Tepelné čerpadlo, elektrokotel, nebo plyn? Srovnáváme aktuální náklady na nákup i provoz

Tepelné čerpadlo je mezi domácnostmi rozšířenější než kdy dřív. Stojí za tím především nemalé úspory v energiích. V debatě o nich ale často chyběla konkrétní čísla a komplexní srovnání s ostatními zdroji. Asociace pro využití tepelných čerpadel (AVTČ) ve společné studii s ČVUT přináší reálná data provozních nákladů.

Začít u efektivity aneb proč se dnes řeší efektivita zdrojů tepla

Technologií pro vytápění je dnes celá řada. Domácnosti nejčastěji řeší náhradu dožívajících kotlů ve starších domech, nebo výběr nového zdroje pro novostavbu. Další úvahou je rostoucí nejistota kolem cen paliv a plynu v důsledku geopolitického napětí. Právě v tomto kontextu se efektivní tepelná čerpadla poháněná elektřinou ukazují jako bezpečnější a v delším horizontu levnější alternativa. Dosud ale chyběla tvrdá data, která by konkrétní zdroj a řešení pomohla lépe posoudit. To se teď mění. Nové srovnání od Asociace pro využití tepelných čerpadel vnáší vhled do toho, jak si různé typy čerpadel vedou v porovnání s ostatními zdroji a zároveň zohledňuje dispozici i stáří domu.

SCOP a SEER: co opravdu říkají o účinnosti čerpadla

Pro domácnost je vždy důležité znát účinnost zdroje. U tepelného čerpadla tuto hodnotu pro vytápění udává tzv. SCOP (Seasonal Coefficient of Performance), tedy sezónní topný faktor. Ten vyjadřuje, jak efektivně dokáže tepelné čerpadlo v průběhu celého roku dodávat teplo. Pro posouzení chladícího výkonu tepelného čerpadla se zas sleduje SEER (Seasonal Energy Efficiency Ratio) u tepelných čerpadel vzduch vzduch a COP_cooling (koeficient výkonu v režimu chlazení) u čerpadel s otopnou soustavou.

Vzduch–vzduch, vzduch–voda, země–voda: jaké jsou rozdíly

Nejrozšířenějšími typy tepelných čerpadel jsou dnes systémy vzduch–vzduch a vzduch–voda. Systémy vzduch–vzduch se často volí tam, kde domácnost hledá jednodušší řešení bez napojení na teplovodní otopnou soustavu. Moderní zařízení si už ale poradí jak s vytápěním, tak s ohřevem vody a jejich SCOP se v běžných podmínkách pohybuje přibližně v rozmezí 3,8 až 5, podobně jako u systému vzduch–voda. Zjednodušeně to znamená, že technologie dokáže z jedné jednotky elektřiny dodat přibližně 4 až 5 jednotek tepla. Oproti elektrokotli či plynovém kotli jde o výrazně vyšší efektivitu. Ty potřebují na jednu jednotku tepla přibližně jednu jednotku elektřiny. Systémy země–voda mohou díky stabilnější teplotě země dosahovat ještě vyšší účinnosti, obvykle jsou ale technicky i investičně náročnější.

Reálný výkon versus novostavba, dům z roku 2000 a ten z 80. let

Účinnost je důležitý ukazatel, sama o sobě ale neřekne, jak bude tepelné čerpadlo fungovat v konkrétních podmínkách. Domácnosti musí při výběru zohlednit velikost domu, jeho stáří, celkovou spotřebu i to, jak dobře daný zdroj odpovídá parametrům nemovitosti, například zda je tepelné čerpadlo vhodné

„Dlouhodobě vnímáme, že v debatě o úsporách chybějí konkrétní provozní scénáře, o které by se domácnosti mohly opřít, ať už rekonstruují, staví nový dům, nebo mění dosluhující zdroj vytápění. Proto jsme navázali spolupráci s ČVUT, abychom měli k dispozici odborný základ i praktické podklady v podobě běžných modelových situací,“ říká Eva Neudertová, ředitelka Asociace pro využití tepelných čerpadel.

Výpočty asociace vycházejí z energetické studie vedené profesorem Karlem Kabelem z Univerzitního centra energeticky efektivních budov při ČVUT. Studie se věnovala vlivu vybraných parametrů energetické náročnosti u rodinných domů a hodnotila využití tepelných čerpadel a jejich dopad na úsporu energie u budov různého stáří a stupně zateplení. Ze srovnání s vytápěním plynem, elektrokotlem, kotlem na uhlí a kotlem na dřevo vyšla tepelná čerpadla jako nejúčinnější varianta. Studie zároveň stanovila také obecné hodnoty účinnosti jednotlivých zdrojů, a to záměrně konzervativně.

„O účinnosti jednotlivých zdrojů se v energetice vede dlouhá debata. Teď ale máme k dispozici odborně podložené výsledky, které posouvají diskusi od dojmů k číslům. Právě takový podklad spotřebitelům na trhu dlouho chyběl,“doplňuje Neudertová.

