Pompy ciepła to urządzenia, które można wykorzystać do ogrzewania pomieszczeń oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej. Poznaj zasady ich działania i wykorzystywane przez nie technologie. Dowiedz się także, jakie czynniki wpływają na ich efektywność.
Jak działa pompa ciepła i na jakiej zasadzie pobiera energię z otoczenia?
Zasada działania pompy ciepła opiera się na cyklu termodynamicznym, odwrotnym do tego w lodówkach. Wykorzystuje dolne źródło ciepła, którym może być powietrze, woda lub grunt (ciepło latentne). Energia jest przekazywana do czynnika chłodniczego, który paruje i trafia do sprężarki. Tam zostaje podgrzany i oddaje ciepło do skraplacza. Ciepło trafia do obiegu grzewczego budynku.
Pompy ciepła wyróżniają się wysoką efektywnością energetyczną opisywaną współczynnikiem COP (Coefficient of Performance), wyższą w porównaniu z innymi systemami grzewczymi.
Jeśli już wiesz, jak działa pompa ciepła, musisz poznać najważniejsze różnice w zasadach funkcjonowania poszczególnych typów tych urządzeń.
Jakie są różnice w działaniu pomp ciepła powietrznych, gruntowych i wodnych?
Pompy korzystają z różnych źródeł ciepła. Modele gruntowe pobierają energię skumulowaną pod powierzchnią ziemi. Zapewnia to stabilność temperatury przez cały rok i wysoką efektywność. Wymagają jednak wykonania odwiertów poziomych lub poziomych w celu montażu kolektorów. Wiąże się to z dodatkowymi kosztami. W pierwszym przypadku jest nim powietrze atmosferyczne.
Powietrzne pompy pobierają ciepło za pomocą wentylatorów i dostarczają do parownika. Urządzenia te wyróżnia niższa sezonowa efektywność. Powietrzna pompa ciepła jest bezproblemowa w instalacji.
Urządzenia wodne również charakteryzują się wysoką efektywnością oraz stabilnością. W ich przypadku niezbędny jest dostęp do zbiornika lub stworzenie ujęcia. To również generuje dodatkowe wydatki.
Zróżnicowanie źródeł ciepła wpływa także na dobór technologii wykorzystywanych w pompach w procesie przemiany energii.
Jakie technologie wykorzystuje pompa ciepła do przemiany energii cieplnej?
Podstawowym elementem pompy ciepła jest parownik. Odbiera ciepło i w nim zachodzi parowanie czynnika chłodniczego. W sprężarce następuje wzrost jego temperatury i ciśnienia. Czynnik trafia do skraplacza, gdzie oddaje ciepło do czynnika grzewczego instalacji w budynku, czyli wody. W efekcie ulega on skraplaniu i pod dużym ciśnieniem przepływa przez zawór rozprężny. Wtedy cykl termodynamiczny rozpoczyna się na nowo.
Jeśli już znasz technologie pomp ciepła, warto dowiedzieć się, w jaki sposób ogrzewają i chłodzą budynki.
W jaki sposób pompa ciepła zapewnia ogrzewanie i chłodzenie budynków?
Dwufunkcyjność pompy ciepła umożliwia ogrzewanie i chłodzenie pomieszczeń, jeśli jest wyposażona w zawór rewersyjny. Zmienia on kierunek przepływu czynnika chłodniczego i odwraca cykl termodynamiczny.
Zimą ciepło jest transportowane do wnętrza budynku, a latem odprowadzane na zewnątrz. Zapewnia to komfort termiczny bez względu na porę roku. Wielosezonowość pompy ciepła to także oszczędności energetyczne, gdyż ta metoda ogrzewania i chłodzenia jest tańsza w porównaniu z innymi metodami.
Dowiedz się także, jakie czynniki wpływają na efektywność pompy ciepła.
Jakie czynniki wpływają na efektywność działania pomp ciepła?
Czynniki wpływające na efektywność pompy ciepła to:
- temperatura otoczenia,
- jakość instalacji grzewczej,
- izolacja termiczna budynku,
- dobór systemu grzewczego.
Wybierając pompę ciepła, zwróć uwagę na sprawność energetyczną (COP). Na obniżenie tego parametru może wpływać spadek temperatury dolnego źródła przy zachowaniu określonej temperatury wody na wyjściu urządzenia. Niskiej jakości izolacja termiczna oraz jakość instalacji centralnego ogrzewania także mogą generować straty ciepła.
Wysoka efektywność to także zasługa poprawnego działania poszczególnych komponentów pompy ciepła, które są odpowiedzialne również za proces chłodzenia.
Jak działa system obiegu chłodniczego w pompach ciepła?
W systemie chłodzenia następuje odwrócenie obiegu chłodniczego. Zewnętrzna jednostka (a dokładniej jej wymiennik ciepła) pełni wtedy funkcję skraplacza, a wewnętrzna — parownika. Pompa ciepła usuwa ciepło skumulowane wewnątrz pomieszczeń, które trafia do parownika, a następnie do sprężarki. Tam dochodzi do jego sprężenia. Jest transportowany do skraplacza i usuwany na zewnątrz budynku. Czynnik chłodniczy podlega rozprężeniu i cały cykl zaczyna się na nowo.
Poznaj najważniejsze elementy konstrukcyjne pompy ciepła.
Jakie są główne elementy konstrukcyjne pompy ciepła i ich rola w procesie działania?
Sprężarka w pompie ciepła zapewnia pracę całego obiegu. Parownik jest odpowiedzialny za pobór ciepła z otoczenia. W skraplaczu czynnik chłodniczy zmienia swój stan o oddane ciepło do otoczenia. Z kolei zawór rozprężny napełnia parownik czynnikiem chłodniczym pod odpowiednim ciśnieniem. Elementy te ściśle ze sobą współpracują.
Aby zapewnić długotrwałą pracę pompie ciepła, musisz pamiętać o regularnej konserwacji i przeglądach.
