Shrnutí: Tepelná čerpadla vzduch/vzduch mají proces, který pomocí principu komprese par přenáší horký vzduch z místa na místo přesně stejným způsobem, jako to dělá systém chladničky. V tomto článku popíšu princip fungování tepelného čerpadla vzduch/vzduch a další důležité informace, které vás mohou zajímat.
- Tepelné čerpadlo vzduch/vzduch odebírá vzduch z okolí domu, zahřeje jej a vzniklé teplo přenáší do domu nebo budovy které vytápí a ohřívá jim vodu
- Může se používat i opačně – tedy ke chlazení jakožto klimatizace
- Může fungovat při nízkých teplotách až do -25 stupňů, a některé společnosti nabízí záruku až na 10 let
Princip fungování tepelného čerpadla vzduch/vzduch
Tepelné čerpadlo vzduch/vzduch je jednoduchý, ale účinný způsob vytápění a chlazení domu, který pomáhá zvýšit energetickou účinnost domu a snížit závislost na přímém spalování paliv při výrobě tepla. Tepelné čerpadlo se zdrojem tepla ze vzduchu pracuje tak, že získává tepelnou energii, která se přirozeně nachází ve venkovním vzduchu, a přenáší ji do vnitřních prostor, kde se využívá k vytápění a ohřevu vody. V režimu chlazení tepelné čerpadlo se zdrojem vzduchu tento proces obrací a přenáší teplo z interiéru do exteriéru.
Jak funguje tepelné čerpadlo vzduch/vzduch
Vzduch o teplotě vyšší než absolutní nula vždy obsahuje nějaké teplo a mnohá z těchto tepelných čerpadel dokáží získávat teplo i při nízkých teplotách jako -25 stupňů Celsia. Na tepelná čerpadla jsou poměrně dlouhé záruční doby, které dosahují až 10 let. Tepelná čerpadla vzduch/vzduch prohánějí vzduch pomocí ventilátorů a získávají teplo ze vzduchu do chladiva procházejícího jednotkou, které pak směřuje do domu k použití v topných zařízeních.
Systémy vzduchových tepelných čerpadel se skládají ze čtyř hlavních prvků, které umožňují přechod chladiva z kapalného stavu do plynného:
- Kompresor
- kondenzátor
- expanzní ventil
- výparník
Když chladivo prochází topným systémem, vysoká teplota (obvykle 100 stupňů nebo více) ho přemění na páru nebo plyn, zatímco energie produkuje teplo. Plyn pak prochází kompresorem, který zvyšuje jeho teplotu, a následně expanzním ventilem, díky němuž se do budovy dostává horký vzduch. Dále horký vzduch prochází kondenzátorem, který plyn opět mění na kapalinu. Teplo vyrobené energií ve fázi vypařování opět prochází výměníkem tepla, čímž se cyklus znovu spustí, a je využito pro zprovoznění radiátorů, pro podlahové vytápění nebo pro ohřev teplé užitkové vody.
Využívá jak vnitřní, tak venkovní zařízení k vytvoření kompletního systému vzduchového tepelného čerpadla. Hlavní jednotka tepelného čerpadla se zdrojem vzduchu bude umístěna venku, zatímco všechna ostatní zařízení budou obvykle umístěna uvnitř.
Získávání tepelné energie přirozeně uložené ve venkovním vzduchu pomocí ventilátorů, které tlačí vzduch přes řadu cívek, v nichž proudí chladivo. Díky nízkému bodu varu může chladivo absorbovat tepelnou energii z venkovního vzduchu a vypařuje se z kapaliny na plyn. Plynné chladivo se stlačuje pomocí kompresoru, aby se zvýšil tlak, což zase zvyšuje teplotu a pomáhá maximalizovat teplo získané z odběru tepla z venkovního vzduchu.
Plynový chladicí prostředek s vyšším tlakem a vyšší teplotou dodává teplo do interiéru prostřednictvím vnitřní jednotky, kterou může být v závislosti na typu systému vzduchového tepelného čerpadla jednotka vzduchotechniky nebo vodní nádrž. Chladivo při uvolňování tepla opět kondenzuje na kapalinu. Chladivo prochází expanzním ventilem, aby se snížil tlak, a tedy i teplota, a vrací se do venkovního tepelného čerpadla, kde cyklus začíná znovu.
