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. Podle zdroje tedy máme nejběžnější 3 typy tepelných čerpadel: Vzduch‑voda, země‑voda a voda‑voda.
V praxi se můžeme setkat i s tepelnými čerpadly vzduch‑vzduch, která jsou vhodnější např. při vytápění průmyslových hal. Tepelné čerpadlo je tedy zdrojem tepla pro vytápění objektu a plní stejnou funkci jako plynový kotel, kotel na tuhá paliva apod. Funguje na obecně známém principu Carnotova cyklu, jako tzv. tepelný stroj. Látky, které slouží k přenosu tepla uvnitř stroje, nazýváme zjednodušeně chladiva. Dnes to již nejsou freony, které poškozovaly ozónovou vrstvu, ale obvykle směsi fluorovaných uhlovodíků. Tyto v současnosti používané směsi jsou vesměs nejedovaté, nehořlavé a nevýbušné, což je jednou z velkých bezpečnostních výhod pro rodinný dům. V nejbližší době budou v EU stále více používána i přírodní a nově speciálně vyvíjená chladiva, která by měla představovat ještě menší zátěž pro životní prostředí zejména z hlediska globálního oteplování.
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.
V praxi se lze setkat i s kompresory poháněnými plynem, ale v drtivé většině případů se používají kompresory na elektrickou energii.
Zajímavé na tepelném čerpadle je to, že za určitých podmínek dokáže dodávat energii velice levně - vzhledem k principu fugování je zřejmé, že čím je vyšší teplota zdroje, tím účinnější tepelné čerpadlo bude. V případě tepelného čerpadla vzduch-voda se tak dostáváme do jistého paradoxu: Když je venku teplo, je tepelné čerpadlo nejúčinější, ale my nepotřebujeme tolik vytápět.
Ideální by bylo např. získávat odpadní nebo geotermální teplo, i když běžně se s takovými možnostmi u rodinných domů v naší zemi nesetkáváme. Rovněž možnost získávání tepla z vody je relativně omezená vzhledem k potřebné vydatnosti vodního zdroje, legislativním omezením a požadavkům na chemické složení vody.
Sdílet / hodnotit tento článek