|
|
Princip
funkce tepelného čerpadla |
|
|
 |
|
Význačnou roli ve fungování TČ hraje
chladivo, označované v následujícím
jako pracovní médium. Má tu vlastnost, že se i
při nejnižších (venkovních) teplotách odpařuje.
Přivede-li se venkovní vzduch nebo voda
k výměníku tepla (výparníku), ve kterém
cirkuluje pracovní médium, odejme takovémuto
zdroji tepla potřebné výparné teplo a přejde
z kapalného do plynného stavu. Zdroj tepla se
tím o několik stupňů ochladí. Kompresor
toto plynné pracovní médium nasaje a
stlačí. Tím že se zvětší jeho tlak, stoupne také
jeho teplota - pracovní médium je tedy
"přečerpáno" na vyšší teplotní úroveň. K tomu je
zapotřebí vynaložit elektrickou (nebo jinou)
energii. Ta však nepředstavuje energii
ztracenou, ale zvyšuje energetický (tepelný)
potenciál pracovního média, které se dále
dostává do kondenzátoru, jak je
znázorněno na obrázku. Tam pracovní médium
odevzdá své celkové teplo,
které uvedeným způsobem získalo, resp. je mu
odňato nějakou teplonosnou látkou, např. vodou
pro teplovodní vytápění. Tím dojde ke zkapalnění
pracovního média, v expanzním ventilu se seškrtí
na původní nízký tlak a oběh se opakuje. |
|
|
Topný faktor
tepelného čerpadla
Topný faktor je dán poměrem topného výkonu a
příkonu (elektrickému) TČ:
Udává, kolikrát větší je získaný výkon
(získaná energie) proti vynaloženému příkonu
(vynaložené energii). Topný faktor závisí na
teplotě zdroje tepla a na teplotě, při které je
teplo vyprodukováno (a spotřebováváno). Čím
vyšší je teplota zdroje tepla a čím nižší je
teplota, při které se teplo spotřebovává, tím
větší je topný faktor. Vztahuje se vždy jako
momentální hodnota na určitý provozní stav. |
|
|
|
|
| Vzduch, jemuž dodává teplo slunce,
je všude - principiální uspořádání TČ
ukazuje obrázek. TČ mohou poskytnout
ještě dosti tepla, které získala
z venkovního vzduchu i při teplotě
-20°C. Vzduch jako zdroj tepla má však
tu nevýhodu, ze je nejchladnější, když
je zapotřebí co nejvíce tepla na
vytápění. Je sice možné odnímat mu teplo
ještě při -20°C, ale topný faktor TČ
značně klesá. Proto se často uskutečňuje
kombinace s druhým vytápěcím
zařízením, které po krátkou dobu
zvláště chladných dnů s vytápěním
vypomůže. |
|
|
|
|
Zdrojem tepla je země-kolektory |
|
|
V hloubce od 1,2 do 1,5 m je země i
v chladných dnech dostatečně teplá, aby
mohla být TČ hospodárně provozována.
Předpokladem však je, aby byl
k dispozici dostatečně veliký pozemek k položení
potrubního systému, který bude teplo
země odvádět. Měrný výkon kolektorů se
pohybuje kolem 40 W/m² u půdy s výskytem
spodní vody a 10 až 15 W/m² u suchých,
písčitých půd. Trubkami protéká taková
nemrznoucí směs, která je pro životní
prostředí nezávadná a předává teplo
výparníku TČ, jak je schematicky
znázorněno na obrázku.
Skutečností je, že je zapotřebí plocha
pozemku 2-3 krát tak veliká jako
vytápěná plocha. Pokud tomu tak je, pak
je zde nevyčerpatelný
energetický zdroj a ideální
předpoklad pro použití TČ země/voda. |
|
|
| |
| |
|
|
|
|
Spodní voda je dobrým zásobníkem
slunečního tepla. I po dobu
nejchladnějších zimních dnů si udržuje
stálou teplotu +8°C až +12°C. V tom
spočívá její výhoda. Na základě stálé
teplotní úrovně tohoto zdroje tepla je
po celý rok topný faktor TČ příznivý.
Bohužel spodní voda
není všude k dispozici jak v dostatečném
množství, tak v potřebné kvalitě. Ale
kde je možné ji použít, tam se to
vyplatí.
Použití spodní vody musí být povoleno
příslušným úřadem (všeobecně
vodohospodářským úřadem). Pro tento
způsob získávání tepla je třeba zřídit
jednu studnu pro čerpání vody a druhou
pro jímání vody, jak ukazuje obrázek.
Jako zdroje tepla se také hodí jezera a
řeky, protože působí rovněž jako
zásobníky tepla. O možnostech využívání
vody pro tyto účely poskytnou informace
příslušné místní úřady. |
|
|
|
|
Zdrojem tepla je země-sondy |
|
|
| Jde o svislé zemní sondy na
jímání tepla, které na rozdíl od
potrubních kolektorů vyžadují jen málo
místa, a které se pomocí vrtných
zařízení dají umístit do hloubky až 100
m. Tyto zemní sondy sestávají z patky
sondy a ze svislých souvislých trubek z polyetylenu,
jak je znázorněno na obrázku. Podobně
jako u zemních kolektorů cirkuluje
systémem nemrz. směs, která teplo zemi
odnímá. Měrný výkon sond je závislý na
složení půdy a pohybuje se mezi 30 a 100
W na metr zemní sondy. Podle typu TČ a
podle jakosti půdy se pro jedno vytápěcí
zařízení zřídí případně více sond.
Projekt takovýchto zařízení je třeba
předložit k posouzení a požádat
příslušný místní úřad o schválení. |
|
|
|
