Účinnost tepelného čerpadla

Výkon tepelného čerpadla se často určuje tzv. „nominálním tepelným výkonem“. Tato veličina představuje výkon tepelného zařízení při přesně stanovených teplotách primární a sekundární strany. Primární stranou se označuje medium, které odebírá nízkopotenciální teplo. Sekundární strana je medium, do kterého se teplo ze systému předá. Například primární stranu u čerpadel země / voda tvoří teplota země a sekundární stranu teplota topné vody.

Reálný výkon tepelného čerpadla tedy není konstantní veličina, ale mění se s pracovními podmínkami stroje. Zatímco u tepelných čerpadel země / voda-voda zůstává teplota primární strany téměř konstantní, tak u tepelného čerpadla vzduch / voda se teplota na primární straně může v průběhu topné sezony měnit až o 35 °C . To znamená, že tepelné čerpadlo o výkonu 12 kW při venkovní teplotě +5 °C a teplotě topné vody +45 °C má při teplotách venkovní -10 °C a topné vodě +50 °C výkon pouze 7,4 kW. Tato problematika a další faktory ovlivňují také výkon tepelného čerpadla při prvním vytápění novostavby.

Topný faktor neboli COP je veličina, která je přímo závislá na poměru výkonu ku příkonu tepelného čerpadla. Topný faktor je vyjadřován číslem v rozmezí 2–5. Hodnota topného faktoru závisí na vstupní a výstupní teplotě, typu kompresoru a dalších okolnostech. Pokud má tedy tepelné čerpadlo topný faktor 3, znamená to, že dokáže vyprodukovat 3 x více tepla, než kolik je třeba dodat elektrické energie pro jeho provoz.

Topný faktor se většinou udává jako teoretický. Podstatný je však především reálný, tzv. meziroční topný faktor. Ten bývá nižší a pohybuje se v rozmezí 2 až 3,5. Do hodnoty reálného topného faktoru se počítá veškerá elektrická energie potřebnou na provoz tepelného čerpadla, nikoli jen energie potřebná k pohonu kompresoru. Ostatními spotřebiteli elektrické energie v systému tepelného čerpadla jsou například motory ventilátorů (čerpadla vzduch / voda), oběhová čerpadla primární a sekundární strany nebo třeba příkon elektroniky.

Čím vyšší je topný faktor, tím vyšší je i účinnost tepelného čerpadla. Tato lineární závislost ale neplatí pro schopnost tepelného čerpadla uspořit energii. Pokud topný faktor roste, úspora energie se zvyšuje stále pomaleji. Z toho vyplývá, že o úspoře energie nerozhoduje jen vysoká hodnota topného faktoru. Největší úsporu – 50 % mají čerpadla s tepelným faktorem 2. Čerpadla s tepelným faktorem 3,5 mají úsporu 28 %.