https://www.zdroje-energie.cz/
Tepelná čerpadla představují moderní způsob vytápění rodinných domů, komerčních objektů a jiných a řadí se k alternativním, obnovitelným zdrojům energie (OZE).
Tepelné čerpadlo má schopnost odebrat nízkopotenciální teplo z okolního prostředí jako je např. vzduch, země, nebo voda a převést jej na vyšší teplotní úroveň a účelně využít na vytápění objektu, pro ohřev teplé vody či ohřev bazénu.
Tepelné čerpadlo ve zkratce spotřebuje 1/3 energie na svůj vlastní pohon a 2/3 energie odevzdá ve formě tepla. V tom spočívá výhoda použití tepelných čerpadel k vytápění objektů.
V principu se jedná o chladící zařízení, ale využíváme jej jako zdroj tepla. Protože je ve vzduchu, zemi a vodě obsaženo velké množství tepla, ale nízká teplotní hladina neumožňuje k přímému vytápění či ohřevu vody, musíme ho převést na vyšší teplotu.
Toto se děje pomocí čtyř základních částí chladícího okruhu:
kompresor, expanzní ventil, kondenzátor a výparník.
Chladivo je v plynném stavu stlačeno kompresorem a poté vpuštěno do kondenzátoru (strana výstupu topení). Zde odevzdá své skupenské teplo. Zkondenzované chladivo projde expanzním ventilem do výparníku (energie okolního prostředí), kde skupenské teplo (při nižší teplotě a tlaku) přijme a odpaří se. Poté opět pokračuje do kompresoru a cyklus se opakuje.
Jak se svět posouvá do uhlíkově neutrální budoucnosti, tepelná čerpadla budou klíčovým přispěvatelem k vytváření čisté tepelné energie.
JAKÉ JSOU TYPY SYSTÉMŮ TEPELNÝCH ČERPADEL?
Označování tepelných čerpadel je dvouslovné, první slovo udává odkud bereme energii a druhé slovo určuje teplosměnné médium. Teplosměnné médium je obvykle voda nebo vzduch. Existují různé varianty tepelných čerpadel, ale nejběžnějšími systémy tepelných čerpadel jsou: zemní tepelná čerpadla, vodní tepelná čerpadla a vzduchová tepelná čerpadla (nejprodávanější).
Tepelná čerpadla ZEMĚ - VODA
Tepelná čerpadla země – voda dokáží využít nízkopotenciální energii uloženou v horninách, podloží a převést ji do topné vody, která je vhodná k vytápění, ohřevu teplé vody, bazénu aj.
Teplo ze země odebíráme 2 způsoby:
- Zemním plošným kolektorem (ZPK)
- Geotermálním zemním vrtem – sondou
Zemní plošný kolektor je v podstatě akumulátor tepla. Teplo odebíráme z plochy pozemku. Plastové trubky, ve kterých cirkuluje nemrznoucí směs, jsou zakopány v hloubce cca 1,5m v rozestupu cca 80 cm od sebe. Nejedná se zde o geotermální teplo, ale čerpá se naakumulované teplo ze slunce, podzemní vody atp. V letních měsících se tento akumulátor nabíjí, v zimě se spotřebovává. Nevýhodou je většinou větší velikost pozemku, který by měl být dostatečně osluněn. Výhodou je zase lepší topný faktor (COP) a nižší náklady na instalaci vůči geotermálnímu vrtu.
Geotermální zemní vrt, jeho hloubka je obvykle 80-130 m, průměr cca 175 mm. Jsou však běžné i hlubší vrty. Ve vrtu jsou zasunuty plastové trubky obvykle 1 nebo 2 U trubky ze speciálního plastu ve kterých cirkuluje nemrznoucí kapalina, která přenáší teplo mezi zemí a TČ. Pro lepší vodivost je vrt vyplněn bentonitovou směsí. Nevýhodou jsou dražší pořizovací náklady a nutné povolení. Výhodou je vysoký topný faktor (COP).
Tepelná čerpadla VZDUCH - VODA
Tepelné čerpadlo vzduch – voda je přístroj, který odebírá energii ze vzduchu a předává ji do topného systému, ohřevu teplé vody, bazénu aj.
V ČR jsou pro instalaci tepelných čerpadel vzduch – voda ideální klimatické podmínky. Vzhledem k průměrné teplotě vzduchu v topné sezoně, která je +3°C, je jejich průměrný topný faktor podobný systémům země – voda. Vzduch jako zdroj tepla je nejdostupnější, v podstatě neomezený.
Velkou výhodou je snadná instalace a univerzálnost. Lze namontovat na skoro každou stavbu. Další výhodou jsou nižší pořizovací náklady, možnost využití pro chlazení. Nevýhodou je, že se výkon tepelného čerpadla mění s teplotou venkovního vzduchu. Pokud se teplota snižuje tak se současně snižuje i výkon tepelného čerpadla spolu s topným faktorem. Další nevýhodou je hluk z ventilátorů.
Princip je, že teplo ze vzduchu dokážeme jednoduše odebrat pomocí chladivového okruhu, ve kterém cirkuluje chladivo, to má na jedné straně výparníku tak nízkou teplotu, že může absorbovat teplo i při velmi nízkých teplotách v zimě pod -20°C. Chladivo „obohacené“ o tuto energii pak kompresorem stlačíme a tím jeho teplota vzroste na úroveň vhodnou k vytápění, chladivo pak celkovou energii ze vzduchu i elektrickou z kompresoru odevzdá v kondenzátoru topné vodě.
JAKÉ JSOU VÝHODY TEPELNÉHO ČERPADLA?
Tepelné čerpadlo přináší po instalaci v rodinném domě spousty finančních a také ekologických výhod. Vyrobená tepelná energie pochází z obnovitelných zdrojů. Na rozdíl od konvenčních kotlů nepotřebují tepelná čerpadla k výrobě energie spalování fosilních paliv.
Co tepelná čerpadla přináší za benefity:
⦁ Nízké provozní náklady
⦁ Bezobslužnost zařízení
⦁ Celoroční vytápění – bez ohledu na počasí
⦁ Tepelná čerpadla skvěle doplňují technologie, jako je podlahové vytápění, fotovoltaika
⦁ Bezpečnější než hořlavé formy vytápění
⦁ Možnost chlazení v létě
⦁ Možnost dotací (NZÚ, Kotlíková dotace atp.)
