Jak działa pompa ciepła?
Pompy ciepła to urządzenia coraz częściej wybierane do ogrzewania domów i innych przestrzeni użytkowych. Zapewniają tanią i ekologiczną energię. Są niezawodne, bezobsługowe i czyste. Zastanawiasz się jak to możliwe? Słyszałeś o tym, ale nie wierzysz? Zapraszamy do obejrzenia naszej prezentacji, która w przystępny sposób wyjaśnia sposób działania pompy ciepła.
przewijaj aby kontynuować
Skąd czerpiemy energię grzewczą?
Energia której używamy do ogrzewania domu pompą ciepła to w większości odnawialna energia słoneczna.
Słońce wraz ze światłem nieustannie przekazuje ziemi energię cieplną, która gromadzi się we wszystkich rzeczach, w szczególności mediach takich jak woda, grunt i powietrze.
Nawet w zimę, kiedy temperatury są ujemne, woda, grunt i powietrze wciąż zawierają mnóstwo energii cieplnej, którą można wykorzystać. Do pokonania jest jedna przeszkoda!
W naturze ciepło zawsze przepływa od obiektów o wyżej temperaturze, do obiektów do temperaturze niższej. Potrzebujemy więc sposobu, który zmusi ciepło do przepływu w odwrotnym kierunku... To właśnie jest zadanie pompy ciepła!
Działanie pompy ciepła można wyobrazić sobie na zasadzie domowej lodówki, która pobiera z produktów żywnościowych ciepło, by następnie oddać je na zewnątrz, poprzez radiator do pomieszczenia.
W lodówkach pożądany jest chłód, zaś ciepło jest odpadem, natomiast w pompach ciepła jest odwrotnie - to uzyskiwane ciepło jest podstawowym produktem działania urządzenia. Chłodzenie tzw. dolnego źródła ciepła (np. powietrza, gruntu) jest efektem ubocznym.
Podstawowe elementy konstrukcyjne oraz wykorzystany proces termodynamiczny (tzw. cykl chłodniczy) są praktycznie identyczne dla lodówek i pomp ciepła. W uproszczeniu:
Przy naszym dolnym źródle ciepła znajduje się parownik. Czynnik chłodniczy pod niskim ciśnieniem parując odbiera ciepło z dolnego źródła (np. gruntu, powietrza) i w postaci pary wędruje do sprężarki.
Sprężarka podnosi ciśnienie czynnika chłodniczego, co powoduje znaczne zwiększenie jego temperatury. Czynnik o wysokim ciśnieniu i temperaturze wędruje do skraplacza.
Para o wysokim ciśnieniu i wysokiej temperaturze dostaje się do skraplacza, gdzie skraplając się oddaje ciepło do ogrzewanej przestrzeni.
Powstała po skropleniu ciecz przechodzi przez zawór dławiący, który obniża jej ciśnienie oraz temperaturę. Ochłodzona ciecz dostaje się do parownika, gdzie proces zaczyna się od nowa.
Możemy powiedzieć, że wykorzystując energię elektryczną i cykl chłodniczy niejako „pompujemy” energię cieplną z jednego miejsca do drugiego.
Tak więc na energię wykorzystaną do ogrzewania domu składa się większa część odnawialnej energii cieplnej z otoczenia oraz mniejsza część energii elektrycznej do zasilenia sprężarki.
Stosunek całkowitej energii grzewczej do energii elektrycznej, tzw. COP – coefficient of performance, różni w się w zależności od pompy ciepła i warunków. Dla nowoczesnych pomp ciepła wynosi on od około 2 do 5.
Zasada działania pompy ciepła
Rodzaje pomp ciepła
Ze względu na medium, którego używa się jako dolnego źródła ciepła wyróżnia się różne rodzaje pomp ciepła. Dwa z nich są najbardziej popularne.
Powietrzna pompa ciepła pobiera ciepło z powietrza atmosferycznego.
Kolektorem zewnętrznym powietrznej pompy jest jednostka, umieszczana na zewnątrz domu, wyposażona w parownik oraz wentylator, służący do nadmuchiwania powietrza.
Zaletą powietrznej pompy ciepła jest niewątpliwie jej przystępna cena oraz łatwość montażu. Wadą jest stosunkowo duża zależność COP od temperatury powietrza.
Gruntowa pompa ciepła pobiera ciepło z gruntu położonego niedaleko domu.
Do tego celu wykorzystuje się kolektory w formie rur, wypełnionych czynnikiem chłodniczym, które umieszcza się w ziemi. Mogą one być pionowe lub poziome.
Kolektory pionowe, w formie długich rur (do kilkudziesięciu metrów) umieszcza się w pionowych odwiertach na działce. Ich zaletą jest stosunkowo mała powierzchnia potrzebna do umieszczenia kolektorów, oraz stabilna temperatura gruntu na dużych głębokościach utrzymująca się przez cały rok.
Kolektory poziome w celu maksymalizacji powierzchni często są wygięte w kształt "drabinki". Umieszcza się je w gruncie poziomo na niewielkiej głębokości. Zaletą jest brak konieczności wykonywania drogich odwiertów, wadą – duża powierzchnia potrzebna do ich ułożenia.
Rzadziej stosuje się też wodne pompy ciepła, które za dolne źródło ciepła mogą wykorzystywać wody termalne, pobliską rzekę lub jezioro.
Pompa ciepła zawsze dobierana jest indywidualnie do konkretnego domu na podstawie jego powierzchni, ocieplenia, a także zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową. Zajmują się tym wykwalifikowani instalatorzy.
Jednostka wewnętrzna pompy ciepła wyglądem przypomina lodówkę. Jest estetyczna i czysta. W pomieszczeniu, w którym stoi pompa bez problemu można urządzić magazyn lub pralnię.
Całością pracy pompy steruje zautomatyzowany kontroler, więc poza corocznym serwisem pompa nie wymaga uwagi ze strony użytkownika.
Pompa ogrzewa zarówno wodę do celów centralnego ogrzewania jak i ciepłą wodę użytkową według zadanych parametrów.
Ze względu na niższą wymaganą temperaturę pracy wraz z pompą ciepła bardzo często stosuje się ogrzewanie podłogowe.
Ogrzewanie pompą ciepła
Zainteresował Cię temat?
Nasza prezentacja stanowi zaledwie krótki wstęp do tematu pomp ciepła.
Po więcej szczegółów odsyłamy do artykułów poniżej lub zachęcamy do kontaktu z nami.
Chętnie odpowiemy na wszystkie Twoje pytania.