Tepelné čerpadlo: co to je, k čemu slouží a rozsah použití
Pravděpodobně lidé, kteří alespoň jednou přemýšleli o autonomním vytápění vlastního domu, se setkali s pojmem „tepelné čerpadlo“, ale plně nepochopili, co to je. Dnes se pokusíme tento pojem podrobně vysvětlit.
Lidé jsou zvyklí získávat teplo ve svých domovech tím, že něco spálí. Například dříve měl každý soukromý dům kamna na dřevo. Lidé pálili dřevo, uhlí a vytápěli své domy. V zásadě se tento způsob vytápění zachoval dodnes, ale je stále méně obvyklý. Ve městech se spalují plyn, uhlí a ropné produkty k vytápění výškových budov. To znamená, že princip získávání tepla zůstává stejný: musíte něco spálit, aby se to zahřálo.
Ale musíte pochopit, že tento způsob výroby tepla nemůže trvat věčně. Dříve nebo později začnou zdroje na spalování docházet. Tato myšlenka pronásledovala mnoho lidí, a tak začali přemýšlet o alternativních zdrojích tepla.
Tepelné čerpadlo je jedním z alternativních způsobů výroby tepla. Když se na to podíváte, kolem lidí je ve vzduchu, vodě a zemi velké teplo. Tepelné čerpadlo z nich pomáhá generovat teplo, aniž by se něco spálilo.
Tepelné čerpadlo - co to je?
Tepelné čerpadlo je zařízení, které vyrábí teplo z okolního prostředí a dodává ho do systému vytápění domu.Tepelná čerpadla jsou poháněna energií, která se však nevynakládá na vytápění domácnosti jako u elektrického krbu, ale na přenos tepla z okolí do domácnosti. Díky tomuto přístupu je účinnost vynaložené energie mnohem vyšší než u přímého vytápění domu. Šetří se tedy elektřina, což má pozitivní vliv na životní prostředí.
Tepelná čerpadla: typy
Tepelná čerpadla se dodávají ve třech typech v závislosti na způsobu výroby tepla:
- Vzduch – vytváří teplo ze vzduchové hmoty.
- Geotermální – vyrábí teplo ze země.
- Voda – vyrábí teplo z vody řek, jezer, moří a podzemních zdrojů.
Princip fungování je jednoduchý. V jednom z výše popsaných prostředí je umístěn radiátor výměníku tepla, který shromažďuje teplo ze země, vzduchu nebo vody. Pomocí tepelného čerpadla se toto teplo akumuluje, jeho teplota se zvyšuje a je posíláno do systému vytápění domu.
Ve skutečnosti každý člověk ve svém životě viděl tepelné čerpadlo v provozu. Významnými představiteli těchto čerpadel jsou lednice a klimatizace. Ano, fungují na chlazení. Ale tepelné čerpadlo může fungovat jak pro vytápění, tak pro chlazení. Vše závisí na tom, jak je uspořádán cyklus výměny tepla. V chladničce je termodynamický cyklus organizován pro chlazení. Ale pokud to nasměrujete v opačném pořadí, bude chladnička fungovat jako topení. Ne, to neznamená, že je někde v lednici termodynamický spínač cyklu. To znamená, že princip fungování je diametrálně opačný, ale velmi podobný. Protože velmi často systém při vytápění tepelným čerpadlem využívá jako chladicí kapalinu i freon.
Na základě typu chladicí kapaliny ve vstupních a výstupních systémech jsou modely tepelných čerpadel rozděleny do 8 kategorií:
- "země-voda";
- "voda-voda";
- "vzduch-voda";
- "země-vzduch";
- "voda-vzduch";
- "vzduch-vzduch";
- "freon-voda";
- „freon-air“.
„Freon-air“ je chladicí systém v klimatizacích a ledničkách. K vytápění se častěji používá freon-voda, vzduch-vzduch a vzduch-voda.
V souladu s tím bude účinnost tepelného čerpadla a topného systému záviset na použitém chladivu a klimatických podmínkách. Například v horkých zemích se systém vzduch-vzduch osvědčil jako vynikající. V chladnějších zemích se častěji používá vzduch-voda, ale účinnost tohoto systému klesá při mrazech pod -25. Pokud mráz klesne pod, topný systém to nezvládne a je nutné připojit další zdroje tepla.
V horských oblastech jsou běžné systémy země-vzduch a voda-vzduch. Obyvatelé horských krajin aktivně „odčerpávají“ teplo z hor. Kromě toho mohou být instalace jak horizontální, tak vertikální. Ve vertikálních systémech je běžný následující princip výroby tepla:
- kopání hluboké studny;
- do něj je spuštěn výměník tepla, kterým protéká nemrznoucí směs, zředěný alkohol, freon nebo jen voda;
- studna je naplněna vodou a voda „přináší“ teplo z kamenů do tepelného výměníku.
Hloubka takových vrtů dosahuje 170 metrů.
Obecně platí, že nejúčinnějším způsobem vytápění je shromažďování tepla ze země. Tato metoda je dobrá, protože teplota půdy i v malých hloubkách zůstává po celý rok neměnná. Teplota vody nebo vzduchu se mění, ale země ne. Proto jsou zemní topná zařízení prakticky nezávislá na povětrnostních podmínkách.Skandinávské země jsou v používání takového systému před ostatními. Jsou posedlí zelenou energií a ochranou životního prostředí, díky čemuž jsou o něco lepší než jiné země. Podstatou této metody je, že soustava radiátorů musí být zapuštěna do země do hloubky minimálně 50 centimetrů, pod úroveň mrazu půdy. Obvykle je to 1,2–2 metry „pod zemí“. Nemrznoucí směs se nalije do systému radiátorů, což přinese „teplo země“ do domu. Nemrznoucí směs „pohání“ tepelné čerpadlo systémem. Problémem této metody je, že je velmi drahá a vyplatí se za 10–15 let.
Závěr
Tepelné čerpadlo je nezbytnou součástí systému vytápění nebo chlazení, který využívá teplo z okolního prostředí. Tepelné čerpadlo je elektrické zařízení, které „pohání“ teplosměnnou kapalinu topným systémem. Je důležité si jej pořídit, když plánujete ve svém domě organizovat autonomní vytápění s využitím tepla přírody.
V našich zeměpisných šířkách není tento způsob vytápění bydlení příliš běžný z důvodu vysoké ceny, pracnosti provedení a specifického klimatu. Pokud je klima příliš chladné, tento způsob vytápění si neporadí, takže budete muset stále používat tradiční vytápění.
