Jak działają pompy ciepła?

Popularność pomp ciepła to efekt rosnącej świadomości ekologicznej społeczeństwa, a także poszukiwania sposobu na efektywne i oszczędne ogrzewanie budynku oraz zapewnienie ciepłej wody użytkowej. Jeśli zastanawiasz się nad wyborem sposobu ogrzewania domu i chcesz dowiedzieć się, jak działają pompy ciepła, jakie są ich zalety oraz zastosowanie – w znalezieniu odpowiedzi pomocny będzie poniższy artykuł!

Pompa ciepła – co to jest?

Pompa ciepła wykorzystuje odnawialne źródła energii, dlatego uznawana jest za rozwiązanie przyjazne środowisku naturalnemu. Co więcej, ze względu na korzystanie z zasobów całkowicie bezpłatnych i jedynie niewielkiego wsparcia energii elektrycznej, pompy ciepła przyczyniają się do powstawania realnych oszczędności finansowych. W znacznym stopniu maleją bowiem wydatki ponoszone na ogrzewanie.

Pompą ciepła można nie tylko ogrzewać pomieszczenie – może ona również służyć do podgrzewania wody użytkowej oraz do chłodzenia pomieszczeń, pełniąc funkcję klimatyzacji. System ten jest także bezpieczny, niemal bezobsługowy, niezawodny. Oto jego główne zalety – jednakże co to jest pompa ciepła?

Pompa ciepła to urządzenie, które korzysta z energii cieplnej skumulowanej w otoczeniu – w wodach gruntowych, w powietrzu lub w gruncie. Pobiera ją, aby następnie skierować do instalacji grzewczej znajdującej się wewnątrz budynku. W procesie tym wykorzystywana jest niewielka ilość energii elektrycznej, jednakże główną bazę stanowi energia cieplna pochodząca z otoczenia.

Jak wygląda pompa ciepła? Ma ona postać skrzynki, którą można umiejscowić na różnych przestrzeniach – nie jest to tego potrzebne specjalne pomieszczenie, gdyż działa ona cicho, nie zakłócając spokoju domowników. Montaż pompy ciepła jest również niemal bezinwazyjny, szczególnie, gdy zdecydujemy się na powietrzne pompy ciepła.

Pompa ciepła – elementy składowe

Pompa ciepła jest systemem, na który składają się:

• dolne źródło energii – za które służyć może grunt, woda lub powietrze,
• pompa ciepła, której zadaniem jest pobranie energii cieplnej z zewnątrz i przekierowanie do instalacji służącej do ogrzewania pomieszczeń oraz instalacji podgrzewającej wodę użytkową,
• górne źródło – za górne źródło pompy ciepła posłużyć może ogrzewanie płaszczyznowe – ogrzewanie podłogowe, sufitowe, ścienne.

W skład samej pompy ciepła wchodzi kilka elementów. Są to sprężarka, skraplacz, zawór rozprężny i parownik. W zamkniętym obiegu krąży również czynnik chłodniczy, który odgrywa kluczową rolę w pracy urządzenia.

Zasada działania pompy ciepła

Jak działa pompa ciepła? Jest to urządzenie, które wykorzystuje zasoby naturalne znajdujące się w otoczeniu. W pompie ciepła ogromne znaczenie ma czynnik chłodniczy, czyli specjalna ciecz, zazwyczaj roztwór glikolu, który wykazuje właściwości przeciwzamarzaniowe. Jego zadaniem jest pobieranie energii cieplej z dolnego źródła – gruntu bądź z wód gruntowych, a następnie skierowanie do zamkniętego obiegu pompy. Nieco inaczej wygląda to w przypadku powietrznych pomp ciepła, które zasysają powietrze za pomocą wentylatora.

Kolejnym elementem, który ma wpływ na działanie pompy ciepła jest parownik, czyli wymiennik ciepła. Następuje w nim proces odparowania cieczy. Wytworzona para trafia do sprężarki, w której podnoszona jest temperatura oraz ciśnienie czynnika chłodniczego, a następnie do skraplacza, w którym następuje skraplanie. Istotną rolę odgrywa również zawór rozprężny, w którym zmniejszane jest ciśnienie czynnika chłodniczego i następuje zmiana jego stanu skupienia, a ciepło oddawane do instalacji grzewczej.

Do czego można stosować pompę ciepła?

