Ako funguje tepelné čerpadlo, sa dá vysvetliť na chladničke, ktorá pracuje opačným smerom. Zariadenie odoberá teplo zo vzduchu, zeme alebo vody, pomocou chladiva a kompresora ho „prečerpá“ na vyššiu teplotu a odovzdá ho do vykurovania alebo ohrevu vody. Väčšinu tepla teda nevyrába, ale presúva, a elektrinu spotrebúva najmä na pohon kompresora. Preto z jednej kilowatthodiny elektriny dokáže dodať tri až päť kilowatthodín tepla.
Text ďalej opisuje okruh chladiva a úlohu výparníka, kompresora, kondenzátora a expanzného ventilu. Vysvetľuje, čo vyjadrujú ukazovatele COP a SCOP, porovnáva typy vzduch-voda, zem-voda, voda-voda a vzduch-vzduch a rozoberá, ako zariadenie pracuje v mraze, aké je hlučné a aké má výhody aj nevýhody.
Čo je tepelné čerpadlo a odkiaľ berie teplo?
Tepelné čerpadlo je zariadenie, ktoré presúva teplo z chladnejšieho prostredia do teplejšieho. Zdrojom je vonkajší vzduch, zem, podzemná voda alebo odpadové teplo. Využíva fyzikálny fakt, že teplo obsahuje každá látka s teplotou nad absolútnou nulou, teda aj mrazivý vzduch. Elektrina slúži na pohon kompresora, nie na priamy ohrev.
Medzinárodná energetická agentúra (IEA) v opise princípu tepelného čerpadla z roku 2022 pripomína, že tepelná energia je prítomná všade, kde je teplota vyššia ako 0 K, teda -273 °C. Zariadenie preto dokáže získať využiteľné teplo aj zo vzduchu s teplotou pod bodom mrazu. Podstatné je, aby ho vedelo „vytiahnuť“ na teplotu, ktorú potrebujú radiátory alebo podlahové kúrenie.
Na rovnakom princípe pracuje chladnička, klimatizácia aj mraznička. Chladnička odoberá teplo z vnútorného priestoru a vypúšťa ho zadnou mriežkou do kuchyne. Tepelné čerpadlo robí to isté vo väčšom meradle: „chladí“ vonkajší vzduch alebo zem a získané teplo vypúšťa do domu.
Teplo sa v dome odovzdáva dvoma spôsobmi. Takzvané hydronické systémy ohrievajú vodu pre radiátory, podlahové kúrenie a zásobník teplej vody. Systémy vzduch-vzduch fúkajú teplý vzduch priamo do miestnosti, ako je to známe pri klimatizácii s funkciou kúrenia.
Ako funguje tepelné čerpadlo v okruhu chladiva?
Tepelné čerpadlo funguje v uzavretom okruhu, v ktorom neustále obieha chladivo. Vo výparníku chladivo prijme teplo zo zdroja a odparí sa, kompresor ho stlačí a tým zohreje, v kondenzátore odovzdá teplo do vykurovania a skvapalní sa. Expanzný ventil napokon zníži tlak a celý cyklus sa opakuje.
Chladivo je látka s veľmi nízkym bodom varu. V domácich zariadeniach sa používajú napríklad chladivá R32, R410A alebo propán s označením R290. Propánu ako prírodnému chladivu sa podľa svojich projektov venuje aj nemecký Fraunhoferov inštitút pre solárne energetické systémy (Fraunhofer ISE). Energy Saving Trust, britská nezávislá organizácia pre úspory energie, opisuje celý proces v štyroch krokoch, ktoré zodpovedajú štyrom hlavným dielom okruhu.
Čo robí výparník?
Výparník je výmenník tepla na strane zdroja. Pri type vzduch-voda ide o lamelový výmenník vo vonkajšej jednotke, cez ktorý ventilátor ženie vonkajší vzduch. Studené chladivo s nízkym tlakom v ňom prijme teplo zo vzduchu a zmení sa na plyn. Aj vzduch s teplotou okolo 0 °C je pre takéto chladivo „teplý“, pretože jeho bod varu je pri nízkom tlaku hlboko pod nulou.
