První čerpadlo vzniklo už v roce 1856

Myšlenku tepelného čerpadla popsal britský fyzik Lord Kelvin, ale první funkční zařízení sestrojil Peter Rittinger, rodák z Nového Jičína. Využil ho k vysoušení solného roztoku v dolech v Rakousku. Ještě dávno předtím, než se začalo mluvit o úsporách energií a ekologii. Dnešní čerpadla stojí na stejném principu, jen s pomocí moderních technologií.

Tepelné čerpadlo je vlastně lednička, která funguje obráceně

Fyzika, která stojí za tepelným čerpadlem, je celkem jednoduchá. Teplo se vždy šíří z teplejšího místa na chladnější. Čerpadlo tento proces obrátí a pomocí chladiva, které cirkuluje v uzavřeném okruhu, přenese teplo z okolí (vzduchu, vody nebo země) do interiéru.

V praxi to vypadá takto:

• Výparník odebere teplo z okolí, i když je venku -10 °C, a protože má chladivo nižší teplotu (klidně -20 °C), dokáže přijímat energii.
• Kompresor chladivo stlačí, tím prudce zvýší jeho teplotu až na 80 °C.
• Kondenzátor předá vzniklé teplo otopné vodě v domě.
• Expanzní ventil pak chladivo ochladí a celý cyklus se opakuje.

Výhodou je, že systém pracuje tiše a bez přímého spalování. Právě proto je považován za ekologický zdroj energie.

Typy čerpadel? Vzduch, voda nebo země

Tepelná čerpadla se liší podle toho, odkud berou energii:

• Vzduch–voda je nejrozšířenější typ v Česku. Výhodou je snadná instalace a dobrý poměr ceny a výkonu.
• Země–voda má stabilní výkon i v mrazech díky konstantní teplotě půdy, ale vyšší pořizovací cenu kvůli vrtům.
• Voda–voda využívá teplo z podzemní vody, patří k nejúčinnějším, ale je technicky náročnější na instalaci.
• Vzduch–vzduch je jednoduché a cenově dostupné řešení, které přímo ohřívá vzduch v místnosti.

Typ vzduch–voda se v Česku těší největší popularitě. Nepotřebuje žádné vrty, zvládne fungovat i při -15 °C a moderní modely dokážou v létě dům i chladit.

Efektivní fyzika

Klíčem k účinnosti je poměr mezi vyrobeným teplem a spotřebovanou elektřinou. Většina moderních čerpadel dosahuje hodnoty COP 3 až 5, takže z jedné kilowatthodiny elektřiny vyrobí tři až pět kilowatthodin tepla.

I to je důvod, proč se jejich pořízení vyplatí. Návratnost investice bývá 5–7 let, zejména díky dotacím z programu Nová zelená úsporám.

Technologie, která mění budoucnost energetiky

Zatímco dříve bylo tepelné čerpadlo považováno za luxusní doplněk moderního domu, dnes se z něj stává standard. Vývoj jde dál a vědci experimentují s novými ekologickými chladivy a chytrými algoritmy řízení, které dokážou optimalizovat provoz podle počasí a cen elektřiny.

Například v E.ONu dnes nabízí tepelná čerpadla třídy A+++, která zvládnou dům vytápět i chladit, a zároveň šetří peníze i emise. Technologie, kterou před 170 lety popsal Lord Kelvin, tak pomáhá měnit svět, tentokrát směrem k udržitelné energetické budoucnosti.