Ako funguje tepelné čerpadlo?

Vedeli ste však, že pracujú na podobnom princípe ako jeden známy domáci spotrebič?

Tepelné čerpadlá nie sú iba marketingovým ťahom

Tepelné čerpadlá šetria vašu peňaženku aj prírodné zdroje, znižujú emisie oxidu uhličitého a ponúkajú energetickú nezávislosť na plyne, rope alebo fosílnych palivách. Tieto zariadenia dokážu na každý 1 spotrebovaný kW elektrickej energie dodať až 5 kW využiteľného tepla.  Matematika  je teda jednoduchá - tepelné čerpadlá poskytnú až 4/5 tepla „zadarmo“.

Typy tepelných čerpadiel

Tepelné čerpadlá dokážu pracovať s nízkopotenciálnym teplom, ktoré by inak ostalo nevyužité. Pomocou elektrickej energie menia nízkopotenciálnu energiu na úžitkové teplo, pričom podľa zdroja získavanej energie ich delíme na 3 základné typy.

VIDEO:Aké zdroje tepla využívajú tepelné čerpadlá?

ZDROJ:STIEBEL ELTRON

1.Tepelné čerpadlo vzduch–voda

Toto zariadenie využíva ako primárny zdroj energie vonkajší vzduch. Konštrukčne v mnohom pripomína klimatizačné jednotky. Určené je na celoročný ohrev vody a vykurovanie rodinného domu. Tepelné čerpadlo je schopné počas roka dodať zo vzduchu až 70 % tepelnej energie potrebnej na vykurovanie domu. V prípade mimoriadne nízkych vonkajších teplôt musí byť na prikúrenie použitý záložný elektrický zdroj, ktorý je samozrejme súčasťou tepelného čerpadla.

2.Tepelné čerpadlo zem–voda

Tepelné čerpadlá tohto typu dokážu získavať nízkopotenciálne teplo zo zeme 2 spôsobmi. Pri prvom sa hadice plošného zemného kolektora umiestnia pod 1 m až 1,5 metrovú nezamŕzajúcu vrstvu zeminy. V hadiciach plošného kolektora najčastejšie prúdi teplonosná kvapalina pozostávajúca z vody a chloridu sodného, alebo z inej látky na báze etylalkoholu. Uloženie zemných kolektorov vyžaduje väčší pozemok.

Pri druhom spôsobe tepelné čerpadlo získava teplo z hlbinného zemného vrtu. Táto alternatíva je finančne nákladnejšia, no oproti plošnému zemnému kolektoru má minimálne požiadavky na priestor.

3.Tepelné čerpadlo voda–voda

Patrí k najefektívnejším čerpadlám. Primárnym zdrojom tepla je voda, ktorá má mimochodom najlepší celoročný tepelný potenciál. Základnou podmienkou inštalácie tohto čerpadla je výdatný zdroj kvalitnej vody bez mechanických nečistôt. Obeh vody musí byť pri inštalácii tepelného čerpadla zabezpečený navŕtaním dvoch studní. Jedna z nich slúži na čerpanie vody a druhá na vsakovanie.

V prípade, že výdatnosť jednej studne nepostačuje na dosiahnutie primeraného tepelného výkonu čerpadla, tak sa musia urobiť viaceré vrty. Hladina podzemnej vody v čerpacej studni má dosahovať maximálnu hĺbku 20 metrov. Hlbšia studňa totiž zvyšuje spotrebu elektrickej energie potrebnej na prečerpanie vody a tým v konečnom dôsledku zvyšuje celkové prevádzkové náklady.

Ako funguje tepelné čerpadlo?

VIDEO: Ako funguje tepelné čerpadlo?

ZDROJ: STIEBEL ELTRON

Princíp tepelného čerpadla

Princíp tepelného čerpadla vzduch–voda spočíva v získavaní tepla z okolitého vzduchu a jeho odovzdávaní vykurovaciemu systému. Celý proces sa odohráva v uzatvorenom okruhu, ktorý je naplnený médiom. Médium sprostredkováva výmenu tepla a preto má nízky bod varu. Nuž a čo sa deje po privedení tepla z vonkajšieho vzduchu? Vo výparníku sa začnú tvoriť pary média, ktoré nesú tepelnú energiu. Kompresor zabezpečuje odčerpávanie ohriatych pár média z výparníka a stláča ich.

Pri stláčaní sa teplota zvyšuje. Dotkli ste sa niekedy pumpičky, ktorou ste fúkali loptu alebo koleso bicykla? Pumpa bola po intenzívnom stláčaní poriadne horúca. No a tu sa stretávame s rovnakým princípom. Vráťme sa však späť k parám média, pretože tie sú s pridanou tepelnou energiou vytlačené do kondenzátora, v ktorom dôjde k odovzdaniu tepla. Po odovzdaní tepla v kondenzátore sa médium ochladí a kondenzuje na kvapalinu, ktorá  sa pri prechode expanzným ventilom mení znovu na plyn a vracia sa späť do výparníka.