Tepelné čerpadlo funguje na stejném principu jako lednička, u které je teplo také odváděno ze studeného výparníku na teplejší místo. Podívejme se na to, jak se dá tepelné čerpadlo efektivně využít.
V tepelných čerpadlech fungují zákony přírody
U tepelných čerpadel jde o technickou aplikaci dvou důležitých přírodních jevů. Je třeba si uvědomit rozdíl mezi často zaměňovanými pojmy, jako je teplo a teplota.
- Teplo je tepelná energie, kterou při kontaktu předává teplejší těleso studenějšímu.
- Teplota je pouze vnějším projevem energie hmoty. Jakmile hmota teplo předává, začne její teplota klesat a pokud ho přijímá, její teplota stoupá.
![](https://www.super-bydleni.cz/wp-content/uploads/2022/05/tepelne-cerpadlo-1.png)
Změna teploty při přeměně skupenství
Prvním přírodním jevem využitým u tepelných čerpadel je změna teploty při přeměně skupenství. Existují 3 skupenství vody, tedy led, voda a vodní pára. Teplota varu vody je 100 °C za normálního atmosférického tlaku – 101,325 kPa.
V nadmořské výšce nad 8 000 m, kde je tlak o dost nižší než u moře a voda vaří při 80 °C. Umíme regulovat teplotu varu a kondenzace neboli zkapalňování látek změnou tlaku. Při vyšším tlaku je teplota varu vyšší a při nižším tlaku nižší.
Tepelné chování látek při změně skupenství
Druhým přírodním jevem je tepelné chování látek při změně skupenství. Nejlépe se cítíme klidní a vyrovnaní. Energii si zvyšujeme spánkem či stravou a snižujeme pohybem. Do neutrálního stavu s okolím se snaží dostat veškeré látky v přírodě.
U všech látek je kapalné skupenství energeticky vyšší než pevné a plynné je vyšší než kapalné. Pro přechod z kapaliny na plynného je třeba dodat energii.
Voda začne vřít při dodání energie tepla. Ohříváme led, vznikne kapalina, pak pára a následně přejde ze stavu plynného do kapalného, kdy energii odevzdává v podobě kondenzačního a výparného tepla.
![](https://www.super-bydleni.cz/wp-content/uploads/2022/05/tepelne-cerpadlo-2.png)
Jak funguje tepelné čerpadlo
Tepelné čerpadlo pracuje jako cyklický tepelný stroj. Proces probíhá v uzavřeném okruhu a děje se periodicky opakují.
Teplonosné médium je látka, která se vypařuje, odebírá teplo ze zdroje, pak kondenzuje a předává naakumulované teplo. Funguje jako přenašeč tepla a proudí v kapalném stavu ke zdroji tepla. Tím je podzemní voda, vzduch nebo půda. Médium je v rovnováze s okolím a při daném tlaku a teplotě nemění stav.
V místě, kde se získává teplo, náhle snížíme tlak média pomocí expanzního ventilu. Pokles tlaku způsobí pokles teploty vypařování média pod teplotu zdroje energie, médium během vypařování začne odebírat teplo z okolí a akumulovat ho.
Médium v plynném stavu i s naakumulovanou energií vedeme k místu, kde energii zužitkujeme, třeba k akumulačnímu zásobníku vody. Tam zvýšíme tlak pomocí kompresoru, teplota kondenzace média vzroste nad teplotu v zásobníku a médium kondenzuje. Naakumulované teplo při vypaření přechází do vody v zásobníku.
Odevzdané teplo způsobí nárůst teploty okolí a zahřeje vodu, kterou třeba vytápíme a ze zásobníku rozvádíme do topení apod. Po kondenzaci a předání tepla se médium dostane znovu do výchozího stavu a cyklus se opakuje. Na principu tepelného čerpadla můžete díky klimatizaci také ochladit byt.
![](https://www.super-bydleni.cz/wp-content/uploads/2022/05/tepelne-cerpadlo-4.png)
Tepelné čerpadlo
Tepelné čerpadlo je cyklicky pracující tepelný stroj, kterým pomocí vhodné změny tlaku média řídíme jeho odpařování a kondenzaci, díky čemuž lze s pomocí kompresoru přenášet energii z místa s nižší teplotou na místo s vyšší teplotou. Zužitkujeme tak dostupné ekologické zdroje s velkou energií a nízkou teplotou.