Jsou tepelná čerpadla ekologická? Dopady na životní prostředí

Mnoho chytrých lidí v dnešní době dbá na to, aby svým chováním příliš nezatěžovali životní prostředí. Mnohem více než dříve nakupují lokální potraviny, jednorázové plasty nahradili za znovupoužitelné materiály, vědomě si vybírají přírodní produkty a mimo jiné mění i kotle na tuhá paliva za daleko ekologičtější řešení. V době neustále rostoucích cen energií a sílícího důrazu na udržitelnost je tato otázka aktuálnější než kdy jindy. Tradiční způsoby vytápění, jako jsou kotle na uhlí nebo plyn, zatěžují naši planetu emisemi skleníkových plynů a prodražují nám život.

Vytápění domácností tvoří významnou část celkové spotřeby energie a má značný dopad na životní prostředí. Spalování fosilních paliv uvolňuje do ovzduší oxid uhličitý (CO₂), který je hlavním viníkem globálního oteplování. Přechod na ekologické vytápění je proto nezbytný pro snížení naší uhlíkové stopy a ochranu planety pro budoucí generace.

Tepelná čerpadla představují moderní a efektivní způsob vytápění, který využívá obnovitelné zdroje energie. Fungují na principu podobném ledničce, ale v opačném směru. Zatímco lednice odvádí přebytečné teplo z potravin a prostoru uvnitř ven, tepelné čerpadlo odebírá tepelnou energii z okolního prostředí, tu mění v teplo na vytápění a ohřev vody. Chladivo v čerpadle absorbuje teplo z okolního prostředí např. z venkovního vzduchu. Následně se chladivo stlačí, čímž se jeho teplota zvýší. Toto teplo se následně předá do topného systému domu.

Mezi základní výhody tepelných čerpadel patří bezesporu nízké provozní náklady díky vysoké účinnosti a využívání obnovitelných zdrojů. S tepelným čerpadlem můžete ušetřit až 70 % nákladů na vytápění oproti klasickému kotli na pevná paliva. Investice do tepelného čerpadla se vám vrátí v průměru za 5-10 let.

Existují tři základní typy tepelných čerpadel, a to tepelné čerpadlo vzduch-voda, což je nejběžnější typ, který odebírá teplo z venkovního vzduchu. Dalším typem je tepelné čerpadlo země-voda, které odebírá teplo ze země pomocí zemního kolektoru nebo vrtu. Třetím typem je tepelné čerpadlo voda-voda, které odebírá teplo z podzemní vody. Tepelné čerpadlo vzduch-voda je ideální volbou pro ty, kteří hledají ekologické a úsporné řešení pro vytápění svého domova. S tepelnými čerpadly můžete ušetřit peníze, zvýšit komfort bydlení a zároveň přispět k ochraně životního prostředí.

Čtěte také: Likvidace nebezpečných odpadů

Ekologické aspekty tepelných čerpadel

Ze srovnání všech dostupných možností vytápění vychází v tomto ohledu stále nejlépe tepelná čerpadla. Ale ne všechna jsou tak zelená, jak se na první pohled zdají. Tepelné čerpadlo čerpá většinu tepelné energie (cca 70-75 %) z okolního prostředí. Nejen, že je teplo ze země, vzduchu nebo vody zdarma, ale také se nevyrábí v žádné elektrárně a neprodukuje škodliviny ani oxid uhličitý. Proto je ze všech druhů vytápění nejekologičtějším řešením.

Při výběru tepelného čerpadla se zaměřte mimo jiné i na jeho účinnost. Čím vyšší bude, tím méně energie na vytápění spotřebujete, a tím pádem i méně zaplatíte. Dalším důležitým ekofaktorem je množství použitého chladiva v útrobách tepelného čerpadla. Více chladicí kapaliny se rovná nejen větší riziko při úniku do přírody, ale i více peněz z vaší kapsy. V případě poškození chladicího okruhu je totiž nutné vyměnit i chladivo.

