Přemýšlíte na téma tepelná čerpadla? Nebo již máte doma tepelné čerpadlo? Dá se říci, že tepelné čerpadlo se nachází téměř v každé klasické české domácnosti. Jak takové tepelné čerpadlo funguje? Odpověď je jednoduchá a pro mnoho i překvapivá – fungování tepelného čerpadla je totožné s ledničkou.
Ale pojem tepelné čerpadlo se mnohem častěji používá ve spojení s vytápěním domu. Na trhu existuje několik typů, ale funkční schéma je stále stejné. Čerpadlo pak lze připojit do otopné soustavy různými způsoby. Ale víte přesně, jak tepelné čerpadlo funguje?
Co je tepelné čerpadlo a k čemu slouží?
Tepelné čerpadlo je stroj, který slouží k přenosu tepla z vnějšího prostředí do vnitřního prostředí vytápěného objektu. Zdrojem čerpání může být teplo okolního vzduchu, zemní teplo nebo teplo ve vodě.
Nejčastější tři typy tepelných čerpadel:
- vzduch-voda
- země-voda
- voda-voda
Existují i další možnosti, jako je např. vzduch-vzduch, ale tato varianta je používaná pro vytápění velkých průmyslových hal apod. Tepelné čerpadlo je zdroj tepla a dokáže nám vytopit daný dům, byt či objekt. Nahrazuje další varianty topení, tj. např. kotle na tuhá paliva, plynový kotel apod.
Funguje na obecně známém principu Carnotova cyklu, jako tzv. tepelný stroj. Látky, které slouží k přenosu tepla uvnitř stroje, nazýváme zjednodušeně chladiva. Dnes se používají zejména směsi fluorovaných uhlovodíků, která nahradily dříve používané freony, které jsou nechvalně známé poškozováním ovzduší a atmosféry. Vesměs se jedná o směs nehořlavou, nejedovatou a nevýbušnou a tímto jsou vhodné, a hlavně bezpečné pro vytápění rodinných bytů apod. Vyvíjí se i další chladiva.
Princip fungování tepelného čerpadla
- Kompresor stlačí a tím zahřeje chladivo, které následně ve formě horkých plynů vstupuje do kondenzátoru.
- V kondenzátoru se chladivu odebírá teplo (převážně do vody topného systému), za současné změny skupenství z plynného na kapalné. Tím je při dané velikosti výměníku maximalizováno množství odebíraného tepla.
- Za kondenzátorem prochází kapalné chladivo přes škrtící člen – většinou elektronický nebo termostatický expanzní ventil. Tak se sníží teplota a tlak chladiva, za škrtícím členem následuje výparník. Při vstupu do výparníku musí mít chladivo menší teplotu, než je teplota vnějšího zdroje.
- Ve výparníku se chladivo ohřívá a získává energii z vnějšího prostředí. Aby byl ohřev co nejúčinnější, mění se opět skupenství – tentokrát z kapalného na plynné. Za výparníkem tedy máme ohřáté plynné chladivo, které je nasáváno kompresorem, a tím se okruh uzavírá.
Dnes se většinou používají kompresory na elektrickou energii, ale existují i kompresory poháněné např. plynem.
Zajímavosti tepelných čerpadel:
- Za určitých podmínek dodává levně energii
- Čím je vyšší teplota zdroje, tím účinnější čerpadlo je
- Čerpadlo voda-vzduch je nejefektivnější, když je venku teplo
- Lze získávat i teplo z vody
Tepelná čerpadla jsou moderním způsobem vytápění a vidíme v nich budoucnost!