Čo robí kompresor?
Kompresor je srdcom zariadenia a hlavným spotrebičom elektriny. Stláča plynné chladivo na vysoký tlak, a tým zvyšuje jeho teplotu, podobne ako sa zohrieva hustilka pri pumpovaní kolesa. Moderné zariadenia majú invertorový kompresor, ktorý plynulo mení otáčky podľa potreby tepla, namiesto toho, aby sa stále zapínal a vypínal.
Čo robí kondenzátor?
Kondenzátor je druhý výmenník tepla, tentoraz na strane domu. Horúci plyn v ňom odovzdá teplo vode vo vykurovacom okruhu alebo vzduchu v miestnosti. Pri tom chladne a mení sa späť na kvapalinu. Práve pri kondenzácii sa uvoľňuje najviac tepla, preto sa tento diel nazýva kondenzátor.
Čo robí expanzný ventil?
Expanzný ventil prudko zníži tlak kvapalného chladiva. Chladivo sa tým výrazne ochladí, takže môže vo výparníku znova prijímať teplo zo zdroja. Novšie zariadenia používajú elektronický expanzný ventil, ktorý riadiaca jednotka priebežne nastavuje podľa vonkajšej teploty a výkonu kompresora.
Pri klimatizácii a pri tepelných čerpadlách s funkciou chladenia dokáže štvorcestný ventil smer okruhu obrátiť. Vnútorný výmenník sa potom správa ako výparník a dom sa v lete chladí.
Čo vyjadrujú COP a SCOP tepelného čerpadla?
COP tepelného čerpadla (coefficient of performance) je pomer dodaného tepla a spotrebovanej elektriny pri presne určených podmienkach. COP 4 znamená, že z 1 kWh elektriny vzniknú 4 kWh tepla. SCOP je sezónny priemer za celé vykurovacie obdobie, a preto lepšie vystihuje reálnu prevádzku počas roka.
Podľa IEA má bežné domáce tepelné čerpadlo COP okolo 4 a súčasné modely sú tri- až päťkrát energeticky účinnejšie ako plynové kotly (údaj z roku 2022). COP sa však meria v jednom bode, napríklad pri vonkajšej teplote 7 °C a výstupnej vode 35 °C. Pri nižšej vonkajšej teplote alebo vyššej teplote vody klesá.
SCOP sa v Európe určuje podľa normy EN 14825. Tá počíta s tromi referenčnými vykurovacími obdobiami: priemerným (A), chladnejším (C) a teplejším (W). Rozlišuje aj nízkoteplotné použitie s vodou okolo 35 °C, typické pre podlahové kúrenie, a strednoteplotné s vodou okolo 55 °C pre radiátory. Pri porovnávaní zariadení preto treba sledovať, pre ktorú klimatickú zónu a teplotu vody je SCOP uvedený.
Ešte bližšie k realite má sezónny výkonový faktor SPF (seasonal performance factor), ktorý sa meria priamo v obývaných domoch. Fraunhofer ISE štyri roky meral 77 tepelných čerpadiel v rodinných domoch a v správe z novembra 2025 uviedol priemerný SPF 3,4 pri type vzduch-voda a 4,3 pri čerpadlách so zemným zdrojom. Domy pochádzali z rokov 1826 až 2001, išlo teda prevažne o staršie budovy.
Fyzikálne platí jednoduché pravidlo: čím menší je rozdiel medzi teplotou zdroja a teplotou, na ktorú treba teplo „vytlačiť“, tým menej práce má kompresor. Preto tepelné čerpadlá najlepšie fungujú s nízkoteplotným vykurovaním, s veľkými radiátormi a v zateplených domoch.
Aké typy tepelných čerpadiel existujú?
