Princip tepelného čerpadla

Zo studne sa čerpá voda, v tepelnom čerpadle sa ochladí a vypúšťa sa na iné miesto ako do čerpacej studne. Voda v kúrení prechádza tepelným čerpadlom, kde sa ohrieva. Potrebný prietok vody v studni je 15l za minútu pre výstupný výkon 10kW. Tepelné čerpadlo je energetické zariadenie, ktoré je schopné odobrať tepelnú energiu okolitému prostrediu pri relatívne nízkej teplote a prečerpať ju na teplotu, pri ktorej je možné vykurovať dom, ohrievať teplú úžitkovú vodu či bazén. Na toto prečerpanie je potreba dodať tepelnému čerpadlu malý podiel elektrické energie na ohrev kompresoru, ktorý spolu s ďalšími prvkami zabezpečuje správny chod tohto zariadenia. Pomer medzi získanou tepelnou energiou a dodanou elektrickou energiou sa nazýva vykurovací faktor. Hodnota vykurovacieho faktoru sa väčšinou pohybuje od 3 do 5,5, podľa toho pri akých podmienkach tepelné čerpadlo pracuje. Čím nižšia je výstupná teplota, tým vyšší je vykurovací faktor. Čím vyššia je teplota zdroja (voda, zem, vzduch), týme sú vykurovací faktor a úspory vyššie.

Vykurovací faktor teda ukazuje koľkokrát menej "prekúrite" energie oproti iným zdrojom tepla.

Napríklad pri tepelnom výkone 12kW má klasický elektrokotol za jednu hodinu spotrebu 12kWh energie. Tepelné čerpadlo s vykurovacím faktorom 4 za rovnakú dobu spotrebuje iba 3kWh. Spôsoby zisku tepelnej energie. Podľa toho odkiaľ čerpáme tepelnú energiu rozlišujeme tepelné čerpadlá na systémy voda-voda (prečerpváva sa voda zo studne), zem-voda (plošný kolektor alebo hlbinný vrt) a vzduch-vzduch (odber tepla z okolitého vzduchu) Tak si to zopakujme ešte raz a trochu inak.

Vieme, že tepelné čerpadlo je princípom "obrátená chladnička", vonku chladí a vnútri kúri. Ale ako vlastne ta chladnička chladí a hreje?

1. K zmene skupenstva (vody na vodnú paru) je potrebné dodať veľké množstvo tepla (energie). Niekoľkokrát viac ako na ohriatie vody na 100°C. Jednoduchý pokus: na varič dáme hrniec s vodou a ohrievame. Všimnime si, že voda sa začne variť za chvíľku, ale trvá jej veľmi dlho než sa vyparí. Aby voda vyvrela odoberá variču tepelnú energiu.

2. Pri spätnom procese - kondenzácii odovzdáva rovnaké množstvo energie, ako bolo potrebné k varu.

3. Voda na horách (pri nižšom tlaku) vrie pri nižšej teplote, v tlakovom hrnci sa varí pri vyššej teplote.

4. Ako pracovná látka - chladivo sa nepoužíva voda, ale látky optimálne podľa teploty a tlaku, chemických vlastností a ďalších.

5. V chladničke rovnako ako v tepelnom čerpadle, chladivo vrie pri nízkom tlaku a teplote. Pritom odoberá tepelnú energiu (chladí) okolitému prostrediu. Napríklad môžete chladiť vodu, ktorá sa čerpá zo studne a ochladená sa vypúšťa do trativodu.

6. Chladivo kondenzuje v tepelnom čerpadle v kondenzátore, kde odovzdáva tepelnú energiu vode teplovodného vykurovania.

7. Potrebné tlaky - nízky a vysoký zaisťujú ďalšie súčasti chladiaceho okruhu predovšetkým kompresor a expanzný ventil.

8. Tepelná energia predaná do kúrenia je cca 75% odobratej z vody a cca 25% z elektrickej energie. Čím je rozdiel teplôt medzi teplotou zdroja a výstupnou teplotu tým menej sa spotrebuje elektrikej energie. V spojení s podlahovým kúrením je podiel elektriky 20%, pre radiátory 30%.

9. Najteplejším zdrojom tepla v zime je voda zo studne 8 až 11°C.

Scroll to Top