Použité chladivo má určitý dopad na životní prostředí. GWP (Global Warming Potential) - ukazatel vlivu na globální oteplování. CO2_ekv. (Ekvivalent CO2) - počítá se v tunách jako násobek GWP a náplně chladiva. Ekvivalent CO2 vyjadřuje, kolik tun oxidu uhličitého má v ovzduší stejný dopad jako množství konkrétního chladiva použitého v tepelném čerpadle.

V tepelných čerpadlech nejčastěji koluje chladivo R410A s GWP 2088 (GWP = potenciál látky zvýšit teplotu klimatu k potenciálu oxidu uhličitého). Pokud by z tepelného čerpadla unikl např. při výměně chladiva nebo poruše 1 kg chladiva R410A, je to stejné, jako by uniklo 2 088 kg CO2 do ovzduší. Tj. jako byste najeli 18 000 km autem.

Mnohem ekologičtější variantou je chladivo R32 s GWP 675. Unikne-li 1 kg tohoto chladiva do ovzduší, je to jako by uniklo do přírody 675 kg CO2. Tj. Chladivo R32 má oproti R410A ale i další výhody. Je energeticky účinnější a má mnohem lepší schopnost přenosu tepla.

Čtěte také: Příčiny klimatických změn

V tepelných čerpadlech alpha innotec LWD a LWDV koluje ještě zelenější chladivo. R290 s GWP 3. Jestliže unikne 1 kg tohoto chladiva do přírody, je to jako byste ujeli 20 km autem. Ve srovnání s ostatními používanými druhy chladiv je to ta nejzelenější varianta, která na trhu existuje.

I přesto, že má chladivo R410A poměrně vysokou energetickou efektivnost, přírodu máme jen jednu. A proto se od roku 2025 bude moci používat pouze chladivo s nižší hodnotou GWP než 1500 a od roku 2040 s nižší hodnotou GWP než 500. Proto je přechod na chladivo R32 u většiny výrobců tepelných čerpadel pouze dočasným řešením. My přemýšlíme dopředu.

Tepelná čerpadla s hermeticky uzavřeným okruhem od výrobce (monoblok) - při jejich montáži se nezasahuje do chladicího okruhu. Tepelná čerpadla alpha innotec tvoří monoblok. Chladicí okruh je hermeticky uzavřený od výrobce, a proto je jejich instalace snazší a zároveň pro přírodu bezpečnější.

Chladivo, které nemá valný dopad na životní prostředí, nejde jen tak vyhodit do koše. Musí se šetrně zlikvidovat. Nebo nemusí? I v téhle kapitole přemýšlíme trochu jinak než jiní výrobci. Použité chladivo nelikvidujeme, ale umíme ho zrecyklovat. Proto nemusíme dovážet nové. Šetříme elektrickou energii spotřebovanou při výrobě, omezujeme produkci oxidu uhličitého při dopravě a šetříme i vaše peníze.

Oproti kotlům na tuhá paliva, plyn nebo elektřinu mají tepelná čerpadla alpha innotec dvoj až trojnásobnou životnost. Tepelné čerpadlo pro jednu domácnost tak stačí vyrobit jen jednou za cca 20 let. Tzn. Vybrat ideální tepelné čerpadlo není jednoduché. Hledáte způsob, jak uspořit na vytápění a zároveň přispět k ochraně životního prostředí?

Čtěte také: Vývoj Greenpeace v Česku

Mýty o tepelných čerpadlech

S tepelnými čerpadly se pojí i řada mýtů. Někteří jsou k jejich přednostem skeptičtí, jiní v nich vidí klíč k úspěšné energetické transformaci: mluvíme o tepelných čerpadlech, která jsou v současnosti předmětem více mýtů než jakýkoli jiný systém vytápění. Nevyplatí se, tvrdí se, neustále se porouchávají a podle nové legislativy o vytápění budou dokonce domácnostem vnucována. Pak jsou tu vysoké náklady na vytápění, emise poškozující klima a hora nebezpečného odpadu, která vznikne, pokud budou muset majitelé za pár let kdysi vychvalovanou technologii opět vytrhat. To jsou jen některé z mylných představ a obav týkajících se tohoto řešení vytápění. Jaká je však skutečná pravda? Které informace jsou nepravdivé a jaká jsou skutečná fakta?