Tepelné čerpadlá sa označujú podľa zdroja tepla a podľa látky, ktorej teplo odovzdávajú. Najrozšírenejší je typ vzduch-voda, ktorý ohrieva vodu pre radiátory a podlahové kúrenie. Typy zem-voda a voda-voda majú stabilnejší zdroj a vyššiu účinnosť, no náročnejšiu inštaláciu. Typ vzduch-vzduch je v praxi klimatizácia s kúrením.
| Typ | Zdroj tepla | Ako sa teplo odovzdáva | Silné stránky | Slabé stránky |
| Vzduch-voda | vonkajší vzduch | voda pre radiátory, podlahové kúrenie a teplú vodu | najjednoduchšia inštalácia, nepotrebuje vrty ani zemné práce | účinnosť klesá v mraze, vonkajšia jednotka vydáva zvuk |
| Zem-voda | zem cez vrty alebo plošný kolektor | voda pre vykurovanie a teplú vodu | stabilný zdroj počas roka, priemerný SPF 4,3 vo Fraunhofer ISE | potrebuje vrty alebo veľký pozemok a geologické posúdenie |
| Voda-voda | podzemná alebo povrchová voda | voda pre vykurovanie a teplú vodu | veľmi stála teplota zdroja, vysoká účinnosť | závisí od výdatnosti a kvality vody, potrebuje dve studne |
| Vzduch-vzduch | vonkajší vzduch | teplý vzduch priamo do miestnosti | rýchly ohrev, v lete chladenie | neohrieva teplú vodu, teplo sa šíri len v miestnosti s jednotkou |
Ako funguje tepelné čerpadlo vzduch-voda?
Tepelné čerpadlo vzduch-voda má vonkajšiu jednotku s ventilátorom a výparníkom. Pri monoblokovom vyhotovení je celý okruh chladiva vonku a do domu vedie potrubie s vykurovacou vodou. Pri split vyhotovení je okruh rozdelený medzi vonkajšiu a vnútornú jednotku, ktoré spája potrubie s chladivom. Fraunhofer ISE nameral pri tomto type v starších domoch rozpätie SPF 2,6 až 4,9, čo ukazuje, aký veľký vplyv má návrh a nastavenie systému.
Ako funguje tepelné čerpadlo zem-voda a voda-voda?
Pri type zem-voda obieha v zemi uzavretý okruh s nemrznúcou zmesou, takzvanou soľankou. Zmes prechádza cez hĺbkové vrty alebo vodorovný kolektor uložený pod povrchom pozemku a privádza teplo k výparníku. Hlbšie vrstvy zeme majú počas roka takmer stálu teplotu, preto výkon v zime tak nekolíše. Typ voda-voda čerpá podzemnú vodu z jednej studne, odoberie z nej teplo a vracia ju do druhej, vsakovacej studne.
Je klimatizácia tiež tepelné čerpadlo?
Áno, klimatizácia typu split je tepelné čerpadlo vzduch-vzduch. Ak má funkciu kúrenia, obráti smer okruhu a teplo z vonkajšieho vzduchu odovzdáva vnútornému vzduchu. Na prikurovanie jednotlivých miestností funguje dobre, ústredné vykurovanie s radiátormi ani ohrev teplej vody však nenahradí.
Ako funguje tepelné čerpadlo v mraze?
Tepelné čerpadlo vzduch-voda funguje aj v mraze, pretože chladivo sa odparuje pri teplotách hlboko pod nulou. S klesajúcou vonkajšou teplotou však klesá jeho COP aj výkon a vonkajšia jednotka sa musí občas odmrazovať. Pri najväčších mrazoch zvyčajne pomáha záložná elektrická špirála alebo druhý zdroj tepla.
O tom, že ide o technológiu vhodnú aj do chladného podnebia, svedčia severské krajiny. Podľa správy IEA o budúcnosti tepelných čerpadiel z roku 2022 má tepelné čerpadlo 60 % budov v Nórsku a vo Švédsku aj Fínsku je to viac ako 40 %. Zimy sú tam pritom dlhšie a chladnejšie ako na Slovensku.
