Zhruba 90 procent spotřeby energie průměrné domácnosti padne na topení a dodávky teplé vody. Spotřeba tedy představuje nemalou zátěž rodinných rozpočtů.
V běžné výstavbě příliš novinek ve vytápění není, důraz na cenu bývá neúprosný k novým řešením.
Na druhé straně je tu tlak na využívání obnovitelných zdrojů energie, a to i k výrobě tepla.
Nejbližší budoucnost ve vytápění rodinných domů bude i v příštích letech určována třemi základními parametry: cenou vstupních energií nutných k výrobě tepla, náklady na pořízení topné soustavy a výší tepelné ztráty objektu. Vzhledem k neustálému vývoji cen na trhu s energiemi, objevování nových zdrojů i systémů nelze označit žádný z topných systémů za více či méně perspektivní.
Trend využívání obnovitelných zdrojů energie souvisí především se závěry pařížské klimatické konference, jejíž snahou je zabránit globálnímu oteplování. "Podle provedených studií je pro naplnění cílů uzavřené dohody zapotřebí, aby po roce 2050 již nebyly produkovány nové emise oxidu uhličitého. Budoucnost tak patří biomase, bioplynu, tepelným čerpadlům, popř. elektrickému vytápění ve spojení s výrobou elektřiny z obnovitelných zdrojů a její akumulací. Do popředí se dostávají také elektrické sálavé - velkoplošné - otopné systémy," vysvětluje Jiří Hejčík z Energetického ústavu strojní fakulty Vysokého učení technického v Brně.
"V projektech, které cílí na lepší energetický standard, se začínají prosazovat tepelná čerpadla, neboť mohou jak vytápět (a připravovat teplou vodu), tak chladit," uvádí Tomáš Matuška z Univerzitního centra energeticky efektivních budov (UCEEB) při ČVUT v Praze. "Právě elektricky poháněná tepelná čerpadla mohou výhodně využívat výrobu z fotovoltaických systémů při spojení s inteligentní regulací. Pro tepelná čerpadla musí být přizpůsobena otopná, případně chladicí soustava. Je ale vždy výhodnější pro vytápění či chlazení mít velkoplošné prvky," dodává Matuška.
Nevýhodou nových technologií jsou obecně vysoké pořizovací náklady, které postupně klesají s rostoucí produkcí (konkurencí na trhu). Jejich ekonomičnost tak závisí na dosažitelných úsporách, které jsou však jiné u novostaveb a jiné u rekonstruovaných objektů.
Obecně mohou být tepelná čerpadla využitelná od rodinných domů až po galerie, jako např. Centre Georges Pompidou v Paříži. Dají se už využívat i pro vytápění celých bytových domů. "Tepelné čerpadlo je realizovatelné téměř ve všech bytových domech. Je nutné zajistit pouze prostor v suterénu pro umístění vnitřní části čerpadla a prostor na střeše pro umístění venkovní části. Zároveň je potřeba zajistit dostatečný rezervovaný příkon u distributora elektrické energie. To je jediná podmínka. Z hlediska ekonomiky je tepelné čerpadlo nejvhodnější pro objekty se stávající cenou tepla nad 550-600 Kč/GJ včetně DPH. Součinnost s FVE je technicky realizovatelná vždy, pokud je místo na střeše pro umístění FVE," potvrzuje Jiří Polívka ze společnosti Tepelná čerpadla AC Heating.
Budoucnost bude v kombinaci
"U tepelných čerpadel (a chladicích zařízení obecně) dnes probíhá evropskou legislativou řízený útlum trhu s klasickými chladivy. To se týká komplikovanějšího umísťování zařízení s chladivy do budov. Důraz se začíná přenášet na tepelná čerpadla s přírodními chladivy, jako je CO2, avšak ta zase nejsou vhodná všude. Prvními vlaštovkami na trhu jsou tepelná čerpadla s nadkritickým cyklem CO2 pro přípravu teplé vody," popisuje současné technické trendy u tepelných čerpadel Tomáš Matuška. V rámci končícího výzkumného projektu TAČR se v UCEEB řešil energetický systém téměř pro nulovou budovu, díky kterému by rodinný dům dosáhl ambiciózního cíle potřeby primární energie mezi 20 a 40 kWh/m2/rok.
Elektrické topné systémy
Zejména pro tzv. pasivní domy či pro energeticky úsporné domy se hodí elektrické topné systémy. Novým trendem jsou sálavé systémy, které fungují na principu infračerveného záření, jak pro topení, tak pro chlazení, což je dobře realizovatelné zejména ve spojení s tepelnými čerpadly. Fungují tak, že karbonové vlákno uvnitř panelu průchodem elektrické energie ohřívá povrch panelu, na němž vzniká sálání vysokého stupně účinnosti.
Sálavé teplo má oproti konvenčnímu hned několik výhod. Sálání ohřívá z větší části stejně jako slunce jen pevné předměty, a ne vzduch. Od ohřátých stěn, podlah, stropů a nábytku se až sekundárně ohřívá vzduch.
Nedochází tak k cirkulaci vzduchu a nerovnoměrnému rozložení teplot v místnosti, zlepšuje se tepelná pohoda, a lze tedy vytápět místnosti na nižší stupně Celsia při zachování příjemného pocitu tepla. Tato vlastnost je hlavním faktorem úspor energií.
"Velkoplošné nízkoteplotní topné soustavy jsou obecně velmi pozitivní z hlediska spotřeby energie a optimálního rozložení teploty v pobytovém prostoru. Provozní náklady vzhledem k velmi nízkým spotřebám energie na vytápění nehrají již významnou roli. "Elektrické vytápění není univerzální, paušální řešení pro jakýkoliv objekt. Pokud však mluvíme o energeticky úsporných domech, může nízkoteplotní velkoplošné podlahové a stropní vytápění kombinované ve vybraných místnostech a prostorách se sálavými panely majiteli přinést nízké náklady jak při pořízení, tak i při provozu - a to platí i při našich poměrně vysokých cenách elektrické energie," sdělil Miroslav Petr ze společnosti Fenix Trading.
Výhodou elektrického vytápění je snazší instalace, vyšší flexibilita a nižší pořizovací náklady oproti tepelným čerpadlům a dále snadná a rychlá regulace. Ta je zároveň podmínkou hospodárnosti provozu. Vyšší typy regulací umožňují ovládání i přes internet, jiné nejsou propojeny kabely, ale komunikují spolu bezdrátově, a jsou tak ideální například při rekonstrukci. Tento způsob vytápění se dá použít ve všech prostorách domu nebo bytu, výběr konkrétního topného prvku záleží na charakteru místnosti a použité podlahové krytině.
Systémy, které jdou k sobě
Potvrzením toho, že systémy se mohou vzájemně doplňovat, je projekt zmíněné společnosti Fenix. Jedná se o rozvoj domácích střešních fotovoltaických elektráren doplněných o bateriové úložiště a vytápěných elektrickými topnými systémy. Příkladem je loni otevřená administrativní budova Fenix Trading, která už víc než rok slouží jako pilotní projekt pro ověření spolupráce střešní fotovoltaické elektrárny s domovními bateriemi a "inteligentní sítí". Jedná se o plně elektrifikovanou budovu, kde není použit žádný jiný zdroj energie než elektřina.