Tepelná čerpadla vzduch-vzduch. Jak fungují?
Projíždíte kolem novostavby a u fasády stojí zařízení asi tak o velikosti lednice, zepředu dominuje mřížkový kryt. K čemu to slouží? S největší pravděpodobností se jedná o venkovní jednotku tepelného čerpadla.
Tepelné čerpadlo je systém, který dokáže, díky principům termodynamiky, přenést teplo z jednoho zdroje do jiného místa. Přenos je uskutečněn chladivem, které se v jedné části okruhu odpařuje při absorbování tepla a v jiném úseku kondenzuje při odevzdávání tepla. Změna skupenství se odehrává v tepelných výměnících.
Hermeticky uzavřený okruh chladiva tvoří komponenty venkovní jednotky propojené měděnými trubkami s částmi vnitřní jednotky (nebo vnitřních jednotek). Hlavním dílem venkovní části je kompresor (mimochodem nejhlučnější část obvodu), expanzní ventil a tepelný výměník. Vnitřní obvod je samozřejmě také vybaven výměníkem.
Zásadní jsou 4 procesy v rámci cyklu chladiva:
1. Expanze
Snížení tlaku chladiva expanzním ventilem.
2. Vaporizace (odpařování)
Chladivo absorbuje teplo místa, kde se nachází výměník a odpařuje se v něm.
3. Komprese
Stlačením chladiva v kompresoru se zvýší jeho tlak a teplota do hodnot, kdy pára může být zkondenzována v následujícím kroku.
4. Kondenzace (zkapalnění)
Chladivo odevzdává teplo chladnějšímu vzduchu místa, kde je tepelný výměník.
Tepelná čerpadla mohou v zimě vytápět a v létě klimatizovat naše obydlí. Jak je to možné? Díky čtyřcestnému ventilu.
· Chlazení: Ve vnitřním výměníku dochází k odpařování kvůli přejímání tepla místnosti. Následuje komprese nutná pro další krok tedy pro kondenzaci. Odevzdáním tepla venkovnímu vzduchu se chladivo zkapalní. Cyklus uzavírá 4. proces, expanze, kdy dojde k poklesu tlaku chladiva, které je tak opět připraveno k odpařování.
· Vytápění: Do vnitřního výměníku je čtyřcestným ventilem nasměrováno stlačené chladivo z kompresu, aby předalo teplo do místnosti. Nastává zkapalnění. Expanzní ventil zredukuje tlak v okruhu na potřebnou hodnotu k vaporizaci tedy absorbování tepla venkovního vzduchu.