Pri teplote okolo 0 °C a vysokej vlhkosti vzduchu sa na lamelách výparníka tvorí námraza, ktorá zhoršuje prestup tepla. Riadiaca jednotka preto spúšťa odmrazovanie: na niekoľko minút obráti okruh a horúcim chladivom námrazu roztopí. Pod vonkajšou jednotkou potom odkvapkáva voda a niekedy z nej stúpa para, čo je bežný prejav prevádzky.
Pri návrhu sa určuje takzvaný bod bivalencie, teda vonkajšia teplota, pod ktorou tepelné čerpadlo samo nestačí pokryť tepelné straty domu. Pod touto teplotou pomáha elektrická špirála, prípadne existujúci kotol. Vo Fraunhofer ISE pripadlo na elektrické špirály pri type vzduch-voda len 1,3 % spotrebovanej elektriny a pri zemných čerpadlách takmer 0 %. Autori štúdie upozorňujú, že k nízkemu podielu prispeli aj miernejšie zimy počas merania.
Aké hlučné je tepelné čerpadlo?
Pri type vzduch-voda a vzduch-vzduch je hlavným zdrojom zvuku ventilátor a kompresor vo vonkajšej jednotke. Bežné zariadenia sú za prevádzky približne také hlučné ako chladnička. Hluk rastie v mraze, keď zariadenie beží na vyšší výkon. Typy zem-voda a voda-voda nemajú vonkajší ventilátor, preto sú výrazne tichšie.
Energy Saving Trust v overení faktov o tepelných čerpadlách z roku 2025 uvádza, že typická hladina zvuku zapnutého tepelného čerpadla je 40 až 60 dB. Organizácia zároveň pripomína, že počas chladných dní môže byť zariadenie hlasnejšie, pretože pracuje intenzívnejšie.
Na tom, ako hluk vnímajú obyvatelia a susedia, má veľký podiel umiestnenie. Vonkajšia jednotka v kúte medzi dvoma stenami zvuk odráža a zosilňuje, kým jednotka na voľnom priestranstve na tlmiacich podložkách pôsobí tichšie. Veľa modelov má aj nočný režim so zníženými otáčkami ventilátora. Fraunhofer ISE dlhodobo meral zvuk pri piatich zariadeniach: pri dvoch prevládal hluk okolia a pri troch bola prevádzka v noci občas merateľne nad úrovňou okolia.
Aké sú výhody a nevýhody tepelného čerpadla?
Hlavnou výhodou tepelného čerpadla je vysoká účinnosť, keďže väčšinu tepla presúva a nevyrába. Nespaľuje palivo, nepotrebuje komín ani sklad paliva a často dokáže aj chladiť. Nevýhodou je závislosť od elektriny, pokles účinnosti pri vysokých teplotách vody a v mraze, nároky na návrh a pri vzduchových typoch hluk vonkajšej jednotky.
Výhody:
- z 1 kWh elektriny dodá v priemere viac ako 3 kWh tepla, pri zemnom zdroji ešte viac,
- v dome nevzniká spaľovanie, dym ani oxid uhoľnatý,
- reverzibilné modely v lete chladia,
- pri prevádzke s nízkoemisnou elektrinou výrazne znižuje emisie; Fraunhofer ISE vypočítal v roku 2024 pri meraných zariadeniach o 64 % nižšie emisie CO₂ ako pri plynovom kúrení.
Nevýhody:
- účinnosť klesá s vyššou teplotou vykurovacej vody, preto je zariadenie citlivé na poddimenzované radiátory,
- pri vzduchových typoch klesá výkon v mraze a vonkajšia jednotka vydáva zvuk,
- typy zem-voda a voda-voda potrebujú vrty, pozemok alebo vhodný zdroj vody,
- zlý návrh výkonu alebo nevhodne nastavená ekvitermická krivka (závislosť teploty vody od vonkajšej teploty) môžu účinnosť výrazne znížiť.
