Upozornenie vopred: Ak napriek výkladu nasledujúce nepochopíte, nerobte si z toho ťažkú hlavu.

                                                                                        Najdôležitejšie je, že to FUNGUJE              

 

            Princíp činnosti tepelného čerpadla

 Tepelné čerpadlo je zariadenie, ktoré pracuje na princípe využitia nízkopotenciálneho tepla z nášho okolia (tj. z vody, vzduchu, zeme či odpadového tepla), kedy jeho prečerpaním dôjde ku zmene teploty na úroveň využiteľnú vo vykurovacom systéme. Výhodou tepelného čerpadla je skutočnosť, že približne 70 až 75% z výsledného množstva ním vyrobemej energie získava z okolitého prostredia a iba 25 až 30% energie spotrebuje na premenu nízkopotenciálneho tepla na využiteľné teplo.

Konštrukčne je tepelné čerpadlo tvorené dvoma jednotkami. Vonkajšia jednotka je s vnútornou jednotkou prepojená potrubím, v ktorom cirkuluje pracovné médium - teplonosná látka. Paradoxne, teplonosnou látkou je - chladivo - s veľmi nízkym bodom varu, takže pri vlastnej teplote nižšej ako je jeho bod varu je v skupenstve kvapalnom a pri teplote vyššej ako je jeho bod varu mení svoje skupenstvo na plynné.

Tepelné čerpadlo odoberá teplo z jedného prostredia (vonkajšieho) a odovzdáva ho inému              (vykurovaciemu okruhu). Pravidelne sa v ňom opakuje cyklus, ktorý má 4 fázy.

 

                                                               

 

1. fáza: Stláčanie ( kompresia ) - Teplonosná látka sa v plynnom stave stláča v kompresore. V tejto fáze sa energia obsiahnutá v teplonosnej látke nemení, ale vplyvom zmeny objemu dochádza k jej ohriatiu. Stlačenie látky do menšieho objemu má za následok zvýšenie jej teploty.

2. fáza: Skvapalňovanie ( kondenzácia ) - Teplonosná látka  vo výmenníku tepla ( kondenzátore ) odovzdáva teplo cez steny výmenníka do vykurovanej vody. Vplyvom ochladenia teplonosnej látky vo výmenníku dochádza k jej skvapalneniu a odovzdaniu ďalšieho tepla získaného zo zmeny skupenstva. V tejto fáze sa tepelná energia obsiahnutá v látke znižuje, nakoľko odovzdáva teplo do vykurovania.

3. fáza: Expanzia - Stlačená látka je prepúšťaná cez expanzný ventil do priestoru výparníka. Zníženie tlaku látky má za následok zníženie jej teploty. V tejto fáze sa tepelná energia v látke nemení, ale vplyvom zmeny objemu sa ochladí.

4. fáza: Odparovanie - Teplonosná látka sa odparuje vo výparníku a tým odoberá z vnútorných stien výparníka teplo potrebné na zmenu skupenstva. Odoberaním tepla z výparníka sa energia obsiahnutá v látke zvyšuje. Výsledkom je že rebrá výparníka sú chladnejšie, ako teplota okolitého vzduchu, takže teplo z okolia sa cez steny výparníka prenáša do teplonosnej látky. Pre lepšiu účinnosť odovzdávania tepla zo vzduchu do teplonosnej látky sú súčasťou výparníka rebrá pre zväčšenie jeho plochy a pomocný ventilátor, ktorý zabezpečuje dostatočnú výmenu vzduchu ktorý ohrieva výparník.

Z výparníka sa teplonosná látka vracia naspäť do kompresora a celý proces sa opakuje...

Tepelné čerpadlo zvláda zdanlivo nemožné: Z jedného kilowatu elektrickej energie dokáže vytvoriť štyrikrát toľko vykurovacieho výkonu, lebo okolo 75% potrebného výkonu zoberie zo životného prostredia, kde je teplo počas celého roka neobmedzene k dispozícii. Aj pri -20 °C je schopné tepelné čerpadlo vykurovať teplom z vonkajšieho vzduchu. Preto sú tepelné čerpadlá energeticky úsporné a ekologické.