Kategorie

Představujeme tepelná čerpadla, 4. díl: Kompresor – srdce tepelného čerpadla

V dnešním díle se úzce zaměříme na kompresor, který tvoří nejdůležitější část tepelného čerpadla. Na jeho výkonu závisí ekonomika provozu a je také nejnákladnější součástí tepelného čerpadla. Podívejme se tedy blíže na to, jak jednotlivé druhy kompresorů fungují.

Jak funguje klasický kompresor? Píst pohybující se ve válci stlačuje plyn a ten odchází z válce otevřeným výfukovým ventilem - jednoduché. Po dosažení horní polohy se výfukový ventil uzavře a otevře se sací. Stejný princip jako u spalovacích motorů, jen s tím rozdílem, že ventily bývají zabroušené, a že se otvírají a zavírají pouze tlakem plynu. Kompresory mají pro dosažení co nejvyšší účinnosti co nejmenší tzv. hluché prostory mezi pístem v horní poloze a válcem. Tyto kompresory pro tepelná čerpadla se v uzavřeném provedení, kdy je motor ve společné nádobě s kompresorem, vyrábí jako jednoválcové, pro vyšší výkony až  osmiválcové. Otevřené provedení se odlišuje tím, že pohon je vně a zřizuje ho elektromotor nebo jiný zdroj mechanické energie.

Přehled typů kompresorů

V současnosti se pro vytápění rodinných domů používají téměř výhradně tepelná čerpadla s kompresorem, který je poháněn elektromotorem. Lze ho samozřejmě pohánět i jakýmkoli jiným pohonem. Pokud se však budeme pohybovat v oblasti tepelných čerpadel pro rodinné domy a nikoli průmyslové komplexy, tak můžeme s klidem říci, že elektrické jsou nejvýhodnější. Pro relativně malé výkony, potřebné v rodinných domcích, jsou elektrická tepelná čerpadla nejvýhodnější. Elektromotor je levný a palivo - elektřina ve zvláštním tarifu - rovněž.

Tepelné čerpadlo s  pístovým kompresorem

Tato čerpadla jsou levnější, hlučnější a mají horší topný faktor. Jejich životnost taky není závratná, zřídkakdy vydrží dobu provozu větší než 15 let.

Tepelné čerpadlo s rotačním kompresorem

Opět neslavný topný faktor tomuto typu levnějších kompresorů příliš nepomáhá v tom, aby se užívalo častěji, jeho životnost je na stejné úrovni jako u předcházejícího typu. Jak tedy pracuje rotační kompresor? Píst tvoří válcové těleso, které se pohybuje po vnitřním obvodu válcové komory. Pohyblivá přepážka odděluje sací a výtlačnou část komory. Tento kompresor má menší účinnost, než pístový.

Tepelné čerpadlo s kompresorem typu SCROLL (spirálový)

V současnosti nejpoužívanější a nejlepší typ kompresoru. I přes svou vyšší cenu dosahuje nejlepších výsledků v topném faktoru. Použití těchto kompresorů s nízkoteplotními chladivy pak umožňuje řešit tepelná čerpadla odebírající teplo ze vzduchu, tj. tepelná čerpadla „vzduch-voda“, která pracují efektivně v průběhu celého roku, respektive i při extrémně nízkých teplotách okolního vzduchu –20°C až –25°C. Použitá chladiva jsou přitom ekologicky zcela nezávadná, to znamená, že nenarušují ozónovou vrstvu Země.

Tepelné čerpadlo bez kompresoru

Ano, i to je možné. Tento absolutně bezhlučný typ tepelného čerpadla se využívá pouze výjimečně. Důvodem je opět horšího topný faktor.

Efektivní chlazení je nezbytné

Při uvedení kompresoru do chodu jsou nasávány páry chladící kapaliny (chladiva) z výparníku a následně jsou stlačovány na cca 2,5 Mpa. Normální vzduch bychom tímto stlačením příliš neohřáli, a proto se v této technologii používají tekutiny s nízkým bodem varu - chladiva. Chladivo je v podstatě jakákoliv látka, která je schopna odebírat tepelnou energii ze zvoleného prostoru. Tato látka musí splňovat obrovské množství chemických, fyzikálních a termodynamických požadavků, aby byla nejen ekonomická, použitelná, ale zároveň ekologická. Bylo vytvořeno celkem 6 tříd, do nichž se tyto látky třídí. Od 1. tř., kde jsou látky způsobující okamžitou smrt, až po tř. 6 - nejbezpečnější chladiva, vhodná právě pro užití v tepelných čerpadlech, neboť při manipulaci s nimi nám nehrozí popáleniny ani omrzliny. Od dříve používaných freonů v chladničkách se upustilo po zjištění negativního vlivu na životní prostředí a přešlo se k užívání látek odvozených od metanu a etanu.
ab
ab
ab
ab
ab