Tepelná čerpadla (TČ) jsou v posledních letech stále více preferovanou volbou topných systémů. A to jak pro novostavby, tak při rekonstrukcích budov. Jedná se o moderní, úsporný a ekologický a státem podporovaný způsob vytápění a uživatelům snižuje náklady za energie.
Princip fungování tepelného čerpadla se dá přirovnat k činnosti chladničky naruby. V uzavřeném chladivovém okruhu proudí speciální plyn, který se při stlačení kompresorem zahřívá, pokračuje do tepelného výměníku (kondenzátoru), kde se kondenzuje na kapalinu a přes expanzní ventil se vrací do plynného skupenství. Na dalším výměníku (výparníku) je pak přijímáno teplo z okolního prostředí.
Tepelná čerpadla využívají jako zdroj tepla vzduch, vodu, nebo zemi. Pro naše klimatické podmínky se ovšem obvykle nevyplatí nákladná instalace do čerpadel typu země/voda nebo voda/voda, a tak je suverénně nejoblíbenějším typem čerpadla v ČR vzduch/voda.
TEPELNÉ ČERPADLO vzduch/voda
Tento systém (anglická zkratka AWHP) patři k cenově nejdostupnějším tepelným čerpadlům. Získává teplo z venkovního vzduchu skrze výparník a předává jej pomoci kondenzátoru topné vodě. Instalace vzduchových tepelných čerpadel je velmi jednoduchá a levná. Díky neustálým technickým novinkám jsou potlačovaný jejich hlavni nevýhody (klesající účinnost a zvýšený hluk při nižších venkovních teplotách). Vzduchové tepelné čerpadlo je v současné době nejlepší investice do tepelného čerpadla z pohledu cena/výkon.
TEPELNÉ ČERPADLO země/voda
Využívá k získaní tepla buď zemni kolektor, nebo hlubinný vrt. V plastovém potrubí kolektoru za pomoci oběhového čerpadla cirkuluje nemrznoucí směs (solanka). Ta je přiváděna na deskový výměník – výparník, kde předává energii do chladiva a na dalším deskovém výměníku – kondenzátoru pak do topné vody.
TEPELNÉ ČERPADLO voda/voda
V tomto systému odebírá deskový výměník teplo z vody. Zdrojem může být studna, ale také povrchová voda, odpadní vody nebo termální prameny. Jedná se o nejúčinnější tepelná čerpadla, avšak možnosti jejich využití v našich podmínkách jsou velmi omezené.
TEPELNÉ ČERPADLO vzduch/ vzduch
V tomto systému jsou výparník i kondenzátor vzduchovými výměníky. První z nich odebírá teplo venkovnímu vzduchu, druhý přímo ohřívá vzduch ve vytápěné místnosti. Dnes může tímto způsobem pracovat jakákoliv klimatizační jednotka.
PRIMÁRNÍ – chladivový OKRUH TČ vzduch – voda
Sestava z kompresoru, kondenzátoru, expanzního prvku, výparníku a dalších nezbytných komponent. Tímto okruhem obíhá speciální teplonosné medium (např. chladivo R410).
SEKUNDÁRNÍ OKRUH
Jedná se o okruh topné vody. Ta prochází přes oběhové čerpadlo, deskový výměník (kondenzátor) a bivalentní elektrokotel. Ohřáta topná voda pak odchází do topné soustavy.
KOMPRESOR
Jedna z hlavních částí chladivového okruhu. Slouží ke stlačování chladiva.
Také si přečtěte: Jak vybrat tepelné čerpadlo? 5 oblastí, na které se zaměřit
INVERTOR
Elektronické řízení výkonu kompresoru. Kompresor nepotřebuje tzv. SOFT START. Jeho náběh je plynulý. Chod kompresoru je velmi tichý a kultivovaný. Kompresor je úspornější než starší kompresory bez invertoru.
MONOBLOC
Jedná se o uspořádání tepelného čerpadla tzv. vše v jedné skříni. U tepelného čerpadla vzduch/voda je tak umístěn kompletně chladivový okruh i hydrobox ve venkovní jednotce. Výhodou je jednoduchá instalace bez nutnosti specializovaných prací na chladivovém okruhu.
BI-BLOC
Bi-bloc nebo také SPLIT. Tepelné čerpadlo je rozděleno na venkovní a vnitřní jednotku, tzv. hydrobox. Toto je v ČR nejoblíbenější a nejčastější uspořádání.
VENKOVNÍ JEDNOTKA
Je část tepelného čerpadla umístěná vně vytápěného objektu. Obsahuje invertorový kompresor, výparník, expanzní ventil a další součásti primárního (chladivového) okruhu.
HYDROBOX
Vnitřní jednotka splitového tepelného čerpadla. Obsahuje kondenzátor a součásti sekundárního okruhu tepelného čerpadla.
