O tepelných čerpadlech

Tepelná čerpadla fungují na stejném principu jako lednice, mrazničky a klimatizace. Základem je plyn, který se neustále stlačuje a rozpíná. Při stlačení se vzdálenosti mezi molekulami v plynu zmenší a molekuly se tak začnou pohybovat rychleji, čímž se plyn ohřeje. Při roztažení plynu (zvětšení objemu) se děje opačný proces a plyn se ochladí.

Stláčení a rozpínání plynu se používá jak v lednici, tak v tepelném čerpadle, rozdíl je v tom, zda se uvnitř zařízení využívá chlad nebo teplo. V lednici se plyn rozpíná, čímž se ochladí a využije se k ochlazení vnitřní části lednice. Plyn pak přejde do vnější části lednice, kde se stlačí (v kompresoru), čímž se ohřeje a přebytečné teplo se uvolní do prostoru za lednicí (proto bývá za ní teplo). Plyn následně opět přejde do vnitřní části lednice, kde se znovu rozpíná a ochlazuje.

Tepelná čerpadla fungují na stejném principu jako lednice, ale využívá se tepla k topení a chladí se okolní prostředí. Sestávají ze 4 základních částí: kompresor (1), kondenzátor (2), expanzní ventil (3) a výparník (4). Jednotlivé části jsou propojeny potrubím a navzájem tvoří uzavřený okruh. V něm cirkuluje takzvané chladivo – plyn, který se mění na kapalinu.

Tento plyn se nejprve dostane do kompresoru (1), kde se stlačí a tím se ohřeje až na přibližně 80 °C. Stlačený plyn pak přejde do kondenzátoru (2), kde předá teplo do topení, přičemž se ochladí a zkondenzuje na kapalinu. Při kondenzaci (zkapalňování) se uvolňuje další teplo, takzvané kondenzační (skupenské) teplo. Kolem kondenzátoru je veden topný okruh, který z něj „nasaje teplo“. Vytápění pak ohřívá budovu buď pomocí radiátorů nebo podlahového topení. Zkapalněný plyn prochází přes expanzní ventil (3), kde se ochlazuje pod teplotu okolního vzduchu až do -25 °C. Následně se zkapalněný plyn přesune do výparníku (4), kde „nasaje teplo“ z venkovního vzduchu, který přivádějí ventilátory, přičemž se znovu změní na plyn. Tento plyn zase přechází do kompresoru (1), kde začíná celý cyklus od znovu.

Tepelná čerpadla typu vzduch – voda čerpají teplo z venkovního vzduchu. Získané teplo se využívá k ohřevu vody v topném systému nebo zásobníku teplé vody. Čerpadla vzduch – voda jsou nejpopulárnějším typem kvůli nízkým investičním nákladům a jednoduché instalaci (není třeba provádět žádné vrty do země).

Tepelná čerpadla typu vzduch – vzduch (klimatizace s možností ohřevu) čerpají teplo z venkovního vzduchu a získané teplo se využívá k ohřevu vzduchu uvnitř budovy. Vnitřní vzduch se ohřívá přímo, bez potřeby topného systému. Právě proto je tento typ často nejlevnější, nicméně má několik nevýhod. Počet vnitřních jednotek které lze připojit k jedné venkovní jednotce je omezen, a proto tento typ není vhodný pro objekty s větším počtem místností. Zároveň tepelným čerpadlem nelze ohřívat teplou vodu a také po vypnutí klimatizace dochází k rychlému ochlazení prostoru.

Tepelná čerpadla typu země – voda odebírají teplo ze země, a to buď pomocí potrubí uloženého 1 metr pod povrchem země, nebo pomocí vrtu (do hloubky přibližně 80 m). Tento typ čerpadel je atraktivní kvůli stabilnímu výkonu a vysokému topnému faktoru, a to i při nízkých venkovních teplotách. Nicméně představuje vysoké investiční náklady, a buď velkou plochu zahrady (200 až 400 m2) nebo hluboký vrt do země.

Tepelná čerpadla typu Split mají oddělenou venkovní jednotku od vnitřní. Ve venkovní jednotce probíhá vypařování ve výparníku, to znamená sání tepla, a stlačení v kompresoru, zatímco ve vnitřní jednotce probíhá kondenzace v kondenzační desce, to znamená předání tepla do topného okruhu. Split obvykle láká svou nižší cenou, ale je třeba mít při instalaci odborníky na chlazení, jelikož je třeba vnější a vnitřní jednotku propojit plynovým potrubím a naplnit jej odborně chladivem, které je často toxické. Kvůli tomu je třeba procházet revizemi a to velmi často (každý rok), což Vás může vyjít dalších pár set euro ročně.

U monobloku jsou všechny části čerpadla (výparník, kompresor, kondenzační deska a expanzní ventil) v jednom venkovním zařízení, takže plynové vedení není třeba montovat a naplňovat chladivem. U monobloku se chladivo nachází přímo ve vnitřním okruhu tepelného čerpadla. Jeho množství je mnohem menší než při splitu a je plněno přímo při výrobě. Topná voda se ohřívá přímo ve venkovní jednotce, a tak do budovy vede pouze teplá voda (namísto chladiva), která se připojí do topení domu. Monoblok je proto jednodušší na instalaci a údržbu, díky čemuž jejich obliba ve světě neustále roste.