Jak funguje tepelné čerpadlo?

Moderním a velice žádaným způsobem vytápění je tepelné čerpadlo. Jeho zvláštností oproti většině ostatních způsobů vytápění je, že dosahuje výrazně vyšší účinnosti, než je 100 %. Jak je to vůbec možné, být efektivní nad 100 %? Je to technologie a věda, žádná fantazie.

Tepelné čerpadlo jako lednička naruby

Určitě všichni doma máte nebo znáte ledničku. Ta využívá přirozeného jevu, že se teplo z teplejších oblastí přesouvá do oblastí chladnějších. Vložíte do chladničky “teplé” potraviny a ony se ochladí.

TČ pracuje přesně opačným způsobem. Dělá to cyklem komprese a odpařování, přičemž využívá chladiva jako topného média.

Tepelné čerpadlo Solar Solution
Tepelné čerpadlo Solar Solution

Čtyři fáze cyklu

Samotný proces ohřevu vzduchu nebo teplé vody (závisí na druhu TČ) se skládá ze 4 cyklů, které se neustále opakují. Pojďme se na ně podívat trochu blíže.

Výparník

V této fázi se přenáší teplo z vnějšího zdroje (vzduch, voda, země) do výměníku = výparníku. Tato byť nízká teplota odpařuje chladivo, které je schopné absorbovat teplo i ve velmi chladných podmínkách (až do -20°C).

Kompresor

V druhé fázi se odpařené chladivo o nízké teplotě stlačuje, teplota chladiva narůstá.

Kondenzátor

Ve třetí fázi v kondenzátoru ohřáté chladivo kondenzuje zpět na kapalinu a přenáší získané teplo do topné soustavy (ohřev vody, vzduchu).

Expanze

V této poslední fázi prochází znovu ochlazené médium přes expanzní ventil, který snižuje tlak. Klesá teplota a chladivo se vrací zpět do výparníku.

Jde tedy o princip, kdy změnou tlaku měníme bod varu kapalného média, a následně už řídíme pohyb vzniklého tepla.

Princip fungování tepelného čerpadla, schéma
zdroj: https://www.evergreenenergy.co.uk/heat-pumps/how-does-a-heat-pump-work/