HYDROBOX All In One
Vnitřní jednotka splitového tepelného čerpadla tzv. Vše v jednom. Všechny součásti běžného hydroboxu jsou integrované ve společné skříni s velmi účinnou nádrží pro TUV 200 l s teplosměnnou plochou 2,1 m2. Design řešeni All in One je ideální do interiéru – není nutno jej umisťovat do technické místnosti.
ČTYŘCESTNÝ VENTIL
Jde o součást chladivového okruhu tepelného čerpadla nebo klimatizační jednotky. Umožňuje změnu směru proudění chladiva v okruhu. Tepelné čerpadlo tak může topit, nebo chladit. U vzduchového tepelného čerpadla je čtyřcestný ventil nezbytný pro odmrazování venkovní jednotky.
EXPANZNÍ VENTIL
Je to jeden ze čtyř základních prvků chladivového okruhu každého tepelného čerpadla. Umožňuje nastřikování chladiva do výparníku.
ELEKTRONICKÝ EXPANZNÍ VENTIL
Množství chladiva vstříknutého do výparníku je přesně elektronicky řízeno.
VÝPARNÍK
Výparník slouží jako výměník v chladivovém okruhu tepelného čerpadla. Je ochlazován pomocí chladiva a díky tomu má schopnost na sebe vázat teplo z okolního vzduchu, který je skrze lamely výparníku proháněn ventilátorem.
Více k tématu: Pravda a mýty o tepelných čerpadlech
VENTILÁTOR
Ventilátor u tepelného čerpadla systému vzduch/voda žene venkovní vzduch přes studený výparník. Výparník musí být udržován na nižší teplotě, než je okolní vzduch. Vzduch je ochlazován, zatímco výparník na sebe váže teplo. To se pak přečerpá na vyšší teplotní hladinu a předává se topné vodě na druhém výměníku – kondenzátoru.
KONDENZÁTOR
Kondenzátor slouží jako výměník v tepelném čerpadle, kterým se předává teplo topné vodě. Obvykle se používají deskové výměníky.
KONDENZÁT
Kondenzát vzniká u tepelného čerpadla vzduch/voda na venkovním vzduchovém výměníku – výparníku. Výměník je chladnější než procházející vzduch a kondenzuje se na něm vzdušná vlhkost. Při teplotách nad 0 0C z výměníku odtéká. Při nižších teplotách na výparníku namrzá. Tepelné čerpadlo se námrazy musí zbavovat, a to tzv. reverzaci, kdy otočí na chvíli směr toku chladiva a výparník ohřeje. Při návrhu tepelného čerpadla je třeba počítat s odvodem kondenzované vody.
TEPLOTNÍ ČIDLO
Slouží ke zjišťování teploty v různých částech primárního i sekundárního okruhu tepelného čerpadla. Řídicí elektronika naměřené údaje vyhodnocuje a upravuje činnost tepelného čerpadla tak, aby za všech okolností podávalo potřebný výkon při dosažení maximálního možného topného faktoru.
OBĚHOVÉ ČERPADLO
Oběhové čerpadlo je součást sekundárního okruhu tepelného čerpadla. Žene topnou vodu do deskového výměníku – kondenzátoru. Například tepelné čerpadlo Panasonic využívá úsporné oběhové čerpadlo s plynulou regulací otáček, které je elektronicky řízeno na základě aktuálních údajů od čidla průtoku, teplotních čidel a dalších údajů.
FLOW SWITCH
Flow switch je důležitou součástí sekundárního okruhu tepelného čerpadla, kontroluje průtok topné vody přes deskový výměník a funguje hlavně jako ochrana tepelného čerpadla. Čidlo dává tepelnému čerpadlu signál o tom, zda je nebo není průtok topné vody dostatečný, a při nedostatečném průtoku tepelné čerpadlo odstaví. Nedokáže však vyhodnotit a předat přesnou informaci o aktuálním průtoku. Na to je potřeba FLOW SENZOR.
FLOW SENZOR
Je modernější a dokonalejší alternativou průtokového čidla, měří množství topné vody proudící tepelným čerpadlem. Přímo měří a vyhodnocuje aktuální průtok. Moderní tepelné čerpadlo na základě těchto údajů může přesně upravovat otáčky elektronicky řízeného oběhového čerpadla.
ODVZDUŠŇOVACÍ VENTIL
Slouží v tepelném čerpadle vzduch/voda k odvzdušněni sekundárního okruhu, tedy okruhu topné vody.
PŘETLAKOVÝ VENTIL
Hlídá tlak v sekundárním okruhu tepelného čerpadla. Přebytečný tlak topné vody odpustí do odpadu.
NIGHT SILENT
Funkce TČ (např. z produkce společnosti Panasonic), která záměrně snižuje výkon tepelného čerpadla o cca 30 %. Kompresor a ventilátory tak běží na nižších otáčkách a tepelné čerpadlo minimalizuje hluk.
Mohlo by vás také zajímat: Jak se žije s tepelným čerpadlem
Text: Adam Krejčík a Roman Rous | Foto: archiv
