Informace a princip vytápění klimatizací - tepelné čerpadlo

Mnoho důvodů proč si pořídit klimatizaci:

Někteří z Vás jsou nuceni a volí klimatizaci vzhledem k nesnesitelnému horku přes den a v noci při spánku, což je únavné!  

Jiní volí toto zařízení z komfortních důvodů, například při práci v kanceláři mají konstantní teplotu bez ohledu na to jak venku je. Cítí se svěže a práce jim jde lépe!

Další skupina lidí požaduje klimatizační jednotky už při výstavbě, nebo rekonstrukci domu. Jejich důvod je jasný. Klimatizaci budou využívat celoročně - nejvíce v přechodných dnech kdy je zima, nebo horko. Klimatizace jim bude udržovat vnitřní teplotu +18°C až +30°C bez ohledu na to jak venku je.

Tepelná čerpadla vzduch-vzduch montujeme do domů pro přitápění. Z hlediska pořizovacích a provozních nákladů se jedná o nejekonomičtější způsob, jak dům vytápět.

V přírodě je vždy "něco za něco". Jedinou nevýhodou tepelného čerpadla je skutečnost, že fyzikální procesy nutné pro transport tepla mají určitá teplotní omezení.

Tepelné čerpadlo pracuje, pokud je venkovní teplota vyšší než -15°C. Optimální venkovní teplota pro topení je od -10°C do +10°C.

V našich zeměpisných podmínkách nelze tedy spoléhat na vytápění tepelným čerpadlem typu vzduch-vzduch celoročně, ale pokryje řádově 90% až 95% roku.

Pokud se instaluje do budovy s moderními izolačními vlastnostmi, je jeho využití v průběhu roku velmi výrazné - jak v létě pro chlazení, tak v přechodných obdobných a v zimě k velmi ekonomickému vytápění.

Ostatní běžné způsoby vytápění jsou nákladnější až o několik desítek tisíc, které se ovšem nikdy nevrátí zpět.

Nebereme v úvahu tepelné čerpadlo vzduch - voda ! ..... kterými se můžeme zabývat později a lze je využít a napojit na podlahové topení, topení radiátory, fancoil pro topení a chlazení , a dále pak ohřev TUV.

Bereme zde v úvahu topení pomocí plynového kotle, neekologického uhlí a tuhého paliva, přímotopy a elektrické kotle.

Hlavní důvod úspor při vytápění tepelným čerpadlem je jeho funkce, která je popsána níže.

V krátkosti se dá říct, že u všech běžných způsobů vytápění je nutné teplo nejdřív vyrobit a potom jej transportovat do vytápěných prostor.

Aby bylo možno vyrobit v plynovém kotli (95% účinnost) 1kWh tepelné energie, je nutné dodat 0,095 m3 plynu, což je dle dodavatele plynu 2,35 - 2,80 Kč za 1kWh tepla.

U elektrokotle je cena kolem 3,90 Kč za 1kWh tepla.

Výhody tepelného čerpadla

Principem klimatizace je pouze transport energie a tepla. Teplo pouze odebereme a předáme o kousek dál. Tento jednoduchý princip má velkou výhodu ve své nízké energetické náročnosti. Topení tepelným čerpadlem je zatím doposud nejekonomičtější způsob vytápění s nejnižšími provozními náklady. Teplo není třeba oproti klasickým zdrojům tepla neekonomicky vyrábět (hoření) ani přeměňovat (elektrické topení) a hradí se pouze náklady na jeho transport.

Na transport 1 kW tepelné energie je potřeba cca 250W el. energie - koeficient účinnosti (COP) je v tomto případě 4.

Při získaném tepelném výkonu 2,5 kW je zapotřebí elektrický příkon pouhých 500 W.

Domácnosti, které používají k vytápění tepelné čerpadlo, mají možnost získat zvýhodněnou sazbu elektrické energie D57d.

Po dobu 20 hodin je celá domácnost napájena elektřinou v tzv. nízkém tarifu.

Cena elektřiny je u společnosti ČEZ 1,97 Kč/kWh v nízkém tarifu a 2,02 Kč/kWh ve vysokém tarifu platná pro rok 2019 - sazba D57d. Aktuální ceny vám poskytnou dodavatelé elektrické energie.

Princip klimatizace

Nejsnazším vysvětlením funkce klimatizace je princip chladničky. Chladnička odnímá teplo potravinám a to následně uvolňuje do místnosti (nejčastěji černým žebrováním na zadní straně). Jednoduše z jednoho prostoru teplo odebírá a do druhého jej předává. Klimatizace dělá to samé - představte si, že váš pokoj je chladničkou a venkovní jednotka předává na balkoně teplo do okolí...

Fyzikální proces klimatizace

Fyzikální princip v klimatizaci je složený z více procesů za sebou. Základní etapy jsou stlačování par chladiva, kondenzace vysokotlakého plynu na kapalinu (ochlazením), transport kapaliny pod tlakem do vnitřní jednotky, expanzi do oblasti s nižším tlakem (přes kapiláru, expanzní ventil) spojené s odpařováním, tj. přeměně kapaliny na plyn (ohřívání, přejímá teplo z prostoru). A pak jsou páry chladiva opět nasávány do kompresoru a stlačovány...

1. fáze - komprese

Kompresor nasává chladivo v podobě par a pod vysokým tlakem tyto páry stlačuje. Páry se při kompresi rovněž stlačováním zahřívají.

2. fáze - kondenzace (předávání tepla)

Vysoce stlačené páry chladiva se v kondenzátoru intenzivně ochlazují a tím dochází k jejich kondenzaci, přičemž se uvolňuje energie nejen stlačení, ale hlavně energie změny skupenství látek (obdobně vodní pára při ohřívání předmětů, například pokličky, chladne a sráží se na vodu - proces chladiva je obdobný, jen probíhá při nižší teplotě (cca 20-55°C). Zkondenzované chladivo v podobě kapaliny je transportováno do místa určení.

3. fáze - expanze (přijímání tepla)

Chladivo v podobě kapaliny proudí k rozstřikovacímu ventilu nebo kapiláře, které slouží díky malému otvoru jako "zúžený" prostor neřkuli tryska. Průchodem přes rozstřikovací ventil se zařízení dostane do oblasti, kde je nižší tlak a vyšší teplota (výparník s pokojovou teplotou) a kapičky chladiva se tím pádem intenzivně odpařují (obdoba varu vody při 100°C s nutností dodávat teplo vařičem - zde proces probíhá při teplotě okolo 6°C a chladivo si teplo odebírá samo ve výparníku, který se intenzivně ochlazuje). Proud vzduchu procházející výparníkem se tím pádem o výparník velmi intenzivně chladí.

4. fáze - komprese

Odpařená ( kapalina ) chladivo ve výparníku proudí zpět ve formě par do sání kompresoru, kde dochází k opětovné kompresi a celý cyklus se opakuje.

Inverter klimatizace - Split klimatizace s proměnným počtem otáček kompresoru. Klimatizace používá pro regulaci otáček kompresoru inverter, který frekvenčně řídí otáčky a výkon kompresoru v rozmezí 0 - 100 % výkonu. Tím dochází k výraznému snížení spotřeby el.energie, snížení hlučnosti a prodloužení životnosti zařízení.