Tepelné čerpadlo v zimě: Jak funguje při nízkých teplotách a mrazech

Jednou z častých otázek před pořízením tepelného čerpadla je, zda dokáže spolehlivě vytápět dům i během mrazů. Přestože se to může zdát překvapivé, venkovní vzduch obsahuje využitelnou tepelnou energii i při teplotách pod nulou.

Tepelné čerpadlo ji dokáže odebrat a pomocí chladivového okruhu převést na teplo pro vytápění domu. S klesající venkovní teplotou se ale mění jeho výkon i účinnost, proto je důležitý správný návrh celého systému.

Co se děje, když teplota klesá?

S poklesem venkovní teploty musí čerpadlo překonávat větší teplotní rozdíl mezi venkovním prostředím a topnou vodou. Kompresor proto pracuje intenzivněji a účinnost systému obvykle klesá.

Moderní zařízení jsou navržena i pro provoz při teplotách hluboko pod bodem mrazu, konkrétní výkon a provozní limity se ale liší podle modelu.

Proč v zimě klesá účinnost?

Účinnost tepelného čerpadla lze vyjádřit pomocí topného faktoru COP. Ten ukazuje poměr mezi dodaným teplem a spotřebovanou elektřinou.

Obecně platí, že čím nižší je venkovní teplota a čím vyšší teplotu topné vody systém potřebuje, tím náročnější podmínky čerpadlo má. Proto je výhodné nízkoteplotní vytápění, například podlahové vytápění nebo vhodně navržené radiátory.

Proč venkovní jednotka namrzá?

Při zimním provozu se může na výměníku venkovní jednotky vytvářet námraza. Jde o běžný jev způsobený kondenzací a zamrzáním vlhkosti ze vzduchu.

Aby led neomezoval proudění vzduchu, využívá čerpadlo automatické odmrazování neboli defrost. Během něj systém na krátkou dobu ohřeje venkovní výměník, námraza roztaje a čerpadlo se poté vrátí k běžnému provozu.

Občasné odmrazování tedy není porucha, ale běžná součást zimního fungování.

Co ovlivňuje zimní provoz?

Na výslednou účinnost nemá vliv jen samotné zařízení. Důležitý je celý dům a způsob návrhu systému.

Největší roli hraje:

• tepelná ztráta domu,
• správně zvolený výkon čerpadla,
• požadovaná teplota topné vody,
• umístění venkovní jednotky,
• správný odvod kondenzátu,
• nastavení regulace.

Dobře zateplený dům s nízkoteplotním vytápěním vytváří pro tepelné čerpadlo výrazně příznivější podmínky než nezateplená budova s vysokoteplotní soustavou.

Má smysl čerpadlo v zimě vypínat?

Ve většině běžných situací není vhodné tepelné čerpadlo na krátkou dobu úplně vypínat. Po výrazném vychladnutí domu musí systém dodat více energie, aby požadovanou teplotu znovu dosáhl.

Obvykle je proto vhodnější stabilní provoz a případně mírné snížení požadované teploty.

Pomůže v zimě fotovoltaika?

Tepelné čerpadlo lze kombinovat také s fotovoltaickou elektrárnou. Část elektřiny vyrobené během dne lze využít pro provoz čerpadla nebo ohřev vody.

Více o tomto propojení najdete v článku o tom, jak spolupracuje fotovoltaika a tepelné čerpadlo v moderní domácnosti. 

V zimě je však výroba fotovoltaiky nižší než v létě, proto nelze počítat s úplnou nezávislostí na elektrické síti.

Jak připravit tepelné čerpadlo na zimu?

Před zimní sezonou je vhodné zkontrolovat hlavně okolí venkovní jednotky. Nemělo by být zakryté listím, sněhem ani jinými překážkami. Důležitý je také volný odvod vody vznikající při odmrazování.

Smysl má také kontrola tlaku v otopné soustavě, nastavení regulace a případných chybových hlášení. Pokud se na jednotce tvoří nezvykle mnoho ledu nebo odmrazování nefunguje správně, je vhodná odborná kontrola.

Mrazu se není třeba automaticky obávat

Tepelné čerpadlo může fungovat i při nízkých venkovních teplotách. Mrazy sice ovlivňují jeho účinnost a výkon, neznamenají ale automaticky konec provozu.

Nejdůležitější je správně zvolený výkon, vhodná otopná soustava a kvalitní návrh. Právě tyto faktory rozhodují o tom, jak efektivně bude konkrétní tepelné čerpadlo během zimy fungovat.