|
|
Princip činnosti tepelného čerpadla
Princip funkce tepelného čerpadla je analogický s funkcí běžné chladničky. Chladnička odnímá teplo z vnitřního prostoru potravin a odevzdává jej kondenzátorem na své zadní straně do místnosti. Tepelné čerpadlo naopak odnímá teplo venkovnímu prostředí a odevzdává jej do domu pro potřeby vytápění nebo ohřevu teplé vody. Venkovním prostředím je v tomto případě míněna země, voda nebo vzduch v okolí daného domu. I když je v okolní zemi, vodě nebo vzduchu obsaženo velké množství tepla, jeho nízká teplotní hladina neumožňuje přímé využití pro vytápění nebo ohřev vody. Pokud chceme využít toto tzv. nízkopotenciální teplo, musíme je převést na teplotu vyšší. Toho docílíme zvýšením tlaku teplonosného média pomocí kompresoru.
Technický princip
Tepelné čerpadlo obsahuje čtyři základní části chladícího okruhu: výparník, kompresor, kondenzátor a expanzní ventil (viz schematický obrázek vpravo). Teplo odebrané venkovnímu prostředí se ve výparníku předává kapalnému chladivu při relativně nízké teplotě. Zahřátím chladiva dojde k jeho odpaření a páry jsou následně stlačeny v kompresoru na vysoký tlak. Stlačené chladivo zvýší svoji teplotu a je přiváděno do kondenzátoru, kde předává teplo do topné vody za vyšší teploty než bylo teplo ve výparníku odebráno. Během tohoto procesu pracovní látka kondenzuje a stává se znovu kapalnou. V expanzním ventilu dochází ke snížení tlaku chladiva na původní hodnotu ve výparníku, čímž dojde ke snížení teploty chladiva. Celý cyklus se znovu opakuje. Zjednodušeně lze říci, že tepelné čerpadlo spotřebovává přibližně jednu třetinu svého výkonu ve formě elektrické energie. Zbývající dvě třetiny tvoří teplo, které je odnímáno z ochlazované látky (vzduchu, země, vody). Pro ohřátí topné vody např. z 40 °C na 45 °C tepelné čerpadlo ochladí venkovní okolí (např. půdu) z 10 °C na 5 °C, přičemž zpětný ohřev tohoto okolí je zajištěn pomocí sluneční energie, resp. přenosem tepla ze širšího okolí.
Pokud je potřebný topný výkon pokryt pouze TČ, hovoříme o monovalentním provozu. Pokud při určité venkovní teplotě, kterou nazýváme teplotou bivalence nestačí samotné TČ pokrýt potřebný topný výkon, je nutno využít další zdroj, který je s TČ paralelně propojen. V takovém případě se jedná o bivalentní provoz. V případě, že tento další tepelný zdroj využívá stejné energie jako TČ ke svému provozu, tzn. elektřinu, hovoříme o monoenergetickém provozu.
|
|
Princip činnosti tepelného čerpadla (Zdroj: www.klimaexpert.cz)(Pro zvětšení obrázku na něj přemístěte myš.) |