• Mýtus: "Za chvíli budeme zase vytrhávat všechna tepelná čerpadla!" Toto nepříjemné sdělení si mnoho lidí osvojilo a přesvědčilo je o údajně klimaticky škodlivém dopadu tohoto moderního řešení vytápění.
• Fakt: Termín "šedá energie" popisuje spotřebu energie spojenou s výrobkem v průběhu jeho životnosti - od jeho výroby a používání až po likvidaci. Chladiva jsou skutečně předmětem kritiky - zejména dříve hojně používané fluorované uhlovodíky (F-plyny), jako je R-410A, který je 2088krát škodlivější pro klima než stejné množství CO2. To však platí pouze v případě, že je vypouštěn do atmosféry. Vzhledem k tomu, že tepelná čerpadla jsou uzavřené systémy, k tomu při správné likvidaci nedochází. Důležité je také poznamenat, že tzv.
• Mýtus: Tepelná čerpadla produkují emise a poškozují životní prostředí.
• Fakt: Tepelná čerpadla fungují na základě technického procesu, který nevyužívá žádné spalování. Vyžadují pouze ekologickou energii a elektřinu, a proto sama nevypouštějí žádné skleníkové plyny ani znečišťující látky. Pro uhlíkově neutrální provoz tepelného čerpadla lze využít ekologickou elektřinu. Tepelná čerpadla nepoškozují životní prostředí - ba právě naopak. Je to dáno i tím, že k výrobě tří a více kilowatthodin tepla je zpravidla zapotřebí pouze jedna kilowatthodina elektrické energie.
• Mýtus: Tepelná čerpadla jsou hlučná.
• Fakt: Systémy tepelných čerpadel nejsou tiché. To platí zejména pro vzduchová tepelná čerpadla, která využívají ventilátor k nasávání venkovního vzduchu, z něhož je odebíráno teplo. U moderních systémů, jako je například Vitocal 250-A od společnosti Viessmann, je však hluk sotva slyšitelný. Ty vydávají hluk pouhých 35 dB(A) na vzdálenost čtyř metrů, což je srovnatelné s tichým šepotem.
• Mýtus: Tepelná čerpadla jsou nebezpečný odpad.
• Fakt: Většinu materiálů lze dnes správně zlikvidovat nebo dokonce recyklovat. To platí jak pro použité plasty, tak pro kovové materiály a elektrické komponenty. Totéž platí pro mnoho chladiv, která lze často znovu zpracovat nebo recyklovat. Pokud to není možné, jsou odborně zničena a přeměněna na tepelnou energii.
• Mýtus: Chladiva v tepelných čerpadlech jsou toxická a škodlivá pro životní prostředí.
• Fakt: Toto tvrzení je částečně pravdivé. Předchozí generace tepelných čerpadel, klimatizačních systémů a chladniček často používaly chladiva s vysokým GWP (potenciálem globálního oteplování), což je faktor, podle kterého je látka škodlivější než stejné množství CO2. Moderní systémy však používají přírodní chladiva, například propan (R-290). Ten má GWP tři, a je tedy k životnímu prostředí mnohem šetrnější než v minulosti často používaný R-410A, jehož hodnota GWP přesahuje 2000.
• Mýtus: Propan je výbušný.
• Fakt: Toto tvrzení je také částečně pravdivé. Například propan (přírodní chladivo s číslem R-290) je hořlavá látka, která ve spojení s atmosférickým kyslíkem vytváří výbušnou atmosféru. Chladicí okruhy jsou však uzavřené a v každém případě jsou naplněny velmi malým množstvím chladiva. Například chladicí zařízení Viessmann Vitocal 250-A obsahuje pouze 1,2 kg propanu.
• Mýtus: Vrty pro tepelná čerpadla poškozují životní prostředí.
• Fakt: Vrtání studní a sond může v zásadě způsobit škody. V praxi je to však velmi nepravděpodobné. Před příjezdem stavební techniky musí být proveden podrobný schvalovací proces. Specializované firmy dostanou zelenou až poté, co příslušné orgány příslušný projekt prověří a prohlásí za bezpečný.
• Mýtus: Tepelná čerpadla přetíží elektrickou síť a povedou k výpadkům proudu.
