Odhaľte genialitu fungovania tepelného čerpadla.
Čo sa skrýva za tepelným čerpadlom
Základný princíp fungovania tepelného čerpadla.
Princíp fungovania tepelného čerpadla je podobný princípu fungovania chladničky, len v opačnom smere. Namiesto odoberania tepla a jeho uvoľňovania do vašej kuchyne, tepelné čerpadlo čerpá teplo z okolia a prenáša ho do vášho domu. Aj v mrazivom počasí obsahujú vzduch, zem a voda energiu, ktorú je možné využiť. V podstate to funguje prostredníctvom termodynamického procesu, ktorý presúva energiu z nižšej na vyššiu úroveň teploty. Pozrime sa na to bližšie:
Princíp fungovania krok za krokom
Štyri kroky cyklu tepelného čerpadla.
- 1/4
Výparník zbiera teplo z okolia ( vzduch, zem alebo voda) a prenáša ho do chladiacej kvapaliny cirkulujúcej v tepelnej čerpadle. Toto chladivo má veľmi nízku teplotu varu, čo mu umožňuje absorbovať teplo a premeniť sa z kvapaliny na plyn aj pri nízkych teplotách. Špeciálne vlastnosti chladiva mu umožňujú zachytávať tepelnú energiu aj vtedy, keď je teplota zdroja pomerne nízka – v moderných systémoch až -20 °C.
- 2/4
Elektricky poháňaný kompresor stláča plynné chladivo. Tento proces výrazne zvyšuje jeho teplotu v dôsledku Joule-Thompsonovho javu. Ten hovorí, že plyny menia svoju teplotu, keď sa rozťahujú bez pridaní vonkajšej energie. A práve tu sa deje zázrak – proces stlačenia zvyšuje teplotu na úroveň vhodnú pre vykurovanie domácností.
- 3/4
V kondenzátore teraz horúce chladivo odovzdáva svoje teplo do vykurovacieho systému vášho domu prostredníctvom výmenníka tepla. Keď chladivo uvoľňuje teplo, ochladzuje sa a vracia sa do kvapalného stavu, zatiaľ čo váš vykurovací systém distribuuje teplo po celom dome.
- 4/4
Nakoniec chladivo prechádzaexpanzným ventilom, ktorý ďalej znižuje jeho tlak a teplotu. Teraz je pripravené na začatie nového cyklu – zbieranie energie z okolia pre váš domov.
Rôzne typy tepelných čerpadiel
Zdrojom tepla je tepelné čerpadlo.
- Tepelné čerpadlá s vzduchovým zdrojomZistiť viac
Tepelné čerpadlá využívajúce vzduch ako zdroj tepla odoberajú teplo z okolitého vzduchu a prenášajú ho do vykurovacieho systému vášho domu. Sú obzvlášť obľúbené vďaka svojej jednoduchosti inštalácie a univerzálnosti. V závislosti od konštrukcie môže byť chladiaci cyklus integrovaný buď úplne v jednej jednotke, alebo rozdelený medzi vnútornú a vonkajšiu jednotku.
- Tepelné čerpadlá s využitím geotermálnej energieZistiť viac
Tepelné čerpadlá využívajúce zemský zdroj energie využívajú energiu zeme prostredníctvom kolektorov alebo vrtov. Zem má počas celého roka relatívne konštantnú teplotu, vďaka čomu sú tieto systémy mimoriadne efektívne aj počas najchladnejších zimných dní. Hoci ich inštalácia vyžaduje rozsiahlejšie zemné práce, konzistentný výkon a vyššia účinnosť často robia túto investíciu opodstatnenou.
- Tepelné čerpadlá s vodným zdrojomZistiť viac
Tepelné čerpadlá s vodným zdrojom čerpajú teplo z podzemnej vody alebo blízkych vodných zdrojov. Vďaka vynikajúcim vlastnostiam vody pri prenose tepla dosahujú spravidla najvyššiu účinnosť zo všetkých typov tepelných čerpadiel. Vyžadujú prístup k vhodnému vodnému zdroju a príslušné povolenia, ale poskytujú výnimočný výkon po celý rok.
Tepelné čerpadlá pri nízkych teplotách
Ako fungujú tepelné čerpadlá v zime?
Otázka, ktorá je obzvlášť dôležitá pre tepelné čerpadlá využívajúce vzduch ako zdroj tepla. Moderné tepelné čerpadlá sú navrhnuté tak, aby fungovali efektívne aj v chladnom počasí. Hoci ich účinnosť s klesajúcou vonkajšou teplotou mierne klesá, súčasné systémy si zachovávajú efektívnu vykurovaciu kapacitu aj pri teplotách až -20 °C.
Pre extrémne chladné zimy je mnoho systémov s tepelným čerpadlom doplnených záložným vykurovacím prvkom, ktorý sa aktivuje len v prípade potreby, čím sa zabezpečí, že váš domov zostane teplý bez ohľadu na vonkajšie podmienky. Alternatívne hybridné systémy kombinujú tepelné čerpadlo s iným vykurovaním, napríklad plynovým kotlom, aby sa optimalizovala účinnosť za všetkých poveternostných podmienok.
Chladenie pomocou tepelného čerpadla
Ako môže tepelné čerpadlo v lete chladiť váš domov.
Tepelné čerpadlá dokážu viac než len vykurovať váš domov – v lete ho dokážu aj ochladiť. V systémoch určených na chladenie prebieha proces jednoducho naopak: čerpadlo odoberá teplo z vašich miestností a uvoľňuje ho do vzduchu, zeme alebo vody vonku. Na rozvádzanie chladu v interiéri sa často používa systém podlahového kúrenia.
V našom sprievodcovi sa dozviete všetko o aktívnom a pasívnom chladení pomocou tepelného čerpadla.
Výhoda efektívnosti
Účinnosť tepelného čerpadla.
Tepelné čerpadlá sú mimoriadne efektívne, pretože negenerujú teplo – jednoducho ho presúvajú z jedného miesta na druhé. Tento zásadný rozdiel im umožňuje dodávať 3 až 5 jednotiek tepelnej energie na každú jednotku spotrebovanej elektriny. Vďaka tomuto pomeru je táto technológia výrazne efektívnejšia ako aj tie najlepšie konvenčné vykurovacie systémy.
Existujú rôzne parametre účinnosti, ktoré sa merajú rôznymi spôsobmi. Najznámejší je koeficient výkonu (COP), ktorý sa meria v laboratórnych podmienkach. Kľúčovými hodnotami, s ktorými sa často stretnete, sú však aj sezónny koeficient výkonu (SCOP) a ročný koeficient výkonu (APF). Viac informácií o tejto téme nájdete v našom sprievodcovi.