Studie pracuje s jednotným modelem nemovitosti, aby bylo možné adekvátně porovnat různé způsoby vytápění – rodinný dům ve Středočeském kraji s venkovní výpočtovou teplotou −13 °C, vnitřní teplotou 21 °C a denní spotřebou teplé vody 150 litrů bez cirkulace. Model počítá se dvěma podlažími i variantou bungalovu, výškou stropu 2,6 metru a jednoduchým tvarem budov.  Z těchto parametrů vycházejí i provozní scénáře, dole konkrétně pro novostavbu, dům postavený před rokem 2000 i dům s energetickými parametry budovy ze 80minulého století.

Jak stáří domu ovlivňuje potřebu tepla: zateplit či pořídit tepelné čerpadlo?

Studie AVTČ ve spolupráci s Univerzitním centrem energeticky efektivních budov ČVUT potvrzuje, že kvalita obálky budovy ovlivňuje celkovou potřebu tepla – starší domy s vyšší hodnotou Uem mají větší tepelné ztráty. U domů z 80. let se průměrný součinitel prostupu tepla pohybuje kolem 1,21 W/m²K, u běžných staveb postavených před rokem 2000 nad 0,39 W/m²K, zatímco novější domy po roce 2000 se díky lepší izolaci dostávají pod tuto hranici.

Energetická bilance: proč čerpadlo splní požadavky i u starých domů

Klíčové zjištění studie ale ukazuje, že i domy s vyššími tepelnými ztrátami mohou splnit požadavky na energetickou náročnost – konkrétně ukazatel primární energie, který je hlavním kritériem v průkazu energetické náročnosti budovy (PENB). Primární energie zohledňuje nejen to, kolik energie dům spotřebuje, ale také to, z jakého zdroje tato energie pochází. Tepelná čerpadla mají díky vysoké účinnosti a velkému podílu obnovitelné energie výrazně výhodnější hodnocení než fosilní zdroje, a proto dokážou splnit požadavky PENB i u starších domů, často už od stavebního standardu konce 70. let.

Zateplení pomáhá, ale není nutné jako první krok

Zateplení energetickou bilanci dále zlepšuje, ale není nutné jako první krok. Tepelné čerpadlo dokáže i u starších a hůře zateplených domů výrazně snížit náklady na vytápění a splnit požadavky energetického hodnocení bez velkých stavebních zásahů. Úspory z provozu přicházejí okamžitě, zatímco zateplení je možné řešit postupně podle možností domácnosti.

Celkové roční náklady domácnosti podle typu domu

Výpočty asociace, které vycházejí z výsledků výše zmíněné studie, zároveň zohledňují zvýhodněné distribuční tarify běžně spojené s provozem tepelného čerpadla. I ty ovlivňují celkovou ekonomiku vytápění. Model pracuje s rodinným domem o výměře 150 m² a zahrnuje také běžnou roční spotřebu elektřiny domácnosti ve výši 5 000 kWh. U elektřiny počítá s cenou 3,7 Kč/kWh v sazbě D57, která se využívá u domácností s tepelným čerpadlem, a 5,9 Kč/kWh v sazbě D02.

Novostavba: čerpadlo vede s velkým náskokem

U novostavby o ploše 150 m² mají tepelná čerpadla z hlediska provozních nákladů výrazně lepší výsledky než plyn i elektrokotel. Systém vzduch–vzduch dosahuje 37 350 Kč za rok, vzduch–voda 39 929 Kč a země–voda 37 100 Kč. Všechny tři varianty se tak drží pod plynovým kotlem, kde model počítá s částkou 52 350 Kč, i pod elektrokotlem s ročními náklady 73 450 Kč.

Dům před rokem 2000: čím starší dům, tím větší úspora

U domu postaveného před rokem 2000 se rozdíly dále zvětšují, protože s vyšší potřebou tepla roste význam účinnosti zdroje. Systém vzduch–vzduch zde znamená roční výdaj 53 350 Kč, vzduch–voda 60 450 Kč a země–voda 53 500 Kč. I v tomto případě zůstávají tepelná čerpadla pod úrovní plynového kotle s částkou 83 150 Kč a výrazně pod elektrokotlem, u kterého výpočty ukazují 145 450 Kč.

Dům z 80. let: nejvyšší ztráty, největší rozdíly

Největší rozdíly se ukazují u domu z 80. let, který má ze srovnávaných typů nejvyšší tepelnou ztrátu. Systém vzduch–vzduch zde dosahuje 85 350 Kč za rok, země–voda 86 200 Kč a vzduch–voda 101 600 Kč. Plynový kotel se v tomto scénáři dostává na 144 700 Kč a elektrokotel až na 289 350 Kč. U starších domů je proto správná volba a návrh zdroje vytápění zvlášť důležitá, protože rozdíly v účinnosti se při vyšší spotřebě tepla promítají do celkových výdajů mnohem silněji.

