Jak funguje tepelné čerpadlo? V nízkých teplotách často neobstojí

Princip tepelného čerpadla

Tepelné čerpadlo odebírá teplo z okolí. Podle typu tepelného čerpadla buď ze vzduchu, země nebo vody. Následně převádí toto teplo na vyšší teplotní hladinu. To je umožněno díky stlačení par chladiva v kompresoru, přičemž dojde k jeho zahřátí. U tepelného čerpadla je důležité takzvané teplonosné médium, zjednodušeně řečeno se jedná o „přenašeče“ tepla. Pomocí vhodné změny tlaku média lze řídit jeho odpařování a kondenzaci, což umožňuje přenášet energii z místa s nižší teplotou na místo s teplotou vyšší.

Tepelné čerpadlo dokáže získat teplo i z míst, kde je zima. Ještě více místo ochladí a tím mu teplo odebere. Díky tomu je možné získat teplo ze vzduchu, který má i –20 °C. Topný faktor se však při tak nízkých teplotách výrazně snižuje a mrazy fungování tepelného čerpadla komplikují.

Ceny tepelných čerpadel na českém trhu si můžete porovnat zde.

Jak funguje tepelné čerpadlo vzduch-voda

Tepelné čerpadlo vzduch-voda odebírá teplo ze vzduchu a mění jej na teplo pro vytápění a ohřev užitkové vody. Tento systém pracuje na základě chladicího okruhu. Ve venkovní jednotce tepelného čerpadla se nachází expanzní (škrticí) ventil, který přiškrcuje chladivo a tím ho podchladí na požadovanou teplotu. Na základě podchlazení je chladivo schopné získat energii ze svého okolí. Jakmile odebere energii z okolí, putuje do kompresoru, kde se chladivo stlačí, čímž stoupá teplota na požadovanou hodnotu. Ohřáté chladivo putuje do kondenzátoru, kde se potkává s topnou vodou a předá jí energii. Tím pádem se chladivo ochladí a putuje do expanzního ventilu ve venkovní jednotce. Vše o tepelném čerpadle vzduch-voda se dozvíte v článku: Tepelné čerpadlo vzduch-voda často bohužel nesplní očekávání zákazníků.

Jak funguje tepelné čerpadlo vzduch-vzduch

Tento druh tepelného čerpadla odebírá teplo z venkovního vzduchu a ohřívá vzduch uvnitř budovy. Systém ohřívá vnitřní vzduch přímo bez prostřednictví topného systému. Tepelné čerpadlo vzduch-vzduch může mít jednu nebo více vnitřních jednotek. Systém s jednou vnitřní jednotkou se používá například na vytápění menších bytů nebo chalup. Vytápěna je především místnost, kde je jednotka umístěna. Pokud je použito tepelné čerpadlo s více jednotkami, dokáže vytápět celý objekt. Tepelné čerpadlo vzduch-vzduch funguje na velmi podobném principu jako klimatizace. Více o tepelném čerpadle vzduch-vzduch čtěte v článku: Tepelné čerpadlo vzduch-vzduch: Někdy je označováno jako „předražená klimatizace“.

Jak funguje tepelné čerpadlo země-voda

Tepelné čerpadlo země-voda odebírá teplo z půdy a předává ho chladivu. Teplo poté putuje do výměníku tepla (výparníku), kde dochází k odpařování. Kompresor nasaje plyn, který je následně stlačen a zahřát. Poté plyn odchází do kondenzátoru, odkud se teplo předává do topné soustavy. V otopné soustavě se teplo odebere, čímž klesá teplota chladiva. To poté kondenzuje (z plynu se stává kapalina) a přes expanzní ventil putuje zpět do výparníku. Tento proces se stále opakuje.

Energie z půdy může být získávána dvojím způsobem:

• Hlubinný vrt: Odebrání tepla přímo ze zemského masivu. Hloubka vrtu je v průměru 50–150 metrů pod povrch. Jedná se o technicky i finančně náročné řešení, které však nevyžaduje mnoho prostoru.
• Plošné výměníky: Čerpají teplo nahromaděné v nezámrzné hloubce z letních měsíců. Toto řešení je technicky i finančně méně náročné, zabere však více prostoru.

Pro více podrobností o tepelném čerpadle země-voda klikněte zde: Tepelné čerpadlo země-voda: Nejúčinnější systém, který Češi stále opomíjí.

Jak funguje tepelné čerpadlo voda-voda

U systému tepelného čerpadla voda-voda je vstupním přírodním zdrojem voda. V ideálním případě podzemní, výjimečně však také povrchová. Voda je čerpána ze zdroje, většinou studny, do výměníku tepelného čerpadla. Ten z ní odebere část tepla a po ochlazení je vrácena zpět do takzvané vsakovací studny. Tepelné čerpadlo voda-voda může dobře sloužit i pro využití odpadního tepla v průmyslu. O tepelném čerpadle voda-voda se můžete více dozvědět v článku: Tepelné čerpadlo voda-voda: Spolehlivý systém vytápění, který může dosáhnout slibované účinnosti.

Účinnost tepelného čerpadla

U tepelného čerpadla je důležitý topný faktor (COP – Coefficient of Performance), který udává účinnost systému. Topný faktor představuje poměr mezi energií, kterou tepelné čerpadlo vyrobí, a energií nutnou pro chod tepelného čerpadla. Žádoucí je, aby byl topný faktor tepelného čerpadla co nejvyšší. Topný faktor je často značně závislý na vnějších teplotách, proto s klesající teplotou klesá i on. Tepelné čerpadlo tudíž nemusí být po celý rok tak účinné, jak prodejci slibují. Jakou mají jednotlivá tepelná čerpadla účinnost, se dozvíte v článku: Účinnost tepelného čerpadla: Topný faktor je často nižší, než uvádí výrobci.

P.S. Máte zájem získat moderní kamna na dřevo zdarma? Na webu HS Flamingo právě probíhá soutěž o kamna za 50.000 Kč. Účast v soutěži není složitá a šance na výhru je poměrně vysoká.