Všechna tepelná čerpadla se řadí k ekologickým zdrojům tepla. Jsou to stroje, které při své práci nevylučují do ovzduší žádné škodlivé emise. Jejich provoz vyžaduje jen malé množství elektrické energie. Pomocí tepelného čerpadla se ohřívá voda, která se pak využívá pro vytápění nebo jako teplá voda pro užitkové účely.

Hlavní funkční části tepelného čerpadla země/voda

Funkce tepelného čerpadla je podobná jako u chladícího zařízení (ledničky). Tepelné čerpadlo typu země/voda odebírá teplo z půdy a toto teplo předává vodě. Pro svoji funkci musí být zapojeno na elektrickou energii, která je zapotřebí pro provoz kompresoru.

Každá soustava s TČ se skládá z vnitřní části (TČ) a venkovní části (tzv. primární okruh – půdní sonda, plošný kolektor aj.). Tyto části jsou vzájemně propojené potrubím. Obě části obsahují mnoho větších i menších součástek. Vnitřní část obsahuje dva výměníky tepla – kondenzátor a výparník. Další důležité funkční části tepelného čerpadla jsou kompresor a expanzní ventil.

V zemním kolektoru či zemním vrtu cirkuluje nemrznoucí směs, která se průchodem zemí „ohřívá“ o několik stupňů Celsia (v nezámrzné hloubce je stálá teplota cca 4 °C). Poté putuje do výměníku tepelného čerpadla (výparníku), kde se ochladí, tj. odebere se onen tepelný přírůstek. A ochlazená směs zamíří zpět do vrtu či kolektoru k opětovnému zahřátí. Tento cyklus se neustále opakuje.

Chlazení tepelným čerpadlem země-voda

Význam letního chlazení interiéru domů a bytů bude v souvislosti se změnou klimatu narůstat. Mimořádnou vlastností tepelných čerpadel je to, že mohou plnit jak funkci vytápění, tak chlazení. Běžně, mluvíme-li o chlazení pomocí tepelného čerpadla, máme na mysli chlazení reverzační (aktivní), kdy je otočen směr proudění chladiva v chladícím okruhu, objekt je s pomocí práce kompresoru ochlazován a teplo je odváděno do okolí.

Pokud chceme tepelné čerpadlo pro chlazení využít, je nutné na to myslet již při jeho nákupu. U tepelných čerpadel země-voda nebývá reverzační chlazení standardem a je nutné si za něj připlatit, nicméně vlastní proces chlazení je neporovnatelně účinnější a úspornější nejen oproti klasické klimatizaci, ale i oproti vzduchovému tepelnému čerpadlu.

Odpadní teplo z chlazení není nezbytně nutné mařit jako je tomu u vzduchového čerpadla, ale je ho možné, resp. alespoň jeho část, vhodně využít, např. na ohřev teplé vody v domácnosti nebo k ohřevu bazénu. Kolik bychom například uspořili energie, pokud by hotely, které v horkých dnech klimatizují (chladí) interiér, odpadní teplo z chlazení neúčelně nevyfukovaly do okolního vzduchu, ale využily je k ohřevu svých lázní, vířivek, bazénů a k přípravě teplé vody…. Právě k takovému účelu jsou tepelná čerpadla ideální.

Kolektor: horizontální či vertikální

Horizontální kolektor je náročnější na plochu pozemku, na 1 kW tepelné ztráty domu je potřeba jeho plocha 35-40 m2. Způsobů uložení plastových trubek je několik, obvykle se volí uložení do jednotlivých výkopů (drážek) s roztečí 0,8 m nebo plošná orientace potrubí do rozměrnějšího výkopu (tzv. slinky). Hloubka položení se obvykle volí okolo 1,2 m. Plošný kolektor přijímá téměř 100% energie shora, jedná se tedy v podstatě o rozměrný solární kolektor.

Vertikální kolektor je tvořený svislým vrtem, do kterého je umístěno potrubí v podobě jednoduchého nebo dvojitého U. Hloubka vrtu se standardně pohybuje do 100 m, ale nejsou výjimkou ani vrty hluboké 150-200 m. Na pokrytí 1 kW tepelné ztráty objektu potřebujeme 15-20 m vrtu. Výhodou svislého kolektoru je malá prostorová náročnost, která umožňuje vrt umístit na minimální pozemek nebo přímo pod základovou desku domu. Další skvělou vlastností tohoto kolektoru je možnost pasivního chlazení v letním období.