Úvod do tepelných čerpadel

V našem bezprostředním okolí se nachází obrovské množství tepelné energie, která má svůj původ ve slunečním záření dopadajícím na povrch naší planety. Jde o energii stoprocentně ekologickou, je zcela zdarma a její množství je nevyčerpatelné. Touto energií nás bude slunce zásobovat ještě několik miliard let.

V našich zeměpisných šířkách dopadá na každý m2 zemního povrchu zhruba 1 000 kWh tepelné energie za jeden rok. Na celoroční vytápění běžného rodinného domku je potřeba asi 20 000 kWh tepla, tedy snadno vypočítáme, že jde o ekvivalent sluneční energie, která dopadne na plochu o rozměru pouhých 5 x 4m, t.j. přibližně o velikosti menšího obývacího pokoje. Přitom v peněžním vyjádření nás takové množství energie stojí při současných cenách např. ve formě zemního plynu asi 32 000 Kč a v podobě elektřiny přibližně 50 000 Kč (při nejnižší možné sazbě).

Je zřejmé, že naši potomci, kteří se naučí tuto sluneční energii efektivně využívat, se nestačí divit, proč jejich předkové byli nuceni pracně, nákladně a velmi neefektivně vyrábět teplo spalováním vzácných a cenných surovin, jako je ropa, zemní plyn a uhlí, a navíc si přitom téměř zničili vlastní planetu a zamořili životní prostředí....

Velká většina energie, která na planetu dopadne, není-li využita, je prostřednictvím infračerveného záření vrácena do okolního vesmíru. Zbylá část energie se ukládá do země, vody nebo vzduchu a je hybnou silou všech přírodních dějů, které se na Zemi odehrávají.

Přímé využití této energie pro vytápění obytných budov je při současném stavu poznání, kterými lidstvo disponuje, poměrně obtížné. Sluneční záření umíme dobře využít na ohřev pomocí solárních panelů. Prostřednictvím fotovoltaických článků nebo větrných elektráren začínáme energii slunce využívat i pro výrobu elektrické energie. Na druhou stranu v období nedostatku slunečního svitu, t.j. v našich podmínkách po velkou část roku, nás sluneční energie obklopuje pouze v nízkoteplotní (nízkopotenciální) formě, kterou nelze na vytápění použít. Jedinou efektivní cestou je prostřednictvím určitého zařízení převést nízkoteplotní (chladnou) energii z našeho okolí na vyšší teplotní hladinu. S takovou energií již můžeme snadno vytápět. Zařízení, které tuto službu dokáže poskytnout, nazýváme tepelným čerpadlem.

Na svou činnost spotřebuje tepelné čerpadlo určité množství elektrické energie. Množství tepelné energie, kterou vydává, je však výrazně vyšší, neboť ji z největší části tvoří teplo z našeho okolí, tedy ze země, vody nebo vzduchu.

Tyto stránky jsou věnovány dnes nejčastěji používanému systému, kdy je teplo odebíráno ze vzduchu a předáváno do topné vody, tedy tepelným čerpadlům vzduch-voda.