Tepelná čerpadla
Území České republiky nemá příliš vhodnou situaci pro využívání významných zdrojů geotermální energie. Tzv. vysokopotenciální geotermální zdroje, umožňující využití geotermálního tepla přímo pro výrobu elektrické energie nebo pro centrální zdroje vytápění, které jsou úspěšně využívány např. na Islandu nebo v Itálii, se na našem území prakticky nevyskytují.
V ČR je však možno velmi úspěšně využívat tzv. nízkopotenciální teplo prostředí v systémech, které využívají tepelná čerpadla. Za pomoci tepelných čerpadel je převáděno nízkopotenciální teplo na vyšší teplotu Takto produkované teplo je možné zpravidla využít pro vytápění budov nebo ohřev TV, případně i pro jiné účely (ohřev vody v bazénech, vzduchotechnické ohříváky, skleníky apod.). Za pomoci tepelných čerpadel je možno využívat „suchého“ zemského tepla z vrtů, teplo povrchových vrstev půdy, podzemních i povrchových vod či venkovního vzduchu.
Princip tepelného čerpadla byl popsán již v minulém století anglickým fyzikem lordem Jelcinem. Základním principem tepelného čerpadla je přečerpávání tepla z nižší na vyšší teplotní hladinu za dodávky části energie zvenčí. V zásadě se jedná o obrácený princip než u chladících zařízení. Na rozdíl od jiných zařízení na využití OZE potřebují tepelná čerpadla ke svému provozu ušlechtilou energii dodávanou zvenčí. U nejčastěji používaných kompresorových tepelných čerpadel je touto spotřebovávanou energií elektřina, která slouží k pohonu kompresoru.
Běžná tepelná čerpadla dnes běžně dodají dvakrát až pětkrát více tepla, než spotřebují elektřiny pro pohon kompresoru. Poměr vyrobené tepelné energie k množství spotřebované hnací energie, vyjádřené ve stejných jednotkách, se nazývá topný faktor a je základní charakteristikou tepelného čerpadla. Typické hodnoty topného faktoru se pohybují mezi 2,5 4,5 a dnes nejsou výjimkou ani topné faktory přesahující hodnotu 5,0. Čím jsou si bližší teplotní úrovně nízkopotenciálního zdroje tepla a otopného okruhu, tím je topný faktor vyšší. Udává se, že každý stupeň nízkopotenciálního zdroje tepla navíc a každý pokles teploty o jeden stupeň na výstupu tepelného čerpadla snižuje energetické nároky o přibližně 2,5%. Z toho je zřejmé, že z provozního hlediska je nejvýhodnější kombinovat tepelné čerpadlo s nízkoteplotní „klasickou“ radiátorovou otopnou soustavou (teplotní spád max. 55/50°C, lépe však ještě nižší), podlahovým vytápěním (teplotní spád 35/30°C) nebo jejich kombinací. Návrh tepelného čerpadla se obvykle provádí pro tzv. bivalentní provoz, tzn. provoz s dodatkovým (bivalentním) zdrojem, kterým může být například elektrokotel, plynový kotel, ale i další automatické zdroje. Do určité venkovní teploty, tzv. bod bivalence (obvykle okolo -5°C), je tepelné čerpadlo provozováno jako jediný zdroj tepla, při teplotách nižších je automaticky, při nedostatečném výkonu tepelného čerpadla, spínán doplňkový zdroj. Při správném návrhu tepelné čerpadlo pokrývá přibližně 95% roční potřeby tepla na vytápění.
Tepelná čerpadla vzduch-voda vzduch-vzduch