• Fakt: Vytápěcí systémy s tepelnými čerpadly potřebují k zásobování domácností teplem nejen energii z životního prostředí, ale také elektřinu z veřejné sítě. Kritici tvrdí, že to nesmírně zatíží elektrickou infrastrukturu a povede to i k výpadkům proudu. V důsledku toho budou dodavatelé podle nich nejprve vypínat napájení tepelných čerpadel, takže při výpadku elektřiny budou domácnosti studené. To není pravda. Každý, kdo žádá o domovní přípojku, musí uvést požadovaný elektrický výkon. Totéž platí při modernizaci tepelných čerpadel, pokud překročí určitý limit výkonu. Provozovatelé rozvodných sítí tyto informace využívají ke kontrole vlastních kapacit před tím, než s připojením souhlasí. Blackouty způsobené samotnou instalací tepelných čerpadel jsou tedy prakticky vyloučené. Pokud však jde o rozšíření obnovitelných zdrojů energie, německá energetická infrastruktura skutečně potřebuje určitá zlepšení. Tepelná čerpadla jsou inteligentní spotřebiče elektřiny, které lze velmi flexibilně řídit. To jim umožňuje v případě přebytku elektrické energie přeměnit ji na teplo a decentralizovaně ji ukládat v domě, třeba v zásobnících vody nebo přímo v konstrukci budovy - například při podlahovém vytápění. Pokud dojde k výpadku elektrické energie v důsledku vysokého zatížení nebo nízkých dodávek energie, mohou dodavatelé tepelná čerpadla dočasně vypnout. Aby se překlenuly "blokační časy", zajišťují řídicí systémy, aby byly zásobníky předem naplněny na plnou kapacitu a domy nezůstaly studené. To platí pro všechna řešení vytápění. Bez elektřiny nemohou fungovat řídicí jednotky, hořáky ani čerpadla.
• Mýtus: Tepelná čerpadla jsou vhodná pouze pro novostavby a dobře izolované budovy.
• Fakt: To není realita. Je sice pravda, že tento systém vytápění není vhodný v každém případě, ale tepelná čerpadla lze efektivně provozovat v některých starších budovách. Jak bylo vysvětleno v předchozí části, k vytvoření vhodných podmínek často stačí jen několik nových radiátorů. Například bytový dům lze vytápět velkým tepelným čerpadlem nebo kaskádovým systémem. V případě kaskády je několik tepelných čerpadel propojeno dohromady a zásobují budovu teplem. Pokud jde o splnění požadavků GEG, individuálně vytápěné byty představují pro majitele velkou výzvu. Ty lze překonat například instalací centrálního vytápění nebo decentralizovaných tepelných čerpadel vzduch/vzduch. Poslední jmenované představují splitové klimatizační systémy pro ohřev vzduchu. Lze je nastavit, uvést do provozu a efektivně provozovat bez větších přestaveb. Další výhodou je, že tepelná čerpadla vzduch/vzduch reagují velmi rychle a přesně na změny teplotních požadavků.
• Mýtus: Tepelná čerpadla nedosahují vysokých teplot a nejsou vhodná pro starší topné systémy.
• Fakt: To je mýtus, protože tento moderní topný systém dokáže spolehlivě dosáhnout vysokých průtokových teplot. Vezměme si například vysokoteplotní tepelná čerpadla, která stlačují chladivo více než obvykle. Dosahují průtokové teploty přes 70 °C a jsou vhodná pro starší budovy, které prošly malou rekonstrukcí, i pro komerční prostory. Protože větší topné plochy předávají do místností více tepla, je výhodné mít k dispozici systém plošného vytápění, například podlahové vytápění. V žádném případě to však není jediné řešení. Dobrých výsledků v praxi dosahují i velké radiátory. Ještě lepší jsou speciální radiátory kompatibilní s tepelnými čerpadly, které jsou vybaveny malými ventilátory, jež zajišťují vysoký výkon i při nízkých teplotách proudění.
• Mýtus: Tepelná čerpadla nemají dostatečný výkon při nízkých venkovních teplotách.
• Fakt: Tento mýtus se často objevuje v souvislosti s tím, jak fungují tepelná čerpadla na bázi vzduchu, která k vytápění využívají energii ze vzduchu. Potřeba energie se zvyšuje, když je venku velmi chladno, a kritici předpokládají, že výkon nemusí být dostatečný. U individuálně navržených topných systémů to však neplatí. To neplatí pro všechny topné systémy s tepelným čerpadlem. Přestože účinnost systému může s klesající venkovní teplotou klesat, lze i při teplotách kolem bodu mrazu dosáhnout koeficientu účinnosti tři nebo více. To znamená, že tepelné čerpadlo poskytuje přibližně tři kilowatthodiny topné energie s jednou kilowatthodinou elektrické energie.
