Tepelná čerpadla

Tepelné čerpadlo je stroj, který čerpá teplo z jednoho místa na jiné vynaložením vnější práce. Obvykle je to z chladnějšího místa na teplejší.

Princip tepelného čerpadla je základem řady strojů a zařízení:

• chladnička a mraznička
• klimatizace
• některé druhy vytápění

Princip

Nejčastějším typem je kompresorové tepelné čerpadlo. Pracuje na principu obráceného Carnotova cyklu (pozn. Přímý Carnotův cyklus se užívá u tepelných motorů). Chladivo v plynném stavu je stlačeno kompresorem a poté vpuštěno do kondenzátoru. Zde odevzdá své skupenské teplo. Zkondenzované chladivo projde expanzní tryskou do výparníku, kde skupenské teplo (při nižším tlaku a teplotě) přijme a odpaří se. Poté opět pokračuje do kompresoru a cyklus se opakuje.

Jednou z charakteristik práce tepelného čerpadla je topný faktor.

Tepelná čerpadla k vytápění

Charakteristikou tepelných čerpadel je jejich relativně omezený výkon, pokud mají zároveň zůstat ekonomická. Ještě před několika lety byla drtivá většina novostaveb energeticky až dvakrát náročnější na vytápění. S příchodem nových materiálů, zateplovacích technologií, úspornějších systému hospodaření s teplem a především nástupem nízkoenergetických staveb dnes potřebují budovy ke svému provozu mnohem méně tepla než v minulosti. Technologie současných tepelných čerpadel sice zůstává od jejich objevu takřka stejná (princip je znám přes sto let), ale je možné navrhovat mnohem menší a levnější zařízení, jež dokážou běžný dům bez problémů zásobit. Navíc se stoupajícími cenami alternativních zdrojů energie role těchto zařízení díky znatelné návratnosti investic roste.

Dnes je tepelným čerpadlem vybavena takřka každá desátá novostavba.

Nejčastěji se používají tato tepelná čerpadla:

• tepelné čerpadlo země/voda – teplo je do vody předáváno nemrznoucí směsí, která sbírá teplo v potrubí uloženém do vrtu nebo kolektoru pod povrchem země
• tepelné čerpadlo vzduch/voda
• tepelné čerpadlo voda/voda
• tepelné čerpadlo vzduch/vzduch - jako zdroj vytápění nutno brát s rezervou, tyto systémy jsou většinou konstruovány především jako klimatizace, která ale v zimě může pracovat obráceně, tedy jako tepelné čerpadlo

Moderní tepelná čerpadla disponují frekvenčním měničem - plynulou regulací výkonu a elektronickým expanzním ventilem (EEV), např. systém vzduch voda AC Heating.

Tepelné čerpadlo se označuje dvojslovem, kde první slovo (před lomítkem) znamená zdroj, odkud se energie čerpá a druhé slovo označuje teplosměnné médium.

 Zdroje energie

• země - geotermální energie uložená v horninách nebo naakumulovaná sluneční energie v horních vrstvách zeminy. Využívá se u čerpadel země/voda.
• vzduch - používá se u systémů vzduch/voda a vzduch/vzduch.
• voda - nejčastěji podzemní voda z vrtu, která je v tepelném čerpadle ochlazena a jiným vrtem se vrací zpět do země. Používá se pro tepelná čerpadla voda/voda.