![]() |
|
![]() |
Přečtěte si: Elektromobilitu je třeba rozvíjet a propagovat s rozmyslem: Zpráva z konference Chytrá elektrická doprava v praxi |
![]() ![]()
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
„Zelené“ taháky pro středoškoláky (i dospělé) 8Víte, jak funguje ekologická výroba tepla?
Tepelné čerpadlo využívá fyzikální podstatu tepla, tj. energie neuspořádaného pohybu atomů a molekul v látkách, k ohřevu topné látky (chladiva), a následně například k vytápění domu. Je zřejmé, že tepla v sobě látka obsahuje tím více, čím větší je její množství a čím vyšší je rychlost pohybu jejích atomů a molekul – tedy čím vyšší je její teplota. Dodáním tepla se látky zahřívají, jejich teplota stoupá. Z toho vyplývá, že velké množství látky o nízké teplotě může obsahovat stejné množství tepla – tepelné energie – jako malé množství látky o vysoké teplotě. Zamyslíme-li se nad tím, které látky či materiálu je v přírodě nejvíce, nabízí se odpověď: země, voda, vzduch. Tepelné čerpadlo slouží k tomu, aby teplo z jejich velkého množství a nízké teploty využilo k ohřevu mnohem menšího množství jiné látky – třeba vody v ústředním topení – na vyšší teplotu. Tepelné čerpadlo tedy využívá nejčastěji tepelnou energii země (případně vzduchu či vody) o nízké teplotě – nízkopotenciální teplo. Pracovní látka o velmi nízké teplotě varu neboli chladivo (nejčastěji freony nebo zkapalněný plyn) tuto tepelnou energii zemi odebírá, čímž ji ochlazuje, a takto získané teplo použije pro ohřev jiné látky – například vody v topení či v bazénu. Sledujme na obrázku, jak k tomu dochází:
Stejným způsobem funguje i lednička: Výparník, jímž prochází chladivo, odebírá tepelnou energii potravinám a odebrané teplo je vypouštěno žebrovím na zadní straně ledničky do ovzduší v domácnosti. Říká-li se tedy často, že tepelné čerpadlo funguje jako obrácená lednička, je i není to pravda: Obě zařízení pracují na shodném principu, mají pouze odlišný cíl jedno ohřívat a druhé chladit. Jak vidíme, ke změně formy tepelné energie chladiva na takovou, která umožní ohřát vodu, je třeba v tepelném čerpadle vynaložit kinetickou energii kompresoru, a tedy elektrickou energii, která pohání jeho motor. Zjednodušeně lze přitom říci, že k ohřátí vody spotřebuje tepelné čerpadlo třetinu elektrické energie, kterou je třeba vyrobit (a není to vždy z obnovitelných zdrojů), a dvě třetiny energie země, která je v přírodě volně k dispozici. Tepelné čerpadlo, podobně jako například kogenerace, je tedy „čistým“ zdrojem energie pouze částečně. Tepelná čerpadla se nejčastěji používají k vytápění budov nebo pro ohřev teplé užitkové vody. V zemědělství lze použít tepelná čerpadla, která odpadním teplem z chlazení mléka ohřívají teplou užitkovou vodu. Různé kombinace chlazení látek a ohřevu užitkové vody se používají i v průmyslu. Potřeba tepla se během roku mění. Pokud je výkon tepelného čerpadla navržen na jeho nejvyšší spotřebu, zůstane po většinu roku nevyužitý. Výsledkem budou nehospodárně vynaložené peníze na pořízení a provoz. Proto se tepelné čerpadlo zpravidla používá společně s jiným zdrojem tepla (elektřina, plyn, uhlí). Technicky se této kombinaci říká bivalentní provoz. Často používanou kombinací, která významně zlepšuje příznivost celého zařízení pro životní prostředí, je také společné použití tepelného čerpadla a solárních kolektorů. Solární kolektory zachycují skleněnou plochou či trubicí sluneční záření a přeměňují je na tepelnou energii. Tato energie je pohlcována absorbérem a odváděna teplonosnou kapalinou (voda, nemrznoucí kaliny) do výměníku, kde je předáváno k ohřevu vody nebo topné vodě. Kolektory, které jsou vybaveny selektivní absorpční vrstvou, mají vyšší účinnost, protože dokáže zachytit i difúzní záření, tj. takové záření, které vzniklo odrazem slunečního záření na překážkách v atmosféře. Biomasa je hmota organického původu. V souvislosti s energetikou se nejčastěji jedná o dřevo a dřevní odpad, slámu a jiné zemědělské zbytky a exkrementy užitkových zvířat. Biomasa může být jak odpadem, tak výsledkem záměrné výrobní činnosti v zemědělství a lesnictví. Schéma energetického využití biomasy ukazuje obrázek:
Schéma energetického využití biomasy Různé druhy biomasy se využívají buďto k přímému spalování a výrobě tepla, nebo se z nich chemickým procesem získávají etanol (líh) a bioplyn, jehož základní složkou je metan. Ty lze pak využít ve spalovacích motorech nebo v plynových turbínách při kombinované výrobě elektřiny a tepla. Obrázky: ČEA CR Tímto Zeleným tahákem končí náš seriál. Aktuality z obnovitelných zdrojů energie však publikujeme průběžně dále. Také využívání obnovitelných zdrojů se průběžně vyvíjí, takže ten konec je vlastně podmíněný – jen do té doby, než se objeví další zajímavé zařízení v této oblasti, o němž jsme tu zatím nepsali. redakce Proelektrotechniky.cz Bonus: Vtip o obnovitelném zdroji energie
|
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
Copyright © 2012 – 2025 Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services |
|