Tepelné čerpadlo je najpoužívanejšie a najobľúbenejšie zariadenie, ktoré využíva obnoviteľné zdroje energie na vykurovanie, prípadne aj chladenie. Sú ekologické a ich prevádzka je bez emisií. Tešia sa stále väčšiemu záujmu aj preto, že na svoj chod používajú teplo z okolitého prostredia, ktoré je k dispozícií prakticky zadarmo a možno ho energeticky veľmi efektívne zhodnotiť. Pri použití 1 kWh energie, najčastejšie vo forme elektriny na pohon kompresora, možno získať 2 až 5-násobok energie na vykurovanie, ohrev teplej vody alebo chladenie.
Princíp tepelného čerpadla je známy už viac ako 100 rokov. Prvýkrát vo svete ho skonštruoval Slovák Aurel Stodola. Jeho zariadenie z roku 1928 dodnes funguje vo Švajčiarsku. Vykuruje radnicu v Ženeve s odoberaním tepla z vody jazera – ide o uzatvorený okruh. Rozsiahlejšie využitie tepelných čerpadiel na vykurovanie prišlo na začiatku sedemdesiatych rokov so zvýšením cien energií.
V našich projektoch energetických služieb využívame prevažne tepelné čerpadlá voda/ voda, ktoré okrem vykurovania a ohrevu teplej vody umožňujú aj chladenie. Najväčším prínosom tohto typu čerpadla je, že v letnej prevádzke vyrába chlad na klimatizovanie, a zároveň produkuje tzv. odpadné teplo, ktoré sme schopní akumulovať a používať ho na výrobu teplej úžitkovej vody alebo ho využívať v iných systémoch, ktoré tiež potrebujú teplo. To znamená, že jedným spotrebovaním elektrickej energie vieme vyrobiť dve energie na prevádzku vašej budovy. A to má úžasný vplyv na efektívnu a ekologickú prevádzku.
Tepelné čerpadlá voda/ voda sme použili v našich projektoch Národný futbalový štadión, Anna Park Miloslavov, Primo Tatry, Matadorka a v mnohých ďalších s nimi uvažujeme v projekčnej fáze.
Ako pracuje tepelné čerpadlo
Princíp je v podstate opačný ako pri chladničke, ktorej účelom je „vytvoriť chlad” vo vnútri. Von sa teplo odvádza cez chladič umiestnený na zadnej strane chladničky. Tepelné čerpadlo naopak odoberá teplo z vonkajšieho chladnejšieho prostredia a pri vyššej teplote ho odovzdáva do vykurovacieho systému.
Srdcom tepelného čerpadla je kompresor (1), ktorý je najčastejšie poháňaný elektromotorom. Kompresor stláča pary pracovnej látky (chladiva), ktoré sa kompresiou ohrejú na vysoké teploty a zvýši sa ich tlak. Vo výmenníku tepla = kondenzátore (2) pary odovzdajú teplo do vykurovacej sústavy. Ochladením pár dôjde k ich kondenzácií a zmene na kvapalné skupenstvo. Kvapalina s vysokým tlakom následne prechádza cez expanzný ventil, kde dôjde k poklesu jej tlaku. Vo výparníku (4) sa kvapalná pracovná látka pomocou tepla z okolitého prostredia (voda/zem/vzduch) premení na parné skupenstvo a následne s nízkou teplotou a tlakom pokračuje do kompresora, kde sa celý okruh znova zopakuje. Pracovné látky tepelných čerpadiel sú špeciálne navrhnuté zmesi schopné odparovať sa už pri pomerne nízkych teplotách, a preto je možné využívať aj teplo obsiahnuté vo vode/zemi/vzduchu.
Voda ako zdroj
Výkonové čísla tepelných čerpadiel
COP = energia vyrobená tepelným čerpadlom / energia spotrebovaná tepelným čerpadlom
Ak je napríklad COP = 5 znamená to, že z 1MWh elektrickej energie vyrobíme až 5MWh tepelnej energie. Ekvivalentným spôsobom je stanovený výpočet účinnosti EER, ktorý je zaužívaný pre chladenie.