Přestože se tepelné čerpadlo vzduch/vzduch používá především k vytápění, je to univerzální zařízení, které může plnit řadu funkcí, včetně:
- Vytápění prostor/centrální vytápění
- chlazení
- poskytování teplé vody pro domácnost
Odběr venkovního tepla
Tepelná čerpadla vzduch/vzduch pracují jinak než konvenční formy vytápění, protože teplo přesouvají z jednoho místa na druhé, místo aby ho vyráběla spalováním. V tomto případě se jedná o přesun tepelné energie z venkovního vzduchu do vnitřního prostoru, kde se využívá k vytápění. Tepelná čerpadla vzduch/vzduch jsou schopna tohoto cíle dosáhnout, protože tepelná energie je přirozeně uložena ve venkovním vzduchu, a to i při nízkých venkovních teplotách, které byste jinak považovali za chladné.
K získávání tepla z venkovního vzduchu využívá čerpadlo venkovní jednotku tepelného čerpadla, která se obvykle umisťuje k vnější stěně budovy. Správné umístění venkovní jednotky tepelného čerpadla vzduch/vzduch je důležité, protože vítr, sluneční světlo a nedostatečné proudění vzduchu mohou ovlivnit účinnost tepelného čerpadla. Toto tepelné čerpadlo využívá elektřinu jako jediný zdroj energie pro provoz součástí, jako jsou ventilátor a kompresor.
Když je vzduch protlačován, chladivo proudící přes cívky uvnitř jednotky tepelného čerpadla absorbuje tepelnou energii ze vzduchu. Cívky na zadní straně jednotky odebírají teplo ze vzduchu, který prochází tepelným čerpadlem.
Chladivo používané k pohlcování tepla proudí tepelným čerpadlem v potrubí a tyto cívky fungují v režimu vytápění jako zpětný chladič, který pomáhá zachycovat teplo. Toto kapalné chladivo má nízký bod varu a při sběru tepla z vnějšího vzduchu se odpařuje na plyn. To umožňuje použití kompresoru ke stlačení plynu a zvýšení jeho tlaku, což úměrně zvyšuje teplotu plynu. Použití kompresoru pomáhá vzduchovému tepelnému čerpadlu vyrábět co největší množství tepla z venkovního vzduchu.
Přenos tepla do interiéru
Aby bylo vzduchové tepelné čerpadlo schopno vytápět dům, musí tepelnou energii získanou z venkovního vzduchu přenést dovnitř. Chladivo z tepelného čerpadla proudí potrubím dovnitř.
Teplo přenášené chladivem uvnitř systému tepelného čerpadla vzduch/vzduch se přenáší do interiéru prostřednictvím vnitřního výměníku tepla. V závislosti na typu vzduchového tepelného čerpadla může být výměna tepla v interiéru různá.
Často kladené dotazy
❓Jaký je hlavní problém tepelného čerpadla?
Pokud je proudění vzduchu k jednotce blokováno sněhem, ledem, listím, nečistotami nebo jiným typem nečistot, může to tepelnému čerpadlu ztížit jeho práci. Proto se musí čerpadlo pravidelně čistit.
❓Jak účinná jsou tepelná čerpadla v chladném počasí?
Při kolem pod -20°C poskytují tepelná čerpadla v chladném klimatu stále spolehlivé teplo a mnoho modelů má při teplotách pod bodem mrazu 100% účinnost. Vzhledem k tomu, že při mírném počasí spotřebovávají méně elektřiny, stojí provoz tepelných čerpadel mnohem méně než u starších systémů, jako jsou například spalovací kotle.
❓Jak dlouho vydrží tepelné čerpadlo vzduch-vzduch?
Tepelná čerpadla mohou vydržet 10 až 20 let v závislosti na četnosti používání, průměrně však 15 let. Funkčně jsou tepelná čerpadla podobná klimatizačním zařízením, ale protože mohou zajišťovat jak vytápění, tak chlazení, jsou obvykle používána déle každý rok.
Užitečné dotazy:
Princip fungování tepelného čerpadla vzduch/vzduch [ENG] – greenmatch.co.uk
Jak funguje tepelné čerpadlo vzduch/vzduch [ENG] – sourceheatpump.com
