Proč se tato dvě zařízení tak často pletou

Když někdo řekne „potřebuji čerpadlo", může myslet hned několik věcí: čerpadlo do studny, do sklepa, na zahradu — nebo tepelné čerpadlo pro vytápění domu. Název „tepelné čerpadlo" je přejatý termín z fyziky, kde se slovem čerpadlo popisuje přenos energie. S dopravou vody nemá nic společného.

Na tomto webu najdete vše o čerpadlech na vodu — ponorných, kalových, zahradních a oběhových. Informace o tepelných čerpadlech pro vytápění jsou na jak funguje tepelné čerpadlo.

Záměna je pochopitelná — obě zařízení se instalují do domů, obě jsou elektrickými spotřebiči a obě mají slovo „čerpadlo" v názvu. Přesto jde o technologicky naprosto odlišné přístroje s jiným principem funkce, jinou cenou, jinou instalací i jinou účelovou skupinou. Tato stránka vysvětluje rozdíl jasně a prakticky, abyste přesně věděli, co hledáte.

Parametr Čerpadlo na vodu Tepelné čerpadlo
Co přečerpává Vodu Tepelnou energii
K čemu slouží Zásobování vodou, odvodnění, zavlažování Vytápění domu, ohřev teplé vody
Kde pracuje Ve studni, vrtu, sklepě, zahradě, otopné soustavě Venku (výparník) + uvnitř domu (kondenzátor)
Pracovní médium Voda Chladivo (uzavřený okruh)
Typická cena 1 500 – 20 000 Kč 200 000 – 500 000 Kč i více
Instalace Svépomocí nebo instalatérem Certifikovaný technik, stavební úpravy

Jak funguje čerpadlo na vodu

Čerpadlo na vodu přesouvá vodu z jednoho místa na druhé — ze studny do domu, ze sklepa ven, z nádrže na zahradu. K tomu potřebuje mechanickou energii (motor), která pohání oběžné kolo nebo píst.

Výsledkem je průtok vody a tlak. Výkon se popisuje dvěma parametry: průtokem (kolik vody za hodinu) a dopravní výškou (jak vysoko nebo daleko). Tyto parametry vysvětluje článek jak vybrat správné čerpadlo.

Čerpadla na vodu existují v mnoha typech podle účelu:

  • Ponorná čerpadla — pracují pod hladinou vody ve studni nebo vrtu. Vytlačují vodu nahoru do zásobovacího systému domu. Vhodná pro hloubky 10–80 metrů i více.
  • Samonasávací čerpadla a domácí vodárny — stojí na povrchu a sají vodu ze studny nebo nádrže do hloubky max. 7–8 metrů. Levnější a dostupnější, ale omezená hloubkou sání.
  • Kalová čerpadla — pro čerpání znečistěné vody, bahna nebo splašků. Sklep po povodni, přečerpávání septiku nebo jímky.
  • Zahradní čerpadla — pro zálivku ze sudu, dešťové nádrže nebo mělké studny. Sezónní provoz, lehká konstrukce, nízká cena.
  • Oběhová čerpadla — pohánějí topnou vodu v soustavě radiátorů nebo podlahového vytápění. Přesouvají horkou vodu od zdroje tepla ke spotřebičům.

Každý typ má jiné materiálové provedení, jiné dimenzování a jinou cenu. Záměna typů nebo použití v nevhodné aplikaci vede k předčasné poruše nebo nefunkčnosti. Detailní přehled najdete v sekci čerpadla.

Jak funguje tepelné čerpadlo

Tepelné čerpadlo nepřečerpává vodu. Funguje na principu chladícího okruhu — stejně jako lednička, jen obráceně. Odebírá teplo z venkovního prostředí (vzduch, zemina, podzemní voda) a předává ho do topné soustavy nebo zásobníku teplé vody. Pracovní látkou je chladivo v uzavřeném okruhu.

Tepelné čerpadlo ke své funkci potřebuje i jiné čerpadlo — oběhové, které zajišťuje oběh topné vody v soustavě radiátorů nebo podlahového vytápění. O vztahu těchto dvou zařízení pojednává článek oběhové čerpadlo a tepelné čerpadlo.

Základní fyzikální princip tepelného čerpadla je kompresní chladící cyklus. Skládá se ze čtyř fází: výparu chladiva ve výparníku (absorpce tepla z okolí), stlačení páry kompresorem (zvýšení teploty), kondenzace ve výměníku (předání tepla do topné soustavy) a expanze škrtícím ventilem (ochlazení a příprava na další cyklus). Na tomto principu pracují i chladničky nebo klimatizace — tepelné čerpadlo je v podstatě klimatizace zapojená obráceně.

