Zjistěte, jak geniálně funguje tepelné čerpadlo.
Co se skrývá za fungováním tepelného čerpadla
Základní princip fungování tepelného čerpadla.
Princip fungování tepelného čerpadla je podobný jako u chladničky, pouze v opačném směru. To, co dělá chladnička, dělá tepelné čerpadlo obráceně. Zatímco chladnička odebírá teplo zevnitř a přenáší ho ven, tepelné čerpadlo odebírá tepelnou energii z okolí a přivádí ji do vašeho domova. I v mrazivém počasí obsahují vzduch, půda a voda energii, kterou lze využít. V zásadě to funguje na základě termodynamického procesu, který přesouvá energii z nižší teploty na vyšší. Podívejme se na to blíže:
Princip fungování krok za krokem
Čtyři fáze cyklu tepelného čerpadla.
- 1/4
Výparník odebírá teplo z okolí ( vzduchu, země nebo vody) a přenáší ho do chladicí kapaliny cirkulující v tepelném čerpadle. Tato chladicí kapalina má velmi nízký bod varu, což jí umožňuje absorbovat teplo a měnit své skupenství i při nízkých teplotách. Díky svým speciálním vlastnostem dokáže chladicí kapalina zachytit tepelnou energii i při velmi nízké teplotě zdroje – u moderních systémů až -20 °C.
- 2/4
Elektricky poháněný kompresor stlačuje plynné chladivo. Tento proces výrazně zvyšuje jeho teplotu díky Joule-Thompsonovu jevu. Ten říká, že plyny mění svou teplotu, když se rozpínají bez přidané vnější energie. A právě zde dochází k zázraku – proces stlačování zvyšuje teplotu na úroveň vhodnou pro vytápění domácností.
- 3/4
V kondenzátoru předává nyní horké chladivo své teplo do topného systému vašeho domu prostřednictvím výměníku tepla. Jak chladivo uvolňuje teplo, ochlazuje se a vrací se do kapalného stavu, zatímco váš topný systém distribuuje teplo po celém domě.
- 4/4
Nakonec chladivo prochází expanzním ventilem, který dále snižuje jeho tlak a teplotu. Nyní je připraveno začít cyklus znovu – sbírat energii z okolního prostředí pro váš domov.
Různé typy tepelných čerpadel
Zdroje tepla pro tepelné čerpadlo.
- Tepelná čerpadla se vzduchovým zdrojemDalší informace
Tepelná čerpadla využívající vzduch jako zdroj tepla odebírají teplo z okolního vzduchu a přenášejí ho do topného systému vašeho domu. Jsou obzvláště oblíbená díky své jednoduché instalaci a univerzálnosti. V závislosti na konstrukci může být chladicí cyklus integrován buď zcela do jedné jednotky, nebo rozdělen mezi vnitřní a venkovní jednotku.
- Tepelná čerpadla s využitím energie zeměDalší informace
Tepelná čerpadla využívající energii země odebírají teplo prostřednictvím kolektorů nebo vrtů. Země udržuje relativně konstantní teplotu po celý rok, díky čemuž jsou tyto systémy obzvláště účinné i během nejchladnějších zimních dnů. Ačkoli instalace vyžaduje rozsáhlejší zemní práce, konzistentní výkon a vyšší účinnost často činí tuto investici výhodnou.
- Tepelná čerpadla s vodním zdrojemDalší informace
Tepelná čerpadla využívající vodu jako zdroj tepla odebírají teplo z podzemní vody nebo blízkých vodních ploch. Díky vynikajícím vlastnostem vody pro přenos tepla dosahují obvykle nejvyšší účinnosti ze všech typů tepelných čerpadel. Vyžadují přístup k vhodnému zdroji vody a příslušná povolení, ale po celý rok poskytují výjimečný výkon.
Tepelná čerpadla při nízkých teplotách
Jak fungují tepelná čerpadla v zimě?
Otázka, která je obzvláště důležitá pro tepelná čerpadla využívající vzduch jako zdroj tepla. Moderní čerpadla jsou navržena tak, aby fungovala efektivně i v chladném počasí. I když se jejich účinnost s klesajícími venkovními teplotami mírně snižuje, dnešní systémy si zachovávají účinnou topnou kapacitu i při teplotách až -20 °C.
Pro extrémně chladné zimy je mnoho systémů tepelných čerpadel doplněno záložním topným tělesem, které se aktivuje pouze v případě potřeby a zajišťuje, že váš dům zůstane teplý bez ohledu na venkovní podmínky. Alternativně hybridní systémy kombinují tepelné čerpadlo s jiným topením, například plynovým kotlem, aby optimalizovaly účinnost za všech povětrnostních podmínek.
Chlazení pomocí tepelného čerpadla
Jak může tepelné čerpadlo v létě ochladit váš domov.
Tepelná čerpadla dokážou víc než jen vytápět váš dům – v létě ho dokáží také ochladit. V systémech určených pro chlazení probíhá proces jednoduše opačně: čerpadlo odvádí teplo z vašich místností a uvolňuje ho do venkovního vzduchu, země nebo vody. K rozvodu chladu v interiéru se často používá systém podlahového vytápění.
V našem průvodci se dozvíte vše o aktivním a pasivním chlazení pomocí tepelného čerpadla.
Výhoda efektivity
Účinnost tepelného čerpadla.
Tepelná čerpadla jsou mimořádně účinná, protože teplo nevyrábějí – pouze ho přenášejí z jednoho místa na druhé. Díky tomuto zásadnímu rozdílu dokáží vyprodukovat 3–5 jednotek tepelné energie na každou jednotku spotřebované elektřiny. Tento poměr činí tuto technologii výrazně účinnější než i ty nejlepší konvenční systémy vytápění.
Existují různé parametry účinnosti, které se měří různými způsoby. Nejznámější je topný faktor (COP), který se měří v laboratorních podmínkách. Často se však setkáte také s klíčovými veličinami, jako je sezónní topný faktor (SCOP) a roční topný faktor (APF). Více informací o tomto tématu najdete v našem průvodci.
