Teória tepelných čerpadiel a ich praktické využitie

  Tepelné čerpadlá sú najefektívnejšími, najekologockejšími, často aj nejekonomickejšími a jednoznačne najmodernejšími vykurovacími systémami histórie aj súčasnosti.

  Z tohto pohľadu stojí za pozornosť, že konštruktérom prvého tepelného čerpadla určeného na vykurovanie budovy bol slovák Aurel Stodola, slovenský fyzik, ktorý sa narodil v roku 1859 v Liptovskom Mikuláši. Zameriaval sa na oblasť "teórie automatickej regulácie strojov", a ako vedec položil aj vedecké základy projekcie stavby parných a spaľovacích turbín. Pre paru vypočítal a aplikoval takzvaný Mollierov entropický diagram, ktorý stále dopĺňal. Mollierov diagram zároveň vystihuje aj princíp činnosti tepelného čerpadla a tak nečudo, že pri pozornom skúmaní entropického javu a každodennej práci s nimi bolo výsledným dielom Aurela Stodolu tepelné čerpadlo. Aurel Stodola nebol len taký hocikto a okrem iného bol aj profesorom Alberta Einsteina.

  Slovenským paradoxom preto zostáva odmietavý alebo veľmi opatrný postoj slovákov k tepelným čerpadlám v porovnaní s vyspelými krajinami kde tepelné čerpadlá hrajú prím vo vykurovaní a sú uznávané ako nejpokrokovejšie a pritom vysoko spoľahlivé zdroje tepla a čoraz častejšie aj chladu. Práve univerzálnosť tepelných čerpadiel s možnosťou využitia aj ako klimatizácie ich predurčuje na celoročné použitie v našich končinách kde studené ale predsa len mierne zimy striedajú čoraz horúcejšie letá.

  Tepelné čerpadlá sa postupom času modernizovali avšak ich fyzikálny princíp odvodený od termodynamických zákonov a Aurelom Stodolom zdokonalovaným Mollierovým entropickým diagramom zostáva zachovaný dodnes.

  Spoľahlivosť tepelných čerpadiel je daná fyzikálnymi zákonmi a tak niet divu, že prvé tepelné čerpadlo Aurela Stodolu z roku 1928 dodnes pracuje vo Švajčiarsku a vykuruje radnicu v Ženeve s odoberaním tepla z vody zo Ženevského jazera.

  Výhodou tepelného čerpadla oproti ostatným zdrojom tepla je ich efektivita a pracovné podmienky:

  1. tým že na vykurovanie využívajú voľnú nízkopotenciálnu energiu z prírody a len minimálne množstvo energie spotrebováva na vlastný pohon, pričom takmer všetku spotrebovanú energiu premieňa na tepelnú energiu ktorú neskôr tiež odovzdá do vykurovacej sústavy jeho efektivita je niekde od cca 400% až do 600% čo nedokáže žiadny iný systém vykurovania ani ohrevu (výnimku môžu tvoriť za ideálnych podmienok napríklad slnečné termické kolektory a podobne, ale už za mierne zhoršených podmienok ich efektivita nie je ani porovnateľná s tepelnými čerpadlami, napríklad v noci sa slnečný kolektor stáva úplne nefunkčným, kým tepelné čerpadlo pracuje s plnou efektivitou ďalej)
  2. tu už sa dostávame k v prvej vete načatej myšlienke a to tej, že aj keď pripustíme existenciu iných technológií ktoré sú schopné svojou efektivitou prevýšiť tepelné čerpadlá, neplatí to o nich za všetkých okolností a podmienok, kým tepelné čerpadlá dokážu pracovať aj za extrémnych mrazov a podmienok ktoré neprajú ani iným zdrojom tepla

Tepelné čerpadlo pracuje na princípe využitia nízkopotenciálneho tepla z nášho okolia napríklad z vody, vzduchu, zeme ale aj odpadového tepla.

Tepelné čerpadlo teplo teda nevyrába (okrem energie spotrebovanej na svoj pohon a premenenej na tepelnú energiu) ale iba teplo prečerpáva - preto je jeho názov: tepelné čerpadlo.

Ďalšou výhodou tepelných čerpadiel je ich univerzálnosť, môžeme ich využiť aj na:

  1. vykurovanie budov
  2. ohrev teplej úžitkovej vody
  3. ohrev vody v bazéne
  4. chladenie

a iné účely...