Technologie

Technologie tepelných čerpadel

Fyzikální základ | Obvykle lze tepelnou energii získat z energetických zdrojů, které mají vyšší teplotu než jejich okolí. Například z plamene v kotli ústředního vytápění. Topné médium – obvykle voda – protéká kolem tohoto zdroje energie a odebírá z něj tepelnou energii díky velkému rozdílu teplot. V tomto procesu se tepelná energie přelévá z vyšší teploty do nižší. Tato energie, která je odnímána z plamene hořáku, transportuje médium (voda) pryč a dodává ji tam, kde je potřeba – do topné soustavy. 

Technologie tepelných čerpadel v podstatě pracuje podle velmi podobných principů. Jediným rozdílem je zdroj energie – geotermální energie nebo tepelná energie, obsažená ve vzduchu místo tepelné energie plamene hořáku. Protože však teplota okolního prostředí není vysoká, musí být médium, které se používá na jeho získání velmi chladné, aby vznikl použitelný teplotní spád. Zde platí fyzikální zákon, který říká, že teplo proudí jen z teplejšího prostředí do chladnějšího. To je důvod, proč je místo vody používáno jiné tekuté chladivo. Princip tohoto systému je v podstatě stejný jako je princip chladničky.

Energetický cyklus | Tepelné čerpadlo odčerpává tepelnou energii z okolí a přenáší ji do topného sytému. Tento proces probíhá následovně: Chladné tekuté chladivo je nejdříve čerpáno přes první výměník tepla, tzv. výparník tepelného čerpadla. Ten absorbuje tepelnou energii z okolí a chladivo se odpaří.

Chladivo, které je nyní plynné, je nasáto dovnitř a stlačeno kompresorem pro zvýšení tlaku a tím i teploty. Dále je v cestě druhý tepelný výměník – kondenzátor – který zajišťuje, že je takto vzniklá tepelná energie předána vodě v topné soustavě. Chladivo postupně opět kondenzuje a vrací se do tekutého stavu. 

Nakonec dochází ke snížení tlaku a teploty chladiva v expanzním ventilu a cyklus se opakuje.