Kde hledat informace o tepelných čerpadlech pro vytápění

Pokud řešíte vytápění domu tepelným čerpadlem — typy (vzduch-voda, země-voda), ceny, dotace, instalaci nebo provozní náklady — přejděte na jak funguje tepelné čerpadlo. Tento web se věnuje čerpadlům na vodu.

Typy tepelných čerpadel — přehled

Tepelná čerpadla se dělí podle zdroje tepla a způsobu jeho odběru. Na trhu se setkáte s těmito variantami:

  • Vzduch-voda (A/W) — nejrozšířenější typ. Výparník je umístěn venku a odebírá teplo z venkovního vzduchu. Funguje až do teplot kolem −20 °C, ale při velmi nízkých teplotách klesá jeho účinnost (COP). Výhodou je jednodušší instalace bez nutnosti vrtů nebo zemního kolektoru. Cena kompletní instalace 180 000 – 350 000 Kč.
  • Země-voda (G/W) — teplo se odebírá ze zeminy pomocí horizontálního zemního kolektoru (hadice zakopané do hloubky 1–1,5 m) nebo vertikálního vrtu (100–150 m hlubokého). Stabilnější zdroj tepla, vyšší COP v chladném počasí, ale vyšší náklady na realizaci (vrt). Cena instalace 250 000 – 500 000 Kč.
  • Voda-voda (W/W) — využívá podzemní vodu jako zdroj tepla. Vyžaduje dvě studny (sací a vrátnou) a povolení vodoprávního úřadu. Excelentní COP, ale omezeno dostupností vhodné podzemní vody.
  • Vzduch-vzduch — ohřívá nebo chladí vzduch přímo, bez topné vody. Funguje jako klimatizace s topnou funkcí. Vhodné pro zásobování teplem přes rekuperaci nebo přímé vytápění místností. Nelze ho snadno zapojit do soustav s radiátory.

Výběr správného typu závisí na velikosti a stáří domu, dostupnosti vrtu nebo prostoru pro zemní kolektor a požadavcích topné soustavy. Podrobný průvodce najdete na jak funguje tepelné čerpadlo.

COP a SCOP — co říkají tato čísla

Účinnost tepelného čerpadla se vyjadřuje koeficientem COP (Coefficient of Performance). COP 3 znamená, že na každý 1 kW elektrické energie čerpadlo dodá 3 kW tepelné energie. Čím vyšší COP, tím efektivnější provoz a nižší náklady na vytápění.

SCOP (Seasonal COP) je průměrný COP za celou topnou sezónu — lépe vystihuje reálnou roční účinnost než laboratorní COP při ideálních podmínkách. Typické hodnoty SCOP pro vzduch-voda jsou 2,5–4, pro země-voda 3,5–5.

Čerpadla na vodu žádný ekvivalent COP nemají — jejich účinnost se vyjadřuje jako hydraulická účinnost v procentech (kolik z příkonu motoru se přemění v práci na přesun vody). Typicky 40–70 % u kvalitních čerpadel.

Cena a návratnost investice

Investiční náklady obou zařízení jsou nesrovnatelné. Čerpadlo na vodu pro domácnost pořídíte za 1 500 – 25 000 Kč podle typu a výkonu. Instalace u jednoduchých čerpadel stojí 2 000 – 8 000 Kč. Celková investice do zásobovacího systému se pohybuje od 5 000 do 35 000 Kč.

Tepelné čerpadlo pro vytápění domu stojí podstatně více: samotné zařízení 150 000 – 350 000 Kč, instalace včetně projektu, vrtu nebo zemního kolektoru 50 000 – 150 000 Kč. Celková investice 200 000 – 500 000 Kč není výjimkou. Na druhou stranu, dotace v programu Nová zelená úsporám nebo kotlíkové dotace mohou pokrýt 30–50 % nákladů.

Návratnost investice do tepelného čerpadla závisí na ceně elektřiny, ceně vytlačeného paliva (plyn, topný olej) a výchozím stavu vytápění. Při přechodu z elektrokotle je návratnost nejlepší — typicky 5–8 let. Při přechodu z plynu se návratnost liší podle aktuálního cenového poměru elektřiny a plynu.

Čerpadla na vodu mají rychlou návratnost — základní zahradní čerpadlo se vrátí po první letní sezóně oproti placení za vodu z vodovodu. Zásobovací systém pro rodinný dům z vlastního vrtu se vrátí za 3–7 let oproti ceně vody z vodovodu, v závislosti na místní sazbě vodného a množství spotřebované vody.