• Mýtus: Tepelná čerpadla pravidelně namrzají.
• Fakt: Pravidelné namrzání tepelných čerpadel se zdrojem vzduchu je zcela běžné. Důvodem je chladivo, které ve výparníku absorbuje teplo z venkovního vzduchu. Pokud tam teplota klesne pod teplotu rosného bodu vzduchu, dochází ke kondenzaci vody. Drobné kapičky se shromažďují na výparníku nebo venkovní jednotce a při nízkých teplotách zamrzají. Moderní tepelná čerpadla mají pro tento případ různé strategie.
• Mýtus: Tepelná čerpadla jsou nová a nevyzkoušená a nevydrží ani deset let.
• Fakt: Životnost hraje rozhodující roli v hospodárnosti topného systému. Existuje však řada specifických mýtů, včetně náznaků, že tepelná čerpadla jsou nová, nevyzkoušená a nevydrží ani deset let. Tepelná čerpadla fungují stejně jako chladničky a klimatizace. Skládají se ze stejných komponentů a v praxi se používají již mnoho let. Společnost Viessmann dokonce uvedla na trh první topný systém tohoto typu již v roce 1978. Stejně jako ostatní generátory tepla mají tepelná čerpadla průměrnou životnost více než 15 let. V analýze nákladové efektivity je vypočtená životnost dokonce 20 let (VDI 2067). To odpovídá teoretické životnosti plynového kondenzačního kotle a je dokonce delší než životnost plynových hořáků s ventilátory a příslušenstvím (12 let podle VDI 2067). Součásti, které během této doby selžou, lze zpravidla opravit nebo vyměnit.
• Mýtus: Česká vyhláška nařizuje instalaci tepelného čerpadla při rekonstrukci domu.
• Fakt: To česká vyhláška neříká. Stanovuje však u nových budov povinnost splnit požadavky na energetickou náročnost staveb. A právě instalace tepelného čerpadla zjednoduší splnění těchto požadavků. Průkaz energetické náročnosti udává úroveň potřeby nebo spotřeby energie v budově. Jeho účelem je informovat nájemce, kupující a vlastníky o energetickém stavu budovy, nic víc.
• Mýtus: Vláda bude vypínat tepelná čerpadla při nedostatku elektřiny.
• Fakt: To je mýtus. Toto tvrzení je zavádějící a nepodložené. Vláda takový postup neplánuje. Navíc není věrohodné, protože tepelná čerpadla s koeficientem výkonu kolem 3 a více odebírají ze sítě méně elektřiny než jiné elektrické topné systémy. Tepelná čerpadla jako inteligentní a snadno regulovatelní spotřebiče ve skutečnosti prospívají rozvodné síti a rozšiřování obnovitelných zdrojů energie.
• Mýtus: Tepelná čerpadla jsou příliš drahá.
• Fakt: Příliš drahá koupě, nákladný provoz a nehospodárnost: to jsou další mýty o tepelných čerpadlech, které se stále opakují. Míra jejich pravdivosti závisí na konkrétním případě. Optimálně navržené a nastavené tepelné čerpadlo přináší trvalé úspory nákladů. Bez znalosti budovy a místních podmínek není možné se vyjádřit k nákladům na elektřinu a vytápění, protože závisí na mnoha individuálních faktorech. Pokud jsou podmínky příznivé, bude topný systém pracovat s vysokým sezónním výkonovým faktorem. K tomu přispěje i trend k flexibilizaci na trhu s elektřinou. Dodavatelé budou v budoucnu prodávat elektřinu za kolísavé ceny. Přebytky vyrobené elektrické energie budou obzvláště levné. V budoucnu ji budou moci tepelná čerpadla využít k vytvoření tepelné rezervy a odebírat méně elektřiny ze sítě v době, kdy bude dražší. Stejně jako v případě nákladů na vytápění nelze ani v tomto ohledu učinit jednoznačné prohlášení. Přestože jsou náklady v současné době poměrně vysoké, je to způsobeno mnoha faktory. Vezměme si například plánovaná okrajová opatření. Majitelé, kteří si dodatečně pořídí podlahové vytápění v celém domě, budou mít vyšší náklady. Dobrou zprávou je, že stát již nyní dotuje veškeré náklady spojené s výměnou topných systémů. Zatímco v současné době jsou k dispozici dotace ve výši 25 až 40 procent, od roku 2024 budou renovátoři dostávat dotaci až 70 procent na nové tepelné čerpadlo.

