Jak fungují tepelná čerpadla?

24. 11. 2023

čas čtení 6 minut

Tepelné čerpadlo využívá elektřinu k vytápění i chlazení budovy. Tato zařízení účinně přenášejí teplo z jednoho místa na druhé, podle toho, kde je to potřeba.

V zimě tepelné čerpadlo zajišťuje vytápění tím, že odebírá teplo z vnějšího prostředí budovy a přenáší ho dovnitř. V létě může zajišťovat chlazení tím, že přesouvá teplo z interiéru do exteriéru.


Jak tepelné čerpadlo funguje

Tepelné čerpadlo využívá stejnou technologii jako klimatizace, která ochlazuje váš domov pomocí chladiva. Jediný zásadní rozdíl mezi klimatizací a tepelným čerpadlem je v tom, že tepelné čerpadlo má zpětný ventil, který mu umožňuje také vytápět váš domov.

V režimu vytápění funguje tepelné čerpadlo jako klimatizace v opačném směru; místo aby váš domov chladilo, využívá chladivo k jeho ohřevu.
 


    Zdrojem tepla může být venkovní vzduch nebo teplo ze země. To je vháněno nebo čerpáno přes teplosměnnou plochu vnější části tepelného čerpadla.
    
    Toto teplo je dostatečně horké na to, aby se chladicí kapalina v tepelném čerpadle vypařila a změnila se na plyn.
    
    Tento plyn je pak převáděn přes kompresor, který zvyšuje tlak, čímž se zvyšuje jeho teplota.
    
    Plyn (nyní ohřátý) prochází přes vnitřní teplosměnnou plochu. Toto teplo pak může být buď vyfukováno v interiéru domu, nebo předáváno do systému ústředního vytápění nebo teplé vody.
   
    Při přenosu tepla do domu teplota plynu klesá, čímž se plyn vrací do kapalného stavu.
   
    Cyklus zpětného chlazení se opakuje, dokud váš domov nedosáhne požadované teploty nastavené na termostatu.
   

Pokud tepelná čerpadla získávají teplo zvenčí, jak zajišťují teplo v chladném dni?

I když je venku velmi chladno, určitá část tepelné energie stále existuje. Tepelná čerpadla tuto tepelnou energii účinně odebírají ze země nebo vzduchu v okolí budovy a využívají ji k zajištění tepla pro váš domov nebo firmu.

Aby tepelná čerpadla fungovala co nejlépe, je také důležité, aby byla v budově nainstalována dobrá energetická účinnost, například účinná izolace.
 
Jaké existují různé typy tepelných čerpadel?
Vzduchová a zemní.

Tepelná čerpadla lze také kombinovat s plynovými pecemi na fosilní paliva; tyto systémy se často označují jako hybridní tepelná čerpadla.
 
Jak funguje tepelné čerpadlo vzduch-zdroj?

Tepelné čerpadlo vzduch-zdroj odebírá teplo ze vzduchu a zvyšuje ho na vyšší teplotu. Existují dva hlavní typy tepelných čerpadel vzduch-voda a vzduch-vzduch.

    Tepelná čerpadla vzduch-voda odebírají teplo z venkovního vzduchu a přivádějí ho do mokrého systému ústředního vytápění (podobně jako stávající plynové ústřední vytápění). Jelikož je produkované teplo méně intenzivní než teplo z běžných kamen nebo kotle, může být nutné instalovat ve vašem domě větší radiátory nebo podlahové vytápění, abyste jej co nejlépe využili. Tepelná čerpadla vzduch-voda mohou být nejvhodnější pro novostavby nebo pro energeticky úsporné nemovitosti.

    Tepelná čerpadla vzduch-vzduch odebírají teplo z venkovního vzduchu a přivádějí ho do vašeho domu prostřednictvím ventilátorů. Tento typ systému lze použít k vytápění, ale nelze v něm vyrábět teplou vodu.
    
Jak funguje tepelné čerpadlo země-voda?

Systém tepelného čerpadla země-voda využívá přirozené teplo z podzemí tím, že jím v potrubí  pumpuje kapalinu. Tepelné čerpadlo pak zvyšuje teplotu a teplo se využívá k vytápění nebo ohřevu vody.

Plní stejnou úlohu jako pec nebo kotel v systému ústředního vytápění, ale k výrobě tepla využívá teplo z okolní země, nikoli spalování paliva.

Systémy tepelných čerpadel se skládají ze zemní smyčky (síť vodovodních trubek uložených pod zemí; čím větší je váš dům a čím větší je potřeba vytápění, tím větší je smyčka) a tepelného čerpadla na úrovni země.

Směs vody a nemrznoucí směsi je čerpána kolem zemní smyčky a absorbuje přirozeně se vyskytující teplo uložené v zemi. Směs vody se stlačuje a prochází výměníkem tepla, který odebírá teplo a předává ho tepelnému čerpadlu. Teplo je pak předáváno do vašeho domácího topného systému.

Toto teplo pak lze využít v radiátorech, pro ohřev teplé vody nebo v systému podlahového vytápění.
 
Jak funguje hybridní tepelné čerpadlo?

Hybridní systém tepelného čerpadla, nazývaný také duální energetický systém, integruje tepelné čerpadlo (vzduchové nebo zemní) s vaším tradičním systémem vytápění plynovou pecí nebo kotlem - a v budoucnu případně i vodíkovým kotlem.

Hybridní systém vytápění sleduje venkovní teplotu a automaticky volí energeticky nejúčinnější variantu, aby váš domov byl trvale teplý a voda teplá.
 

Proč jsou tepelná čerpadla důležitá pro dosažení nulových emisí uhlíku?

Přibližně 40 % celosvětových emisí pochází z budov a většina z nich je způsobena způsobem vytápění našich domovů a podniků.

Abychom dosáhli nulových čistých emisí uhlíku a vypořádali se se změnou klimatu, musíme přejít od vytápění, které je závislé na vysokoemisních palivech, k čistším, nízkouhlíkovým nebo bezemisním alternativám.

Tepelná čerpadla k tomu přispějí ze dvou hlavních důvodů:

    Systémy tepelných čerpadel jsou navrženy tak, aby z okolního prostředí získávaly větší množství tepelné energie, než kolik energie spotřebují na výrobu tepla. Mohou produkovat dvakrát až třikrát více tepla, než kolik spotřebují na vstupu elektrické energie.

    Vzhledem k tomu, že se stále více elektřiny vyrábí z obnovitelných zdrojů energie, jako je solární nebo větrná energie, stává se i elektřina používaná k napájení tepelných čerpadel čistší.

Zdroj v angličtině ZDE

0
Vytisknout
4867

Diskuse

Obsah vydání | 28. 11. 2023