Jak działa pompa ciepła?
Pompa ciepła to innowacyjne, choć proste w działaniu rozwiązanie! Coraz częściej stawiają na nie właściciele nowych budynków oraz mieszkańcy, którzy decydują się na wymianę przestarzałego systemu grzewczego na nowocześniejszy. Na czym polega działanie pomp ciepła? Czemu ta technologia zawdzięcza tak szybko rosnącą popularność? Na czym polega jej – przytaczana tak często przy tej okazji – ekologiczność? W dużym skrócie: jak działają pompy ciepła?
Pompy ciepła – zasada działania
Podstawowa zasada działania pomp ciepła sprowadza się do wykorzystania energii cieplnej zawartej w naszym otoczeniu. Urządzenie wytwarza obieg cieplny pomiędzy obszarami, w których panują różne temperatury. Ciepło zawarte w ziemi, wodach gruntowych lub powietrzu zostaje pobrane przez aparaturę i przekazane do domowej instalacji grzewczej. Do tego procesu nasza pompa ciepła potrzebuje tylko niewielkiej mocy elektrycznej niezbędnej do działania pompy obiegowej. Pompa ciepła to świetna alternatywa dla tradycyjnych systemów ogrzewania domu, ale także ciepłej wody użytkowej – działa niezależnie od paliw stałych. To nie tylko wydajne i wygodne, ale także czyste rozwiązanie: urządzenie jest łatwe w użyciu i przede wszystkim nie emituje spalin i gazów cieplarnianych, więc nie wpływa negatywnie na środowisko. Dodatkowo można połączyć pompę z systemem paneli fotowoltaicznych, by zyskać w pełni czystą energię z odnawialnego źródła. Poszczególne pompy różnią się między sobą zastosowaną technologią, w zależności od tego, czy pozyskują energię z powietrza, gruntu czy z wody.
Jak działa powietrzna pompa ciepła?
Powietrzna pompa ciepła to zdecydowanie najczęściej wybierane rozwiązanie – ze względu na powszechną dostępność źródła ciepła oraz łatwość montażu urządzenia. Jak działa powietrzna pompa ciepła w domu? Energia pozyskana z ciepłego powietrza zewnętrznego przetłoczonego przez parownik (wymiennik ciepła) przy użyciu czynnika roboczego R290 i wiatraka, zostaje wykorzystana do podgrzania czynnika chłodniczego. W sprężarce zachodzi proces zwiększenia jego ciśnienia, a więc i temperatury. W gazowej postaci pod dużym ciśnieniem czynnik trafia do skraplacza, gdzie oddaje ciepło do wody, która z kolei trafia do instalacji grzewczej, może służyć także do podgrzewania wody użytkowej. Po oddaniu naddatku energetycznego do systemu grzewczego czynnik chłodzący ulega rozprężeniu w zaworze rozprężnym i trafia z powrotem do parownika i zmienia stan skupienia na ciekły. Podstawowe 2 systemy powietrznych pomp ciepła dostępnych na rynku to split i monoblok – różnią się pomiędzy sobą konstrukcją
- split – system opierający się na 2 połączonych ze sobą modułach, z których jeden zainstalowany jest na zewnątrz (wentylator, parownik, sprężarka, zawór rozprężny), drugi w środku budynku (skraplacz, elektryczny podgrzewacz wspomagający, pompa obiegowa c.o.)
- monoblok – system bazujący na jednym module, montowanym w całości na zewnątrz budynku; kompaktowa jednostka zawiera wszystkie niezbędne komponenty systemu.
Gruntowa pompa ciepła – zasada działania
W przypadku gruntowej pompy zasady działania pompy ciepła są podobne, z tą różnicą, że urządzenie pobiera energię nie z powietrza, a z gruntu. W tym celu musi być wyposażone w specjalistyczny gruntowy wymiennik ciepła – do zainstalowania zarówno w układzie pionowym, jak i poziomym. To rozwiązanie wymaga większego nakładu finansowego m.in. ze względu na konieczność wykonania odwiertów. Istotną zaletą jest jednak większa stabilność wydajności pompy z uwagi na stałą temperaturę gruntu.
Wodna pompa ciepła – działanie
Jak działa wodna pompa ciepła? Podobnie sytuacja wygląda w przypadku wodnych pomp ciepła. Aparatura pobierająca energię (ciepło) z otoczenia zanurzona jest tutaj w wodzie – na głębokość, na której woda nie zamarza zimą. To rozwiązanie świetnie sprawdzi się wszędzie tam, gdzie w pobliżu budynku znajdują się naturalne zbiorniki wodne – rzeka, staw, jezioro itd. W przeciwnym razie konieczne będzie wykopanie dwóch studni głębinowych – jedna posłuży do pobierania, druga do oddawania wody.
Pompa ciepła – dlaczego warto?
Momentami zasady działania pomp ciepła mogą brzmieć zawile. Technologia ta jednak u swoich podstaw bazuje na fundamentalnych zasadach termodynamiki. Co powoduje, że rozwiązanie cieszy się popularnością rosnącą w tak dużym tempie? Przede wszystkim wykorzystanie naturalnej energii krążącej w ekosystemie, energooszczędność, wydajność, komfort i bezpieczeństwo użytkowania (pompa ciepła to urządzenie prawie bezobsługowe) i wreszcie brak emisji szkodliwych gazów do atmosfery.
