O tepelných čerpadlách

Tepelné čerpadlá fungujú na rovnakom princípe ako chladničky, mrazničky a klimatizácie. Základom je plyn, ktorý sa neustále stláča a rozpína. Pri stlačení sa vzdialenosti medzi molekulami v plyne zmenšia a molekuly sa tak začnú pohybovať rýchlejšie, čím sa plyn ohreje. Pri roztiahnutí plynu (zväčšení objemu) sa deje opačný proces a plyn sa ochladí.

Stláčanie a rozpínanie plynu sa používa tak isto v chladničke ako aj v tepelnom čerpadle, rozdiel je v tom či sa vo vnútri zariadenia využíva chlad alebo teplo. V chladničke sa plyn rozpína, čím sa ochladí a využije sa na ochladenie vnútornej časti chladničky. Plyn potom prejde do vonkajšej časti chladničky, kde sa stlačí (v kompresore), čím sa ohreje a prebytočné teplo sa uvoľní do priestoru za chladničkou (preto býva za ňou teplo). Plyn následne opäť prejde do vnútornej časti chladničky, kde sa znovu rozpína a ochladzuje.

Tepelné čerpadlá fungujú na rovnakom princípe ako chladničky, ale využíva sa teplo na kúrenie a chladí sa okolité prostredie. Pozostávajú zo 4 základných častí: kompresor (1), kondenzátor (2), expanzný ventil (3) a výparník (4). Jednotlivé časti sú prepojené potrubím a navzájom tvoria uzatvorený okruh. V ňom cirkuluje takzvané chladivo – plyn, ktorý sa mení na kvapalinu.

Tento plyn sa najprv dostane do kompresoru (1), kde sa stlačí a tým sa ohreje až na približne 80 °C. Stlačený plyn potom prejde do kondenzátora (2), kde odovzdá teplo do kúrenia, pričom sa ochladí a skondenzuje na kvapalinu. Pri kondenzácií (skvapalňovaní) sa uvoľňuje ďalšie teplo, takzvané kondenzačné (skupenské) teplo. Okolo kondenzátora je vedený vykurovací okruh, ktorý z neho „nasaje teplo“.  Vykurovanie potom ohrieva budovu buď pomocou radiátorov, alebo podlahového kúrenia. Skvapalnený plyn prechádza cez expanzný ventil (3), kde sa ochladzuje pod teplotu okolitého vzduchu až do -25 °C. Nasledovne sa skvapalnený plyn presunie do výparníku (4), kde „nasaje teplo“ z vonkajšieho vzduchu, ktorý privádzajú ventilátory, pričom sa znovu zmení na plyn. Tento plyn zase prechádza do kompresoru (1), kde začína celý cyklus od znova.

Tepelné čerpadlá typu vzduch – voda čerpajú teplo z vonkajšieho vzduchu. Získané teplo sa využíva na ohrev vody vo vykurovacom systéme alebo zásobníku teplej vody. Čerpadlá vzduch – voda sú najpopulárnejším typom kvôli nízkym investičným nákladom a jednoduchej inštalácií (netreba robiť žiadne vrty do zeme).

Tepelné čerpadlá typu vzduch – vzduch (klimatizácia s možnosťou ohrevu) čerpajú teplo z vonkajšieho vzduchu a získané teplo sa využíva na ohrev vzduchu vnútri budovy. Vnútorný vzduch sa ohrieva priamo, bez potreby vykurovacieho systému. Práve preto je tento typ často najlacnejší, avšak má niekoľko nevýhod. Počet vnútorných jednotiek ktoré je možné pripojiť k jednej vonkajšej jednotke je obmedzený, a preto tento typ nie je vhodný pre objekty s väčším počtom miestností. Zároveň tepelným čerpadlom nie je možné ohrievať teplú vodu a taktiež po vypnutí klimatizácie dochádza k rýchlemu ochladeniu priestoru.

Tepelné čerpadlá typu zem – voda odoberajú teplo zo zeme, a to buď pomocou potrubia uloženého 1 meter pod povrchom zeme, alebo pomocou vrtu (do hĺbky približne 80 m). Tento typ čerpadiel je atraktívny kvôli stabilnému výkonu a vysokému vykurovaciemu faktoru, a to aj pri nízkych vonkajších teplotách. Avšak predstavuje vysoké investičné náklady, a buď veľkú plochu záhrady (200 až 400 m²) alebo hlboký vrt do zeme.

Tepelné čerpadlá typu Split majú oddelenú vonkajšiu jednotku od vnútornej. Vo vonkajšej jednotke prebieha vyparovanie vo výparníku, to znamená nasávanie tepla, a stláčanie v kompresore, zatiaľ čo vo vnútornej jednotke prebieha kondenzácia v kondenzačnej doske, to znamená odovzdanie tepla do vykurovacieho okruhu. Split zvyčajne láka svojou nižšou cenou, no treba mať pri inštalácii odborníkov na chladenie, keďže je potrebné vonkajšiu a vnútornú jednotku prepojiť plynovým potrubím a naplniť ho odborne chladivom, ktoré je často toxické. Kvôli tomu je potrebné prechádzať revíziami a to veľmi často (každý rok), čo Vás môže vyjsť ďalších pár sto euro ročne.

Pri monobloku sú všetky časti čerpadla (výparník, kompresor, kondenzačná doska a expanzný ventil) v jednom vonkajšom zariadení, takže plynové vedenie nie je potrebné montovať a napĺňať chladivom. Pri monobloku sa chladivo nachádza priamo vo vnútornom okruhu tepelného čerpadla. Jeho množstvo je oveľa menšie ako pri splite a je plnené priamo pri výrobe. Vykurovacia voda sa ohrieva priamo vo vonkajšej jednotke, a tak do budovy vedie iba teplá voda (namiesto chladiva), ktorá sa pripojí do kúrenia domu. Monoblok je preto jednoduchší na inštaláciu a údržbu, vďaka čomu ich obľuba vo svete neustále rastie.