Pompa ciepła jest urządzeniem wielofunkcyjnym, które stosować można nie tylko do zapewnienia ciepła wewnątrz budynku. Może ona również służyć do przygotowania ciepłej wody użytkowej, którą wykorzystujemy do kąpieli, zmywania, prania czy mycia rąk. Dodatkowo, pompa ciepła może być stosowana do podgrzewania wody w basenach.

Niektóre pompy ciepła, w tym przede wszystkim pompy ciepła powietrze-powietrze oraz pompy ciepła powietrze-woda, posiadają również funkcję chłodzenia, co przydatne jest szczególnie w upalne dni lata. Można z nich zatem korzystać w zastępstwie klimatyzacji.

Jakie są rodzaje pomp ciepła?

Na rynku dostępne są różne rodzaje pomp ciepła, które różnią się między sobą przede wszystkim dolnym źródłem energii. Przekłada się to na sposób ich montażu, a także na efektywność.

Pompy ciepła gruntowe

Gruntowa pompa ciepła korzysta ze źródła dolnego, jakim jest ziemia. Pobiera ona energię cieplną z gruntu, a następnie kieruje do instalacji grzewczej. Ze względu na korzystanie z energii cieplnej nagrodzonej w ziemi niezbędne jest wykonanie odwiertów lub posiadanie działki o dużej powierzchni. Gruntowe pompy ciepła są jednak bardzo wydajne nawet w przypadku bardzo niskich temperatur zewnętrznych.

Pompy ciepła powietrzne

Powietrzne pompy ciepła korzystają z energii cieplnej pochodzącej z powietrza zewnętrznego. Zasysają je za pomocą wentylatora, a następie kierują do zamkniętego obiegu pompy ciepła. Zaletą powietrznych pomp ciepła jest ich niska inwazyjność montażu przy stosunkowo dużej efektywności. Właśnie dlatego na powietrzne pompy ciepła decyduje się największe grono inwestorów.

Powietrzne pompy ciepła można podzielić na dwa rodzaje. Pompa ciepła powietrze-powietrze pobiera energię cieplną z powietrza zewnętrznego i przesyła ją do powietrza w pomieszczeniu. Z kolei pompa ciepła powietrze-woda korzysta z energii cieplnej z powietrza zewnętrznego, jednak kieruje je do górnego źródła pompy ciepła, czyli do instalacji grzewczej oraz do zbiorników wody użytkowej.

Pompy ciepła wodne

Wodne pompy ciepła to również wysoce efektywne urządzenia grzewcze, jednakże koszt inwestycji w tego rodzaju rozwiązania, a także niewielka dostępność wód dobrej jakości nadających się na dolne źródło energii sprawiają, że jest to rozwiązania najmniej popularne.

Poznaj zalety posiadania pompy ciepła

Ze względu na korzyści, jakie zapewniają pompy ciepła, decyduje się na nie coraz więcej osób prywatnych, właścicieli domów jednorodzinnych lub innych budynków mieszkalnych, a także przedsiębiorców oraz rolników. Co można zyskać posiadając pompę ciepła?

Pompa ciepła to przede wszystkim duże oszczędności, które są wynikiem obniżenia wydatków na ogrzewanie budynku. Pompy ciepła korzystają z zasobów całkowicie darmowych i jedynie niewielkiej ilości energii elektrycznej. W przypadku pompy ciepła zyskuje się również niezależność od podwyżek cen paliw opałowych przez długie lata. Dodatkowo, inwestując w pompę ciepła można spodziewać się szybkiego zwrotu z inwestycji, bo już po około 5-7 lat. Z kolei na jej wydajne działanie można liczyć przez nawet kilkadziesiąt kolejnych!

Kolejną zaletą jest wysoka wydajność pompy ciepła – to urządzenie energooszczędne. Energię potrzebną do swojej pracy w około 75% pobiera z naturalnych zasobów, tylko w 25% wykorzystując energię elektryczną.

Z pompą ciepła wiąże się także wygoda użytkowania. W niepamięć idą wszelkie prace związane z nabywaniem, składowaniem czy uzupełnianiem materiałów grzewczych. To system niemal całkowicie bezobsługowy, a także bezpieczny – nie stwarza zagrożenia dla życia użytkowników, nie grozi wybuchem czy zaczadzeniem.

Nie bez znaczenia jest również pozytywny wpływ na środowisko naturalne – podczas pracy pompy ciepła nie następuje proces spalania, zatem nie wytwarzane są zanieczyszczające powietrze spaliny.