Tepelná čerpadla

Tepelná čerpadla se řadí mezi alternativní zdroje energie, díky tomu, že dokáží získávat teplo z okolního prostředí (voda, vzduch, země) a následně lze využít tato čerpadla pro vytápění, nebo ohřev vody. 

Čerpadla fungují na principu odebírání tepla z okolní a následného využití tohoto tepla pro ohřev. Lze tedy říct, že pokud čerpadlo ochladí prostředí, například půdu na zahradě z 15°C na 10°C, zajistí nám ohřátí vody z 20°C na 25°C. Čerpadlo ale nefunguje jen na principu odjímání tepla okolí, je také potřeba dodávat elektrickou energii, pro pohon kompresoru. Proto se nedá říct, že tepelné čerpadlo je zcela alternativní zdroj energie. Čerpadlo spotřebuje přibližně jednu třetinu výkonu v pohodě elektrické energie, zbytek tvoří teplo, které čerpadlo odjímá dané látce.

Nejčastěji se využívají kompresorová tepelná čerpadla, která se skládají ze základních součástí. Mezi ty patří výparník, kompresor, kondenzátor a expanzní ventil. Zjednodušeně lze říci, že teplo, které odebereme vnějšímu prostředí se ve výparníku předává kapalnému chladivu při nízké teplotě. Dále je stlačeno kompresorem na vysoký tlak a poté vpuštěno do kondenzátoru. Zde odevzdá své teplo. Stlačené chladivo projde expanzním ventilem do kondenzátoru, kde při kondenzaci předává své teplo do vody při vyšší teplotě, než bylo ve výparníku odebráno. V expanzním venitilu se chladivo dostane na původní tlak, jaký byl ve výparníku a celý cyklus se tak dále opakuje.

Každé tepelné čerpadlo má svůj určitý topný faktor. Ten vyjadřuje jeho efektivitu, což je poměr mezi energií, kterou čerpadlo spotřebuje a energií, kterou v pohodě tepla vydá. Topný faktro klesá s poklesem teploty okolí, z kterého se energie získává. Nejvíce stabilní v tomto ohledu jsou tedy čerpadla typu voda/voda, nebo země/voda. Zde jsou ale vyšší investiční náklady. Čím vyšší tedy topný faktor, tím méně spotřebujeme elektrické energie na provoz tepelného čerpadla.

Pro lepší představivost, jak to vypadá uvnitř celého systému, můžete shlédnout toto schématické video.

1. - kondenzátor, 2. - tryska, 3. výparník, 4. - kompresor