Technológia sa v Európe rýchlo rozširuje. Podľa trhových údajov Európskej asociácie tepelných čerpadiel EHPA sa v roku 2025 v 21 európskych krajinách predalo 2,9 milióna tepelných čerpadiel, o 13 % viac ako rok predtým. Celkový počet inštalovaných zariadení tak dosiahol 29,3 milióna. Fraunhofer ISE uvádza, že v Nemecku v roku 2024 vykurovalo tepelné čerpadlo takmer 70 % dokončených novostavieb.
Čo si zapamätať
- Tepelné čerpadlo teplo prevažne presúva zo vzduchu, zeme alebo vody, nevyrába ho spaľovaním.
- Okruh tvoria štyri hlavné diely: výparník, kompresor, kondenzátor a expanzný ventil.
- COP platí pre jeden bod merania, SCOP podľa EN 14825 pre celú sezónu a SPF vyjadruje reálnu prevádzku v dome.
- Vzduchové typy fungujú aj v mraze, ich účinnosť a výkon však s nižšou teplotou klesajú.
- Najvyššiu účinnosť dosahuje zariadenie pri nízkej teplote vykurovacej vody a v zateplenom dome.
Časté otázky o tepelných čerpadlách
Vyrába tepelné čerpadlo teplo z elektriny?
Len v malej miere. Elektrina poháňa najmä kompresor, ventilátor a obehové čerpadlá. Väčšina tepla pochádza zo vzduchu, zeme alebo vody. Elektrická špirála, ktorá vyrába teplo priamo, sa zapína iba pri veľkých mrazoch alebo pri dezinfekcii zásobníka teplej vody.
Aký je rozdiel medzi COP a SCOP?
COP je okamžitá účinnosť pri jednej kombinácii vonkajšej teploty a teploty vody. SCOP je priemer za celé vykurovacie obdobie podľa normy EN 14825 a zohľadňuje aj chladnejšie a teplejšie dni. Pri porovnávaní zariadení je SCOP spoľahlivejší údaj.
Funguje tepelné čerpadlo aj s radiátormi?
Áno, ak sú radiátory dostatočne veľké na nižšiu teplotu vody. Fraunhofer ISE zistil, že primerane dimenzované radiátory pracovali pri podobne nízkych teplotách ako podlahové kúrenie. Pri malých radiátoroch, ktoré potrebujú veľmi horúcu vodu, účinnosť klesá.
Prečo z vonkajšej jednotky v zime stúpa para?
Ide o odmrazovanie. Zariadenie na krátky čas obráti okruh chladiva a teplom roztopí námrazu na výparníku. Para a voda pod jednotkou sú bežným prejavom tohto procesu, nie poruchou.
Je klimatizácia s funkciou kúrenia tepelné čerpadlo?
Áno, ide o tepelné čerpadlo typu vzduch-vzduch. Teplo z vonkajšieho vzduchu odovzdáva priamo vzduchu v miestnosti. Teplú vodu však neohrieva a do ostatných miestností sa teplo dostáva len prúdením vzduchu.
Ktorý typ tepelného čerpadla je najúčinnejší?
V meraniach Fraunhofer ISE dosiahli najvyššiu účinnosť typy so zemným zdrojom, s priemerným SPF 4,3 oproti 3,4 pri type vzduch-voda. Zem a podzemná voda majú v zime vyššiu a stabilnejšiu teplotu ako vonkajší vzduch.
Prečo budúcnosť vykurovania patrí čerpadlám
Ako funguje tepelné čerpadlo, teda napokon vystihuje princíp chladničky obrátenej naruby: chladivo v uzavretom okruhu odoberá teplo okoliu a kompresor ho zdvihne na teplotu vhodnú na vykurovanie. Účinnosť vyjadrujú COP, SCOP a SPF a najviac závisí od teploty zdroja a teploty vykurovacej vody. Vzduchové typy sú najrozšírenejšie, zemné a vodné typy účinnejšie, no náročnejšie na inštaláciu.
Náhľadový obrázok: Magnific
