zde se nacházíte: Tepelná čerpadla > Princip tepelného čerpadla

Princip tepelného čerpadla

Tepelné čerpadlo je technické zařízení, které využívá netradiční energii na nízkoteplotní úrovni (5-20°C), čerpanou z okolního prostředí, a převádí (přečerpává) tuto energii na vyšší teplotní úroveň (max.69°C), použitelnou v praxi. Toto "přečerpání" je možné jen při dodání vnější energie, převedené na práci kompresoru, který je základní součástí tepelného čerpadla. Jedná se většinou o elektrickou energii v podobě příkonu kompresoru.

Základním fyzikálním principem činnosti tepelného čerpadla je závislost teploty pracovní látky na tlaku (viz schéma).
Pracovní látka (chladivo) je ve výparníku (2) vystavena prudkému snížení tlaku pomocí expanzního ventilu (4) a tím se sníží bod varu pracovní látky. Pracovní látka se začne ve výparníku vypařovat a během této změny skupenství přejímá z nízkoteplotního zdroje (1) skupenské (výparné) teplo.
Plynná pracovní látka pokračuje v pracovním okruhu do kompresoru (3) a vlivem zvýšeného tlaku dochází v kondenzátoru ke zpětnému zkapalnění pracovní látky, během kterého je opět odevzdáno skupenské teplo, zvýšené o přidanou energii z kompresoru, do topného okruhu.

Výsledná energetická rovnice tedy vypadá následovně: Q_TČ = Q_NT + Q_K

   Q_TČ = tepelná energie na výstupu z tepelného čerpadla
   Q_NT = tepelná energie z nízkoteplotního zdroje
   Q_K = energie získaná z práce kompresoru

Základním parametrem tepelného čerpadla je tzv. koeficient výkonnosti (COP - Coefficient of Performance). COP je definován jako poměr topného výkonu tepelného čerpadla k energetickému příkonu (nejčastěji elektr.příkonu kompresoru) za daných teplot ve výparníku (např.5°C) a v kondenzátoru (např.45°C).

COP = Q_TČ / Q_K