Uhlíková stopa tepelných čerpadel Daikin vs. plynové kotle

Případová studie byla provedena pro tepelné čerpadlo Daikin Altherma 3 R 180L (vzduch-voda) a vysoce účinný plynový kotel (účinnost 90 %). Celkový GWP (Potenciál globálního oteplování) tepelného čerpadla Daikin je téměř osmkrát nižší než celkový GWP plynového kotle: 7,87 tun ekvivalentní koncentrace CO2 oproti 63,9 tunám ekvivalentní koncentrace CO2 (za referenční životnost = 17 let). Tento rozdíl je vysvětlen vysokým podílem doby užívání výrobku na celkových hodnotách obou porovnávaných výrobků, kde tepelné čerpadlo Daikin spotřebuje méně energie a pracuje na elektřinu s nižším GWP (zde: Francie mix elektřiny). Provozní uhlíková stopa představuje největší část celkových emisí CO2 tepelného čerpadla i plynového kotle. Emise z plynového kotle použitého v této studii jsou téměř desetkrát vyšší než z tepelného čerpadla.

Výměna plynového kotle za tepelné čerpadlo přinese v typických rodinných domech v evropských zemích významné úspory emisí CO2. Pro ilustraci jsou vypočteny emise CO2 za období jednoho roku na různých evropských trzích pro typickou středně velkou domácnost s roční spotřebou energie 10 000 kWh - reprezentativní pro trh s novostavbami.

V této studii jsou zahrnuty tyto země: Francie, Velká Británie, Itálie, Španělsko, Nizozemsko, Belgie, Německo a Polsko. Země byly rozděleny do dvou velkých skupin podle průměrné minimální teploty nebo tzv. návrhové teploty. Zvolená návrhová teplota dvou různých uvažovaných skupin je -7 °C a -11,6 °C.

Jak je patrné z následující tabulky, roční emise z používání tepelných čerpadel jsou ve všech zkoumaných zemích 2 - 24krát nižší než emise z plynového kotle, který zajišťuje stejné vytápění a chlazení vzduchu a vody pro domácnost.

Země	Návrhová teplota	Roční emise CO2 tepelného čerpadla	Roční emise CO2 plynového kotle
Francie	-7 °C	X	Y
Velká Británie	-7 °C	X	Y
Itálie	-7 °C	X	Y
Španělsko	-7 °C	X	Y
Nizozemsko	-11.6 °C	X	Y
Belgie	-11.6 °C	X	Y
Německo	-11.6 °C	X	Y
Polsko	-11.6 °C	X	Y

Vzhledem k tomu, že se očekává, že v blízké i dlouhodobé budoucnosti se bude emisní faktor elektřiny v důsledku investic EU a Spojeného království do obnovitelných zdrojů energie pouze snižovat, budou mít tepelná čerpadla i nadále nižší emise ve fázi používání, což jim pomůže dosáhnout cílů v oblasti klimatu.

tags: #jsou #tepelná #čerpadla #ekologická #dopady #na

Oblíbené příspěvky:

• Chemické procesy a obnovitelné zdroje
• Ekologická likvidace a pojištění vozidla
• Environmentální studia na UPOL
• Druhy pytlů na odpad podle použití
• Emisní normy Euro v ČR