Testo Academy: Tepelná čerpadla

Tepelné čerpadlo je zařízení, které díky přidané energii odebírá teplo z okolního prostředí (vzduch, voda nebo země), a to se díky chladicímu okruhu využívá pro vytápění a ohřev vody. Standardní chladicí okruh, který obsahuje kompresor, kondenzátor, expanzní ventil a výparník je doplněn o tří nebo čtyřcestný ventil, výměník tepla a oběhové čerpadlo).

Zdroje tepla

Důvodem, proč jsou tepelná čerpadla tak šetrná k životnímu prostředí a nákladově efektivní, je to, že vy­užívají ekologické teplo.

Tepelná čerpadla mohou okolní teplo získávat z půdy, (podzemní) vody nebo vzduchu. Tato rozmanitost umožňuje najít správné tepelné čerpadlo pro každou aplikaci.

Vzduch

Při použití vzduchu jako zdroje tepla je velikost rozlohy irelevantní; k získání bezplatného okolního tepla z okolního vzduchu nejsou nutné žádné výkopové nebo vrtné práce. Vzduchová tepelná čerpadla nasávají okolní vzduch, odvádějí jeho teplo a poté jej ochlazený opět uvolňují do okolního prostředí. Výkon vzduchových tepelných čerpadel závisí na teplotě okolního vzduchu. Čím nižší je teplota okolního vzduchu, tím nižší je tepelný výkon a výkonnost.

Jako zdroj tepla může posloužit okolní nebo odpadní vzduch (zpětné získávání tepla). Tepelné čerpadlo lze provozovat jako tepelné čerpadlo vzduch-vzduch nebo vzduch-voda.

Tepelné čerpadlo lze použít kdykoli a kdekoli a nezávisí na dostupnosti určité otopné soustavy, aby bylo možné jej integrovat. Díky tomu je tepelné čerpadlo vzduch-voda obzvláště atraktivní volbou v souvislosti s modernizací a rekonstrukcí.

Voda

Ačkoliv není nutná žádná velká půdní plocha, jsou k provozu vodních tepelných čerpadel zapotřebí vrty pro jímání podzemní vody a injektážní vrty. Podzemní voda je vrtem jímána a přiváděna do výparníku tepelného čerpadla. Ve výměníku tepla odvádí voda své teplo do chladicího okruhu tepelného čerpadla. Studená voda je poté injektážním vrtem odváděna zpět do podzemní vody. Hladina podzemní vody by během tohoto procesu neměla být hlouběji než 15 m.

Podzemní voda je dobrým akumulačním médiem pro sluneční teplo. Teplota podzemní vody zůstává celoročně mezi 7 °C a 12 °C. Chcete-li využívat podzemní vodu jako zdroj tepla, musíte nejprve získat povolení od vodoprávního úřadu. Aby se zajistila kvalita vody a zabránilo se poškození korozí, je třeba dodržovat ­určité mezní hodnoty ve vztahu k obsahu vody.

Podzemní voda může být použita jako zdroj tepla pouze v oblastech, kde je dostatečně dostupná a snadno dosažitelná.

Země

I v extrémně chladných zimních dnech si půda udržuje potřebnou úroveň teploty pro optimální provoz. Teplo v půdě se regeneruje slunečním zářením, srážkami a rosou. Příjem tepla ze zemského jádra je menší než 0,1 W·m^–2, a proto může být ignorován. Díky tomu zůstávají teploty v půdě po celý rok konstantní. Geotermální tepelná čerpadla se vyznačují vysokým ročním výkonem a stálým výkonem. Teplota zemského povrchu v hloubce cca 1 m je mezi +3 °C a +17 °C; v hloubce cca 15 m se teploty pohybují mezi +8 °C a +12 °C.

K přenosu tepla v půdě dochází téměř výlučně vedením tepla, čím větší je obsah vody a minerálů, tím se zvyšuje tepelná vodivost a schopnost akumulace. Námraza vody obsažené v půdě nebrání vytváření tepla. Ve skutečnosti naopak: námraza jasně zvyšuje množství energie, které lze získat, protože latentní teplo vody (při 0,09 kWh·kg^–1) je extrémně vysoké.

Přehled měření

Při použití digitálních servisních přístrojů lze při uvedení systému do provozu provést teplotně kompenzovanou zkoušku těsnosti. Měřením tlaku v systému a okolního tlaku lze získat informace o nepropustnosti systému.

Digitální servisní přístroje měří rychle a přesně vysoký a nízký tlak a automaticky vypočítávají teploty kondenzace a odpařování pro nastavené chladivo.

Dále lze použít dva externě připojitelné teplotní senzory pro současné měření teploty přívodu a vratky.

Když uživatel aktivuje režim tepelného čerpadla, přepne se displej na digitálním servisním přístroji automaticky na vysoký a nízký tlak. Toto automatické přepnutí nastane, pokud je tlak na straně nízkého tlaku o 1 bar vyšší než na straně vysokého tlaku.

Kontrolní otázka:

• Jaké označení má přístroj na obrázku?

Zdroj: Online academy testo