Jak funguje tepelné čerpadlo

Princip tepelného čerpadla popsal již v polovině 19. století význačný britský fyzik William Thompson –  lord Kelvin (1824-1907).   První prototyp tohoto zařízení sestrojil koncem 40. let minulého století americký vynálezce Robert C. Webber. První prakticky použitelný systém tepelného čerpadla byl uveden do provozu až v roce 1924 ve Švýcarsku. Ve větší míře se však začala tepelná čerpadla využívat začátkem 70. let minulého století, kdy došlo k zvýšení cen energie.

Tepelné čerpadlo pracuje na principu uzavřeného chladicího okruhu podobně jako chladnička, která odebírá teplo potravinám a předává je kondenzátorem do místnosti. Tímto způsobem se sníží teplota ve vnitřním prostoru chladničky a ohřeje se vzduch v místnosti. Tepelné čerpadlo odebírá teplo vodě, vzduchu nebo zemi a předává je do topných systémů.

Na rozdíl od kotlů na tuhá paliva tepelné čerpadlo nezatěžuje životní prostředí emisemi škodlivých látek do ovzduší.

Princip tepelného čerpadla

Princip tepelného čerpadla
Čtyři základní části chladicího okruhu: výparník, kompresor, kondenzátor a expanzní ventil.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 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 nazpátek k prvnímu výměníku, kde se opět ohřeje.