlovody nebo světlíky, musí stát z hlediska hrozby prostupu tepla v centru pozornosti. Jedná se o místa, kde by mělo jít hobby kutilství raději stranou, jednat mají znalí a zkušení odborníci. V dobách měnícího se klimatu to platí dvojnásob, ačkoli u moderních střešních oken, která jsou vybavena kvalitními trojskly a lze je doplnit i špičkovým exteriérovým stíněním a inteligentním ovládáním, jsou tepelné úniky minimální.

Na co se ještě vyplatí myslet? I když se o tom mluví stále velmi málo, efektivní způsob, jak co nejvíce eliminovat prostup tepla ve vedrech do podkrovních místností, je výběr vhodné barvy střešní krytiny. Oblíbené tmavé barvy víc pohlcují teplo a udržují ho v okolí domu déle. Do budoucna se budou stále častěji ozývat hlasy znalců, kteří se budou přimlouvat za instalaci zelených vegetačních střech nebo střech světlejších barevných odstínů. V kurzu bude béžová, světle oranžová nebo světle šedá – po vzoru zemí z teplejších podnebných pásem.

Klima a vytápění v domácnostech

Klimatické změny jsou jednou z největších výzev současnosti. A alternativní a ekologická řešení vytápění a chlazení domů jsou jednou ze vhodných odpovědí. Do této kategorie patří tzv. tepelná čerpadla, která jsou stále populárnější volbou při výstavbě nových domů i bytových komplexů.

Tepelná čerpadla jsou zařízení, která vynikají vlastností efektivního přenášení tepla z jednoho místa na jiné. Dokážou extrahovat teplo z okolního prostředí a přenést ho tam, kde jej potřebujete – nejčastěji do systému vytápění nebo pro přípravu teplé užitkové vody.

Jak funguje tepelné čerpadlo?

Tepelná čerpadla využívají při své práci základní principy termodynamiky. Většinou se skládají ze dvou jednotek – vnější, která odebírá teplo ze zdroje, a vnitřní, která je umístěna v interiéru domu a získané teplo odvádí do topného okruhu.

Abychom správně pochopili princip fungování tepelných čerpadel, pojmenujme si jejich nejdůležitější části:

• Kompresor – zahřívá a stlačuje chladivo.
• Kondenzátor – zde dochází k odebírání tepla z chladiva a ke změně skupenství z plynného na kapalné.
• Výparník – sem přichází zkondenzované palivo, ohřívá se a mění znovu na plyn.
• Expanzní ventil – v něm se snižuje tlak a teplota chladiva.

Typy tepelných čerpadel

Dle toho, odkud teplo odebírají a jakému médiu ho předávají, dělíme tepelná čerpadla na typy:

• Zem/voda – jako zdroj tepla využívají půdu, a to z hloubkového vrtu nebo z podzemních kolektorů. Kolektory se ukládají do země v poměrně malé hloubce, takže mohou mít citelné nároky na pozemek v okolí domu. Je nutné jim přizpůsobit budoucí podobu i využívání zahrady.
• Voda/voda – hlavním zdrojem tepla je voda, která se získává z jezer či rybníků, nebo ze studny. Mají vysokou efektivitu, ale z logických důvodů i omezenou možnost instalace.
• Vzduch/voda – hlavním zdrojem tepla je vzduch. Jejich výhoda spočívá v tom, že nevyžadují zásahy do pozemku a jejich instalace je jednodušší. Považují se zároveň za cenově nejdostupnější.
• Vzduch/vzduch – pracují na podobném principu jako běžné klimatizace. Získané teplo ze vzduchu předávají ve formě vzduchu do interiéru.

Výhody a nevýhody

Vyplatí se investovat do tepelného čerpadla? Odpověď je: U nového domu rozhodně ano, a to už jen kvůli vědomému postoji a rozhodnutí aktivně se zapojit do využívání obnovitelných zdrojů energie.

Pro vytvoření lepšího obrazu o reálné efektivitě, návratnosti a užitečnosti těchto zařízení v porovnání s tradičními způsoby vytápění, jakými jsou zejména plynové a elektrické kotle, přinášíme soupis jejich plusů a minusů.

Mezi hlavní výhody tepelných čerpadel patří:

• Úsporný provoz a úspora energií, tedy i peněz na vytápění.
• Využívání ekologického zařízení šetrného k životnímu prostředí – vytápění bez spotřeby fosilních paliv.
• Tichý a jednoduchý provoz.
• Delší životnost zařízení.

Nevýhody tepelných čerpadel:

• Vyšší vstupní náklady.
• Komplikovanější (někdy bohužel i nemožná) integrace do stávajících otopných soustav.
• Potřeba zajištění dostatečného zdroje tepla v okolí.
• Závislost na elektrické energii pro pohon kompresoru, ale elektrickou energii si můžete vyrábět i sami – fotovoltaikou na střeše.

Tepelné čerpadlo vs. klimatizace

Moderní tepelná čerpadla vynikají tím, že dokážou vzduch v interiéru nejen ohřívat, ale také chladit. Lze je vnímat jako výrazně ekologičtějšího konkurenta klasických klimatizací. Největší výhoda ve srovnání s klimatizacemi tedy spočívá v tom, že dokážou interiér ohřát i ochladit a zároveň dodávat domácnosti teplou užitkovou vodu. Naproti tomu klimatizace jen distribuuje chlad do místnosti, přičemž nadměrné teplo přesouvá do bezprostředního okolí domu – do jeho zahrady – a v její neprospěch hovoří i vyšší náklady na energie.

Většina stavitelů vyčítá tepelným čerpadlům jejich pořizovací cenu a náklady na instalaci, ale také fakt, že jsou sice sofistikovaným, ale náročným řešením. Vybrat vhodný kotel na vytápění dokáže při troše zamyšlení i běžný laik. U tepelného čerpadla a jeho zapojení do komplexní soustavy to není možné a rozhodně se to nedoporučuje.

Přesto má tepelné čerpadlo v podmínkách měnícího se klimatu při výstavbě rodinného domu své místo a neohroženou pozici. Dostává ho na ni jeho energetická efektivita a ohleduplnost vůči budoucnosti, která potřebuje mnoho lidí nadšených pro „zelená řešení“ všech životních potřeb – včetně bydlení.