Tepelné čerpadlo: čo to je, na čo slúži a rozsah použitia

Pravdepodobne ľudia, ktorí aspoň raz premýšľali o autonómnom vykurovaní vlastného domu, sa stretli s pojmom „tepelné čerpadlo“, ale úplne nepochopili, čo to je. Dnes sa pokúsime tento pojem podrobne vysvetliť.

Ľudia sú zvyknutí, že z toho, že niečo spália, sa im v domácnostiach teplo. Napríklad predtým mal každý súkromný dom pec na spaľovanie dreva. Ľudia pálili drevo, uhlie a vykurovali svoje domy. V zásade sa tento spôsob vykurovania zachoval dodnes, ale je čoraz menej bežný. V mestách sa spaľujú plyn, uhlie a ropné produkty na vykurovanie výškových budov. To znamená, že princíp získavania tepla zostáva rovnaký: musíte niečo spáliť, aby sa zahrialo.

Musíte však pochopiť, že tento spôsob výroby tepla nemôže trvať večne. Skôr či neskôr sa zdroje na spaľovanie začnú míňať. Táto myšlienka prenasledovala mnohých ľudí, a tak začali uvažovať o alternatívnych zdrojoch tepla.

Tepelné čerpadlo je jedným z alternatívnych spôsobov výroby tepla. Ak sa na to pozriete, okolo ľudí je veľa tepla vo vzduchu, vode a zemi. Tepelné čerpadlo z nich pomáha vytvárať teplo bez toho, aby sa niečo spálilo.

Tepelné čerpadlo - čo to je?

Tepelné čerpadlo je zariadenie, ktoré vytvára teplo z okolia a dodáva ho do vykurovacieho systému domu.Tepelné čerpadlá sú poháňané energiou, ktorá sa však nevynakladá na vykurovanie domácnosti ako v elektrickom krbe, ale na prenos tepla z okolia do domácnosti. Vďaka tomuto prístupu je efektívnosť vynaloženej energie oveľa vyššia ako pri priamom vykurovaní domu. Preto sa šetrí elektrina, čo má pozitívny vplyv na životné prostredie.

Tepelné čerpadlá: typy

Tepelné čerpadlá sa dodávajú v troch typoch v závislosti od spôsobu výroby tepla:

1. Vzduch – vytvára teplo zo vzdušnej hmoty.
2. Geotermálna – vyrába teplo zo zeme.
3. Voda – vyrába teplo z vody riek, jazier, morí a podzemných zdrojov.

Princíp fungovania je jednoduchý. V niektorom z vyššie popísaných prostredí je umiestnený výmenník tepla, ktorý zbiera teplo zo zeme, vzduchu alebo vody. Pomocou tepelného čerpadla sa toto teplo akumuluje, jeho teplota sa zvyšuje a posiela sa do vykurovacieho systému domu.

V skutočnosti každý človek vo svojom živote videl tepelné čerpadlo v prevádzke. Významnými predstaviteľmi týchto čerpadiel sú chladnička a klimatizácia. Áno, fungujú na chladenie. Tepelné čerpadlo však môže fungovať na vykurovanie aj chladenie. Všetko závisí od toho, ako je organizovaný cyklus výmeny tepla. V chladničke je termodynamický cyklus organizovaný na chladenie. Ak ho však nasmerujete v opačnom poradí, chladnička bude fungovať ako ohrievač. Nie, to neznamená, že niekde v chladničke je prepínač termodynamických cyklov. To znamená, že princíp fungovania je diametrálne odlišný, no veľmi podobný. Pretože veľmi často pri vykurovaní tepelným čerpadlom systém využíva aj freón ako chladivo.

Na základe typu chladiacej kvapaliny vo vstupných a výstupných systémoch sú modely tepelných čerpadiel rozdelené do 8 kategórií:

• "zem-voda";
• "voda-voda";
• "vzduch-voda";
• "zem-vzduch";
• "voda-vzduch";
• "vzduch-vzduch";
• "freón-voda";
• „freon-air“.

„Freon-air“ je chladiaci systém v klimatizáciách a chladničkách. Na vykurovanie sa častejšie používa freón-voda, vzduch-vzduch a vzduch-voda.

V súlade s tým bude účinnosť tepelného čerpadla a vykurovacieho systému závisieť od použitého chladiva a klimatických podmienok. Napríklad v horúcich krajinách sa systém vzduch-vzduch osvedčil ako vynikajúci. V chladnejších krajinách sa častejšie používa vzduch-voda, ale účinnosť tohto systému klesá pri mrazoch pod -25. Ak mráz klesne pod, vykurovací systém to nezvláda a je potrebné pripojiť ďalšie zdroje tepla.

V horských oblastiach sú bežné systémy zem-vzduch a voda-vzduch. Obyvatelia horskej krajiny aktívne „odčerpávajú“ teplo z hôr. Okrem toho môžu byť inštalácie horizontálne aj vertikálne. Vo vertikálnych systémoch je bežný nasledujúci princíp tvorby tepla:

• kopanie hlbokej studne;
• do nej je spustený výmenník tepla, cez ktorý preteká nemrznúca zmes, zriedený alkohol, freón alebo len voda;
• studňa je naplnená vodou a voda „prináša“ teplo z kameňov do výmenníka tepla.

Hĺbka takýchto studní dosahuje 170 metrov.

Vo všeobecnosti je najúčinnejším spôsobom vykurovania zber tepla zo zeme. Táto metóda je dobrá, pretože teplota pôdy, dokonca aj v malých hĺbkach, zostáva nezmenená po celý rok. Teplota vody alebo vzduchu sa mení, ale pevniny nie. Zemné vykurovacie zariadenia sú preto prakticky nezávislé od poveternostných podmienok.Škandinávske krajiny sú v používaní takéhoto systému pred ostatnými. Sú posadnutí zelenou energiou a ochranou životného prostredia, vďaka čomu sú o niečo lepší ako iné krajiny. Podstatou tejto metódy je, že sústava radiátorov musí byť zapustená do zeme do hĺbky minimálne 50 centimetrov, pod úroveň mrazu pôdy. Zvyčajne je to 1,2 až 2 metre „pod zemou“. Nemrznúca zmes sa naleje do radiátorového systému, ktorý prinesie „teplo zeme“ do domu. Nemrznúca zmes „poháňa“ tepelné čerpadlo cez systém. Problémom tejto metódy je, že je veľmi drahá a vyplatí sa nie menej ako 10-15 rokov.

Záver

Tepelné čerpadlo je nevyhnutnou súčasťou vykurovacieho alebo chladiaceho systému, ktorý využíva teplo z okolia. Tepelné čerpadlo je elektrické zariadenie, ktoré „poháňa“ teplovýmennú kvapalinu cez vykurovací systém. Je dôležité si ho kúpiť, keď plánujete organizovať autonómne vykurovanie vo svojom dome pomocou tepla prírody.

V našich zemepisných šírkach nie je tento spôsob vykurovania bývania príliš bežný pre jeho vysokú cenu, náročnú realizáciu a špecifickú klímu. Ak je klíma príliš chladná, tento spôsob vykurovania nezvládne, takže budete musieť stále používať tradičné vykurovanie.