Jak funguje tepelné čerpadlo vzduch-vzduch: Princip a technologie krok za krokem

Tepelné čerpadlo vzduch-vzduch je moderní zařízení, které využívá energii z venkovního vzduchu k vytápění nebo chlazení interiéru. Jeho fungování je založeno na termodynamických principech a efektivním přenosu tepla. Pojďme si jeho mechanismus rozložit na jednotlivé kroky a podívat se, jak dokáže šetřit energii i peníze.

Základní princip

Tepelné čerpadlo vzduch-vzduch pracuje na bázi chladicího cyklu, podobně jako klimatizace nebo lednice, ale s možností reverzního chodu. Využívá chladivo – kapalinu s nízkým bodem varu – které cirkuluje mezi venkovní a vnitřní jednotkou. Tento cyklus zahrnuje čtyři hlavní fáze: odpařování, stlačení, kondenzaci a expanzi.

1. Odpařování ve venkovní jednotce

Venkovní jednotka obsahuje výparník, kde chladivo absorbuje teplo z okolního vzduchu, i když je teplota venku nízká, například 0 °C. Chladivo se zde mění z kapaliny na plyn. Například při -15 °C dokáže čerpadlo s moderním chladivem stále efektivně fungovat, protože teplo je přítomné i v chladném vzduchu.

2. Komprese

Plynné chladivo putuje do kompresoru, kde je stlačeno. Tlak zvyšuje jeho teplotu – z cca 5 °C na 60 – 80 °C. Tento proces je klíčový, protože umožňuje přenést teplo do interiéru. Kompresor pohání elektřina, ale díky vysoké účinnosti (COP 3–4) spotřebuje jen 1 kWh na výrobu 3 – 4 kWh tepla.

3. Kondenzace ve vnitřní jednotce

Horké chladivo proudí do vnitřní jednotky (kondenzátoru), kde odevzdává teplo vzduchu v místnosti. Ventilátor jej rozvádí, a chladivo se opět mění na kapalinu. Například při výkonu 3,5 kW ohřeje jednotka místnost 40 m² za 20 minut.

4. Expanze a návrat

Chladivo prochází expanzním ventilem, kde klesá jeho tlak a teplota, a vrací se do venkovní jednotky, aby cyklus začal znovu.

Reverzní chod – chlazení

V létě čerpadlo funguje opačně: teplo odebírá z interiéru a odvádí ho ven. Stačí změnit směr toku chladiva, což z něj činí univerzální zařízení.

Efektivita a omezení

Tepelná čerpadla vzduch-vzduch dosahují SCOP 3,5 – 4,0 a jsou ideální pro domy do 100 m² s tepelnou ztrátou 4 – 6 kW. Při teplotách pod -20 °C však účinnost klesá a může být nutné záložní topení. Pořizovací cena se pohybuje kolem 80 000 -120 000 Kč, s roční úsporou až 10 000 Kč oproti elektrickým přímotopům.

Tepelné čerpadlo vzduch-vzduch je tak jednoduché, efektivní a dostupné řešení pro vytápění i chlazení, které kombinuje ekologii s komfortem.

Náhledové foto: Andreas Prott / stock.adobe.com