Legislativa a povolení

Instalace čerpadla na vodu z vlastní studny nebo vrtu nevyžaduje žádné zvláštní povolení pro samotné čerpadlo. Studna nebo vrt ale povolení nebo ohlášení vyžadují — záleží na vydatnosti a účelu. Samotná vodárna a elektrické zapojení jsou stavebně volné.

Tepelné čerpadlo má přísnější legislativní požadavky. Instalaci musí provést certifikovaný technik pro chladiva (F-plyny). Tepelné čerpadlo voda-voda vyžaduje vodoprávní povolení pro odběr podzemní vody. Tepelné čerpadlo s vertikálním vrtem vyžaduje povolení pro průzkumný nebo těžební vrt. Bez těchto povolení je instalace nelegální.

Vztah mezi oběhovým a tepelným čerpadlem

V topné soustavě se potkávají dvě různé čerpadla: tepelné čerpadlo (zdroj tepla) a oběhové čerpadlo (rozvod tepla). Každé z nich má jinou funkci a jinou technologii.

Oběhové čerpadlo je elektromechanické zařízení s motorem a oběžným kolem — přesně jako ponorné nebo zahradní čerpadlo, jen dimenzované pro horkou vodu v topné soustavě. Tepelné čerpadlo je elektrotepelné zařízení s kompresorem a chladivovým okruhem — nemá s oběhovým čerpadlem nic fyzikálně společného kromě toho, že obě spotřebovávají elektřinu.

Při návrhu topné soustavy s tepelným čerpadlem se oběhové čerpadlo dimenzuje zvlášť — musí pokrýt tlakovou ztrátu celé otopné soustavy a zajistit dostatečný průtok přes výměník tepelného čerpadla. Podrobněji se tomuto tématu věnujeme v článku oběhové čerpadlo a tepelné čerpadlo.

Jak tepelné čerpadlo voda-voda využívá podzemní vodu

Speciální případ, kde se čerpadla na vodu a tepelné čerpadlo prolínají, je systém voda-voda. Tepelné čerpadlo tohoto typu odebírá teplo z podzemní vody — ta je přiváděna ze sací studny ponorným čerpadlem, projde přes výměník tepelného čerpadla (kde odevzdá část svého tepla) a vrátí se do země vrátnou studnou.

Ponorné čerpadlo v sací studni je tedy nedílnou součástí systému. Musí být správně dimenzováno — průtok podzemní vody musí odpovídat tepelnému výkonu čerpadla. Pro tepelné čerpadlo o výkonu 10 kW je typicky potřeba průtok 1,5–3 m³/h podzemní vody. Podzemní voda musí mít vhodnou teplotu (8–12 °C celoročně je ideál), nesmí být příliš tvrdá (vodní kámen by zanáší výměník) a musí splňovat legislativní požadavky na odběr.

Toto řešení je energeticky velmi výhodné (COP 5–6), ale organizačně a investičně náročné. Potřebujete dvě studny, vodoprávní povolení, vhodnou geologii a pravidelnou údržbu obou studní i ponorného čerpadla.

Oběhová čerpadla jako most mezi dvěma světy

Oběhová čerpadla jsou jediný typ čerpadla na vodu, který přímo spolupracuje s tepelným čerpadlem. Stojí v topné soustavě, přesouvají topnou vodu a jsou dimenzována pro teploty 20–80 °C a tlaky v otopné soustavě (typicky 1–3 bary).

Moderní elektronicky řízená oběhová čerpadla třídy A mají spotřebu 3–30 W a automaticky přizpůsobují výkon aktuální potřebě soustavy. Stará čerpadla s pevnými otáčkami spotřebují 60–120 W nepřetržitě. Výměna starého oběhového čerpadla za moderní model třídy A ušetří 100–200 kWh ročně — a tato úspora je nezávislá na tom, zda soustavu pohání kotel nebo tepelné čerpadlo.

Výběr oběhového čerpadla pro topnou soustavu popisujeme podrobně v sekci jak vybrat oběhové čerpadlo.

Hledáte čerpadlo na vodu? Kde začít

Pokud jste sem přišli hledat čerpadlo na vodu — ne tepelné čerpadlo pro vytápění — zde je rychlý rozcestník podle vaší situace:

Hledáte tepelné čerpadlo? Kde pokračovat

Pokud řešíte vytápění domu tepelným čerpadlem — výběr typu, srovnání vzduch-voda vs. země-voda, dotace, projektování instalace, provozní náklady nebo porovnání s plynovým kotlem — na tomto webu to nenajdete.

Veškeré informace o tepelných čerpadlech pro vytápění domů jsou soustředěny na specializovaném webu jak funguje tepelné čerpadlo, který je věnován výhradně tomuto tématu. Najdete tam průvodce výběrem, kalkulačky úspor, informace o dotacích a přehled výrobců.

