Tepelná čerpadla. TATO PREZENTACE JE SPOLUFINANCOVÁNA EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY

Tepelné čerpadlo je stroj, který čerpá teplo z jednoho místa na jiné vynaložením vnější práce. Obvykle je to z chladnějšího místa na teplejší.

Historie Základní myšlenku, týkající se principu tepelného čerpadla, vyslovil Lord Kelvin již v roce 1852 ve své druhé termodynamické větě. Pro pochopení funkce čerpadla je nejdůležitější část, ve které se hovoří o způsobu šíření tepla, jelikož za všech okolností se jedná o směr od teplejší ke studenější části.

První tepelné čerpadlo První tepelné čerpadlo bylo sestrojeno v podstatě náhodou americkým vynálezcem Robert C. Webberem na konci čtyřicátých let minulého století. V okamžiku, kdy prováděl pokusy s hlubokým zamrazením, dotkl se omylem výstupního potrubí mrazícího přístroje a popálil si dlaň. Této náhodě vděčíme za odhalení funkce tepelného čerpadla. Webber následně propojil výstup z mrazáku s bojlerem na teplou vodu. Jelikož měl stále přebytek tepla, napojil horkou vodu na potrubní smyčku a pomocí malého větráku začal vhánět teplý vzduch do domu. Následně zkusil úspěšně čerpat teplo ze země pomocí zemních kolektorů. Výsledky ho natolik příjemně překvapily, že v následujícím roce prodal svůj starý kotel na uhlí.

Princip Tepelné čerpadlo pracuje podobně jako chladnička, která odebírá teplo potravinám - chladí - a v zadní části lednice - topí. Rozdíl je pouze v tom, že tepelné čerpadlo pracuje na opačném principu s mnohem větším výkonem. Odebírá teplo vodě, vzduchu nebo zemi, a pomocí radiátorů nebo podlahového vytápění vytváří teplo

Princip pro technické nadšence. Princip tepelného čerpadla je nejlépe zřetelný z následujícího schématu.

První fáze - Vypařování: Chladivo kolující v tepelném čerpadle odebírá teplo ze vzduchu, vody nebo země, čímž změní skupenství z kapalného na plynné a následně se odpařuje. Druhá fáze - Komprese: Kompresor tepelného čerpadla prudce stlačí plynné chladivo ohřáté o několik stupňů, a díky fyzikálnímu principu komprese (při vyšším tlaku stoupá teplota), jako teplotní výtah znásobí malý přírůstek tepla na vyšší teplotní hladinu, která se pohybuje kolem 80°C.

Třetí fáze - Kondenzace: Zahřáté chladivo předá pomocí druhého výměníku teplo vodě v radiátorech, následně se ochladí a zkondenzuje. Radiátory získané teplo vyzáří do místnosti a ochlazená voda v topném okruhu putuje nazpět k druhému výměníku pro opětovné ohřátí. Čtvrtá fáze - Expanze: Chladivo putuje průchodem přes expanzní ventil zpět k výparníku, kde se opět ohřeje. Tento koloběh se neustále opakuje.

Princip tepelného čerpadla voda/voda Pro tento systém je tepelným zdrojem povrchová, podzemní nebo spodní voda. Z rezervoáru, kterým je nejčastěji studna, odebíráme vodu a následně ji necháme projít výměníkem tepelného čerpadla, kde z ní získáme část tepla, a zase ji vracíme zpět do země druhou (vsakovací) studnou. Vzdálenost mezi vrty by měla být minimálně 10m, nejlépe ve směru podzemních proudů, tedy nejprve zdrojová a poté vsakovací studna.

tepelné čerpadlo voda/voda

Výhody a nevýhody. Vysoký topný faktor Krátká doba návratnosti Nižší pořizovací náklady Malý počet vhodných lokalit

Princip tepelného čerpadla země/voda Zmíněné čerpadlo pracuje oproti ostatním typům na odlišném principu. Základ tvoří několik set metrů dlouhá plastová trubka, nazývaná zemní kolektor, ve které cirkuluje nemrznoucí směs. Průchodem zemí se směs ohřívá o několik stupňů, jelikož od určité hloubky se teplota pohybuje kolem stálé hodnoty 4°C. Způsob zpracování ohřáté směsi je podobný jako u ostatních typů. Putuje do výměníku tepelného čerpadla, kde se ochladí, tj. odebere se jí tepelný přírůstek, a ochlazená směs zamíří do kolektoru k opětovnému zahřátí. Popsaný cyklus se neustále opakuje.

tepelné čerpadlo země/voda

Výhody a nevýhody. stabilní topný výkon úspory až 70% nákladů dlouhodobá životnost absolutně tichý chod vyšší investiční náklady (vrt) rozsáhlé pozemní práce (kolektor)

Princip tepelného čerpadla vzduch/voda V tomto případě vnější jednotka, umístěná mimo vaši nemovitost, nasává vzduch, ze kterého odebírá tepelnou energii, aby jej následně vypustila do okolního prostředí. Vnitřní jednotka je umístěná v objektu a zabezpečuje výrobu topné vody a teplé užitkové vody. Moderní čerpadla pracují spolehlivě i při velmi nízkých venkovních teplotách (až do -20°C), takže zajišťují přísun tepla v průběhu celého roku. Stejnou efektivnost zapříčiňuje vyšší teplota vzduchu oproti zemi v podzimních a jarních měsících.

Výhody a nevýhody. poměr cena/výkon univerzální použitelnost jednoduchá instalace za silných mrazů nižší účinnost hlučnost venkovní jednotky

Výhody tepelných čerpadel Tepelná čerpadla jsou velice moderní a přinášejí celou řadu výhod . Při používání čerpadel se zejména nebudete muset starat o ceny energií na trhu, neboť čerpadla jsou nezávislá na cenách energie, teplo čerpáte přímo z přírody. Ušetříte až 80% nákladů za energie, čímž dochází k rychlému návratu investic do produktu, a to už během 3- 8 let.

Nevýhody tepelných čerpadel. Nevýhodou tepelných čerpadel všeobecně je určitě jejich vysoká pořizovací cena. Ta se výrazně liší podle velikosti objektu (a tím výkonu), ale také podle technologie. Spočteme-li si ale kolik nákladů v budoucnu ušetříme, je tato vysoká pořizovací cena brzy navrácena.

Cenová relace tepelných čerpadel. Nutná počáteční investice ve výši přibližně 200-300 tisíc Kč je následně vyvážena velmi nízkými provozními náklady. Navíc lze získat dotaci v rámci programu Zelená úsporám.

Závěrem Tepelná čerpadla jsou zařízení, která pracují s využitím obnovitelných zdrojů energie, a podílejí se tak na úspoře energií obecně. Proto patří projekty na instalaci tepelných čerpadel do sféry dotační politiky státu a snaha o podporu těchto projektů bude v budoucnosti i nadále růst. Investice na pořízení, instalaci a provoz tepelných čerpadel se v souvislosti s rostoucím trendem zdražování energií budou vracet stále rychleji, budou se zdokonalovat i technologie související s využitím tepelných čerpadel. Klimatické podmínky ČR jsou pro využití tepelných čerpadel vhodné a při výběru správného typu čerpadla a při jeho odborné instalaci by neměly nastat žádné problémy.

Děkuji vám za pozornost! TATO PREZENTACE JE SPOLUFINANCOVÁNA EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY