Ako je možné ohriať vodu na 35°C vzduchom, ktorý má -5°C ?
Tepelné čerpadlo na princípe kompresie a expanzie chladiva odoberá teplo z okolitého vzduchu a odovzdáva ho obiehajúcej vode v systéme. Nespotrebúva teda elektrickú energiu priamo na ohrev vody ale používa ju iba na chod kompresora a obehového čerpadla, samotné teplo je odobrané doslova zo vzduchu, vďaka tomu je možné pri spotrebe 1kW elektriny vyrobiť až 5kW tepla.
Určite ste niekedy dofukovali kolesá na bicykli ručnou pumpičkou, ktorá sa po chvíli fúkania ohriala. Stláčanie plynu (kompresia) teda vytvára teplo. Naopak pri vypúšťaní stlačeného plynu z tlakovej nádrže je možné si všimnúť, že tryska odkiaľ plyn uniká je rýchlo pokrytá námrazou, pretože rýchle uvolnenie tlaku (expanzia) teplo odoberá.
Ako sa to dá využiť v praxi ?
Vo vnútri tepelného čerpadla obieha chladivo, čo je špeciálna náplň, ktorá dobre vedie teplo a zároveň nezamrzne pri nízkej teplote. Toto chladivo je kompresorom stlačené na vysoký tlak, čo zvýši jeho teplotu, následne sa toto teplo odovzdá vo výmenníku (kondenzátore) obiehajúcej vykurovacej vode. Ďalej ochladené chladivo putuje do expanzného ventilu (tryska), kde prebehne expanzia - zníženie tlaku a prudké ochladenie na teploty hlboko pod bod mrazu, teda na teplotu nižšiu ako je teplota vonkajšieho vzduchu. Takto schladené chladivo je prehnané cez vonkajší výparník (viditeľná rebrovaná časť tepelného čerpadla) kde je ventilátorom nútene hnaný vzduch z okolia. Keďže chladivo má v tomto mieste nižšiu teplotu ako okolitý vzduch, ohreje sa na teplotu vzduchu a následne v kompresore sa táto teplota posunie opäť hore nad teplotu obiehajúcej vody, do ktorej sa získané teplo odovzdá.
Kompresia sa teda používa na zvýšenie teploty chladiva nad teplotu obiehajúcej vody aby jej bolo možné odovzdať teplo a následná expanzia posunie teplotu pod teplotu okolitého vzduchu aby sa mohla o neho ohriať. Týmto spôsobom sa ohriatie chladiva o 5°C z teploty -10°C na -5°C odovzdá ako ohriatie vykurovacej vody o tých istých 5°C ale v rozsahu 30°C až 35°C.
Prečo sa na tepelnom čerpadle robí námraza ?
Je to práve kvôli nízkej teplote chladiva hlboko pod bodom mrazu, hnaného do tenkých rebier výparníka. Teleso výparníka sa prudko ochladí a na jeho povrchu začne zamŕzať vzdušná vlkosť. Táto námraza postupne rastie až znemožní okolitému vzduchu prúdiť pomedzi rebrá a odovzdávať svoje teplo do chladiva. Riadiaca jednotka tento stav monitoruje a vo vhodných intervaloch spúšťa proces odmrazenia.
Ako je možné, že tepelné čerpadlo dokáže v lete chladiť ?
Riadiaca jednotka dokáže otočiť smer cirkulácie chladiva, čo spustí opačný proces ako je kúrenie. Chladivo odoberie teplo z kurenárskej vody, následne putuje do kompresora kde svoju teplotu ešte zvýši a horúce je vpustené do výparníka, kde sa ochladí o okolitý vzduch. Následne v tryske pprebehne prudké ochladenie a takto ochladené chladivo opäť odoberie teplo kurenárskej vode.
ECO vs CLASSIC (R290 vs R32)
V ponuke máme dva typy čerpadiel, radu ECO s moderným chladivom R290 a radu CLASSIC s chladivom R32. Chladivo R290 je aktuálne najekologickejšie chladivo na trhu, ak by vám unikla celá náplň do ovzdušia, uhlíková stopa je rovnaká ako prejdenie vzdialenosti 6km osobným autom (parameter GWP = 3). Chladivo R32 je druhé najekologickejšie, uhlíková stopa pri úniku by bola ekvivalentná 3500km prejdených osobným autom (GWP = 675). Pre predstavu ďalšie dostupné chladivo R410 má GWP = 2088.
Ekológia je však iba jeden faktor. Moderné chladivo R290 má lepšiu tepelnú kapacitu a vďaka tomu nie sú potrebné tak vysoké tlaky v systéme, čo predlžuje životnosť tepelného čerpadla a umožňuje mu fungovať do teploty vody na výstupe až 70°C. Oproti tomu R32 ma mierne vyšší objemový chladiaci výkon, preto čerpadlá s ním sú mierne účinnejšie.
Z chemického hľadiska je chladivo R290 plyn propán. Jeho nevýhodou je horľavosť, čo ale v kombinácii s monoblokovým čerpadlom nie je problém, keďže prípadné úniky sú len do okolitého prostredia. Chladivo R32 je diflourmetán, je nehorľavé a má mierne výšší objemový chladiaci výkon.
V prípade, že váš dom má čisto nízkoteplotné kúrenie, môžete použiť lacnejšiu variantu čerpadiel CLASSIC s chladivom R32 alebo mierne drahšiu a ekologickejšiu variantu čerpadiel ECO s chladivom R290. V prípade systému kúrenia s kombináciou podlahového kúrenia a radiátorov, odporúčame jednoznačne iba radu ECO pre možnosť vyššej teploty vody na výstupe.