Shrnutí: jak se tato dvě zařízení liší

Čerpadlo na vodu přesouvá vodu mechanicky — z jednoho místa na druhé. Je to relativně jednoduché zařízení s motorem, oběžným kolem a potrubím. Cena je v jednotkách nebo nízkých desítkách tisíc korun, instalace zvládne zkušený kutil nebo instalatér za jeden den.

Tepelné čerpadlo přesouvá tepelnou energii z chladnějšího do teplejšího prostředí pomocí chladivového okruhu a kompresoru. Jde o komplexní elektrotepelné zařízení s certifikačními požadavky, stavebnímí úpravami a investicí v řádu stovek tisíc korun. Návratnost se počítá v letech, ale provozní náklady jsou při správném návrhu výrazně nižší než u přímého elektrického vytápění nebo kotlů.

Jediné, co mají společné, je slovo v názvu — a oběhové čerpadlo, které potřebuje každý topný systém bez ohledu na zdroj tepla.

Časté otázky

Proč se tepelné čerpadlo jmenuje čerpadlo?
Název vychází z fyzikálního principu — tepelné čerpadlo 'přečerpává' tepelnou energii z místa s nižší teplotou (venkovní vzduch, zemina) na místo s vyšší teplotou (topná soustava). Tento přenos tepla probíhá pomocí chladiva v uzavřeném okruhu, podobně jako v chladničce. Voda se při tom nepřečerpává nijak.
Potřebuji k tepelnému čerpadlu také oběhové čerpadlo?
Ano. Tepelné čerpadlo ohřívá topnou vodu, ale tu pak musí rozvádět po soustavě oběhové čerpadlo. Oběhové čerpadlo je samostatná součást instalace — buď je integrováno přímo do tepelného čerpadla, nebo se osazuje externě na potrubí topné soustavy.
Kde najdu informace o tepelných čerpadlech pro vytápění?
Podrobné informace o tepelných čerpadlech — typy (vzduch-voda, země-voda), ceny, instalace, provozní náklady — najdete na az-tepelna-cerpadla.cz. Tento web (az-cerpadla.cz) se věnuje čerpadlům na vodu: ponorným, kalovým, zahradním a oběhovým.
Může tepelné čerpadlo čerpat vodu ze studny nebo vrtu?
Tepelné čerpadlo systému voda-voda využívá podzemní vodu jako zdroj tepla, ale samo vodu nečerpá — k tomu potřebuje samostatné ponorné čerpadlo. Tepelné čerpadlo pak z té vody odnímá teplo a vrací ji zpět do země. Čerpání vody ze studny nebo vrtu pro zásobování domu zajišťuje jiný typ čerpadla.
Je oběhové čerpadlo součástí tepelného čerpadla?
Záleží na výrobci a modelu. Moderní kompaktní tepelná čerpadla (monobloky) mají oběhové čerpadlo integrováno. Starší nebo průmyslové modely ho mají jako samostatnou součást, kterou je nutné dimenzovat a osazovat zvlášť. Při výběru tepelného čerpadla vždy ověřte, co je součástí dodávky.
Co je výparník a kondenzátor tepelného čerpadla?
Výparník je část tepelného čerpadla, kde chladivo přijímá teplo z okolního prostředí (vzduch, zemina, voda) — při tom se z kapalného skupenství mění na páru. Kondenzátor je část, kde chladivo předává teplo do topné soustavy — pára kondenzuje zpět na kapalinu. Tyto dva výměníky jsou srdcem každého tepelného čerpadla.
Jaký je rozdíl mezi čerpadlem na vodu a čerpadlem na chladivo?
Čerpadlo na vodu přemisťuje kapalinu (vodu) z místa na místo — pohání ho elektromotor s oběžným kolem. Kompresor v tepelném čerpadle stlačuje plynné chladivo a tím zvyšuje jeho teplotu — jde o zcela jiný fyzikální princip. Terminologicky se kompresoru v tepelném čerpadle také říká 'čerpadlo', ale jeho funkce je odlišná.
Kolik stojí tepelné čerpadlo oproti čerpadlu na vodu?
Čerpadla na vodu pro domácnosti se pohybují od 1 500 Kč (zahradní) do 25 000 Kč (ponorné do vrtu). Domácí vodárna vyjde na 4 000–20 000 Kč. Tepelné čerpadlo pro vytápění domu stojí 150 000–400 000 Kč za zařízení, k tomu instalace 50 000–150 000 Kč. Jde tedy o řádově jinou investici s odlišnou návratností.