Princip tepelných čerpadel

Princip tepelných čerpadel VZDUCH - VODA

Tyto tepelná čerpadla odebírají teplo z venkovního vzduchu, které předávají vodě v topném systému. Neuspokojují tedy jen požadavek na vytápění, ale také ohřívají teplou vodu. V tomto případě venkovní vzduch plní funkci nízkopotenciálního zdroje tepla, ale jeho teplota v roce značně kolísá. Hlavní myšlenkou je vyřešit vytápění během chladné zimy, jara a chlazení v parném létě a teplém podzimu. V době největší mrazů potřebujeme nejvíce topit a zároveň je venkovní vzduch nejchladnější. Dnešní tepelná čerpadla jsou už ale schopna pracovat i s tímto studeným vzduchem až do teplot −20 °C. Tepelné čerpadlo může být navrženo tak, aby pokrylo celou spotřebu tepla, ale častěji pracuje v bivalentním provozu s doplňkovým zdrojem. To bývá nejčastěji elektrické topné tělěso, které tepelnému čerpadlu při velkých mrazech pomáhá. Tato situace však nastává pouze několik dní v topné sezóně.

 Tepelné čerpadlo SINCLAIR - nákres 02


Jak pracují tepelná čerpadla VZDUCH - VODA

Celý systém se skládá z venkovní a vnitřní jednotky. Venkovní jednotka s výparníkem a ventilátorem je umístěna venku a nasává okolní vzduch. V tuto chvíli je do venkovní jednotky nastřikováno přes expanzní ventil kapalné chladivo. Ve výparníku dochází k předání tepla proudícího vzduchu chladivu. Mění tak svoje skupenství na plynné. Chladivo již v plynném stavu pokračuje dále do vnitřní jednotky, konkrétně do kompresoru, kde je stlačeno. Při stlačování chladiva v kompresoru dochází k nárustu tlaku a s ním i k nárustu teploty. Tím se původní nízkopotenciální teplo chladiva odebrané z venkovního vzduchu zvýší na úroveň, která je použitelná k vytápění nebo ohřevu vody. Chladivo s vysokou teplotou pak pokračuje do kondenzátoru, zde předává teplo vodě o nižší teplotě. Tím dojde k ochlazení chladiva a kondenzaci. Ohřátá voda, která přijala teplo z chladiva, putuje do radiátorů nebo podlahového vytápění a následně se teplo vyzařuje do místnosti. Zkondenzované chladivo pokračuje přes podchlazovací výměník k venkovní jednotce a celý cyklus se opakuje.

Tepelné čerpadlo SINCLAIR - nákres 03

1. Výměník (vysokotlaká část), plyn se ochlazuje a kondenzuje
2. Expanzní ventil, kapalina se rozpíná a ochlazuje
3. Výparník (nízkotlaká část), kapalina vypařuje a mění skupenství na plynné
4. Kompresor, plyn je stlačen a zahřívá se

Červená část = vysoký tlak
Modrá část = nízký tlak