Lekcia 11-1 · Kapitola 11

Princíp a okruh chladiva

11.1 Princíp: teplo sa nevyrába, prečerpáva sa

Tepelné čerpadlo teplo nevyrába. Berie ho z okolia domu, kde je ho dosť, ale má nízku teplotu, a prenáša ho do domu pri teplote, ktorá sa dá použiť na vykurovanie. Elektrinu potrebuje len na tento prenos.

Kotol premieňa palivo na teplo. Z 1 kWh energie v plyne alebo v elektrine vznikne najviac 1 kWh tepla. Tepelné čerpadlo (skratka TČ) pracuje inak. Aj vzduch s teplotou −10 °C obsahuje teplo. Z 1 kWh elektriny tak dodá do domu 3 až 5 kWh tepla. Zvyšok pochádza z prostredia a zákazník zaň neplatí.

Tok energie v tepelnom čerpadle. Tri diely tepla pochádzajú z prostredia, jeden diel je elektrina na pohon kompresora. Do domu idú štyri diely.

Chladivový okruh

Srdcom každého tepelného čerpadla je uzavretý chladivový okruh. Obieha v ňom chladivo – látka, ktorá vrie už pri veľmi nízkych teplotách. Propán vrie pri bežnom tlaku vzduchu pri −42 °C. Vonkajší vzduch s teplotou −10 °C je preň teda „horúci“ a dokáže ho odpariť. Na tom stojí celý princíp: chladivo sa pri nízkom tlaku odparuje a berie teplo, pri vysokom tlaku kondenzuje a teplo odovzdáva.

Okruh má štyri časti. Vo výparníku sa chladivo odparuje a berie teplo z prostredia; pri type vzduch–voda je to lamelový výmenník s ventilátorom. Kompresor paru stlačí, čím stúpne jej tlak aj teplota. Je to jediná veľká spotreba elektriny a najdrahšia súčiastka. V kondenzátore horúca para skvapalnie a odovzdá teplo vykurovacej vode. Expanzný ventil zníži tlak kvapaliny, tým klesne jej teplota a okruh sa uzatvára. Expanzný ventil si nemýľte s expanznou nádobou vykurovacej sústavy.

Chladivový okruh. Červená je strana vysokého tlaku, sivá strana nízkeho tlaku. Teploty sú príklad pre vonkajší vzduch okolo 2 °C a vodu 35 °C.

Z obrázka plynie hlavná súvislosť celej kapitoly. Čím vyššiu teplotu vody dom potrebuje, tým viac musí kompresor paru stlačiť a tým viac elektriny spotrebuje.