Zdroj: Výpočty Asociace pro využití tepelných čerpadel

„Výsledky potvrzují, že tepelné čerpadlo patří z pohledu provozních nákladů k nejvýhodnějším řešením zdroje vytápění napříč všemi typy rodinných domů. Rozdíly mezi jednotlivými variantami čerpadel samozřejmě hrají roli, ještě podstatnější je ale samotná volba této technologie ve srovnání s plynem nebo elektrokotlem,“ říká David Šafránek, technický expert Asociace pro využití tepelných čerpadel.

Ještě silnější jsou v kombinaci s ostatními zdroji

Do ekonomiky provozu tepelného čerpadla vstupují i další faktory, například klimatické podmínky nebo technický stav budovy. Častou otázkou bývá, jak si zařízení povede ve vyšších nadmořských výškách nebo v oblastech s častějšími mrazy. I v těchto scénářích čerpadla dokážou fungovat úsporně. Řada dnes nabízených zařízení, především ty s chladivem R290, je schopna pracovat i při venkovních teplotách kolem −25 °C a dosahovat výstupní teploty vody až 75 °C. I proto mohou dobře fungovat také v horských oblastech s vysokou účinností, která je u tepelných čerpadel nejvyšší ze všech stávajících zdrojů vytápění porovnávaných legislativou.

Kdy dává smysl hybridní řešení – bivalence s původním zdrojem

U objektů s vyšší tepelnou ztrátou (např. Kol 20 kW i více) nebo s původní otopnou soustavou ale může být vhodné hybridní řešení, tedy kombinace tepelného čerpadla se stávajícím zdrojem v tzv. bivalenci, například s plynovým kondenzačním kotlem či kotelem na dřevo. Taková varianta dává smysl třeba u historických objektů nebo budov, u nichž není snadné rychle obměnit celý topný systém, případně budov, kde plánujete další postupnou renovaci. Je ale potřeba počítat i s tím, že kombinace s dalším zdrojem přináší vedle vyšší flexibility také další náklady na servis a revize.

U starších domů lze výkon tepelného čerpadla výrazně snížit úpravou otopné soustavy – zvětšením plochy radiátorů, optimalizací průtoků a teplotního spádu či hydraulickým vyvážením, které často umožní pokrýt stejný dům čerpadlem o výkonu kolem 12–16 kW místo plných 20 kW.

Fotovoltaika a další technologie: jak zvýšit soběstačnost

Významnou výhodou tepelných čerpadel je možnost propojení s dalšími technologiemi, které posilují energetickou soběstačnost domácnosti. Nejčastěji jde o kombinaci s fotovoltaikou. Elektřinu ze solárních panelů lze využít pro provoz tepelného čerpadla, zvláště, pokud se tepelné čerpadlo používá pro přípravu teplé vody, nebo pro letní chlazení a tím dál snížit celkové náklady na energie. V zimních měsících však fotovoltaika nepokryje celou spotřebu energie potřebnou na vytápění, proto je nutné s tím při návrhu systému počítat a zajistit vhodný způsob doplnění elektřiny, například nákupem obnovitelné energie ze sítě. U větších objektů lze využít v kombinaci s tepelnými čerpadly systému země-voda i rekuperaci a přečerpávání tepla a tím dosáhnout úspory až 80 % na energiích za rok oproti stavu před výměnou zdroje. V každém případě zůstává podle AVTČ klíčové, aby byl celý systém správně navržený a odborně nainstalovaný.

Závěr: čerpadlo se vyplatí napříč všemi typy domů

Co jsme tedy spoluprací s UCEEB zjistili a co je zásadní pro spotřebitele, kteří uvažují o renovaci svého domova? I když dům nemá zateplení a jeho obálka nesplňuje současné doporučené hodnoty, může díky tepelnému čerpadlu vycházet v celkovém energetickém hodnocení velmi dobře. Tepelné čerpadlo má nízkou primární energii a vysoký podíl obnovitelných zdrojů, takže dokáže splnit požadavky PENB i u starších domů a zároveň výrazně snížit provozní náklady — bez nutnosti okamžitého zateplení.

Z praxe ale víme, že o výsledku nerozhoduje jen samotná volba technologie, ale hlavně správný návrh a kvalitní instalace celého systému. Pokud je tepelné čerpadlo dobře dimenzované, funguje spolehlivě i ve velmi náročných podmínkách. Zákazníkům proto vždy doporučujeme pečlivě vybírat firmu, která jim zařízení navrhuje a instaluje. V řadách AVTČ postupně zaštiťujeme ověřené montážní firmy, a to jak na přímo, tak přes výrobce a distributory tepelných čerpadel z naší členské základny. Tyto firmy jsou důkladně proškolené, jako členové AVTČ respektují etický kodex montáže a některé mají i Značku kvality, s kterou začínáme a která má za cíl právě garanci kvality montáže spotřebiteli,“ dodává Eva Neudertová.