Pompy ciepła

W ostatnim czasie pompy ciepła zyskują sporą popularność. Wszystko dzięki rosnącym ceną surowców z których standardowo pozyskiwane jest ciepło wykorzystywane w naszych domach. Ciepło pozyskane przy pomocy pompy ciepła jest teoretycznie darmowe. Głównym kosztem eksploatacji systemu grzewczego w postaci pompy ciepła jest energia elektryczna wykorzystywana do zasilania pomp lub wentylatorów wykorzystywanych w systemie. Gdyby nie wysoki koszt wykonania ogrzewania z wykorzystaniem tej technologii, pompa ciepła byłaby jednym z tańszych i ekologicznym źródłem ogrzewania.

 

Na jakie zasadzie działa pompa ciepła?

Patrząc na zasadę działania pompy ciepła można ją porównać do działania lodówki czy klimatyzacji. Składa się ona z dwóch obiegów, z których jeden wykorzystywany jest do pobierania ciepła ze środowiska w którym się znajduje, a drugi odbiera to ciepło. Analogicznie jak we wspomnianej lodówce, gdzie ciepło pobierane jest z produktów znajdujących się w jej wnętrzu, a oddawana przy pomocy wymiennika znajdującego się za lodówką.

schemat pompy ciepła

Aby można ogrzać cały dom potrzeba jest dużo ciepła, które zostaje pobrane z otoczenia przez pierwszą pętlę. W kolejnym etapie uzyskane ciepło przekazywane jest do parownika. Znajdujący się w wewnętrznym układzie pompy czynnik zaczyna wrzeć po dostarczeniu ciepła z dolnego źródła i zamienia się w gaz. W dalszej kolejności jest on zasysany przez sprężarkę. Zwiększenie przez sprężarkę ciśnienia gazu podnosi jego temperaturę, który z kolei  przekazywany jest do skraplacza gdzie zamienia się w ciecz. Ciepło to przekazywane jest do drugiej pętli, która dopiero rozprowadza je po domu.

Aby możliwe było pobranie ciepła z otoczenia wykorzystywane jest różnica temperatur środowiska i czynnika chłodzącego. Jednym z takich czynników jest glikol. Instalację z zastosowaniem glikolu wykonuje się poprzez rozprowadzenie kilkuset metrów rurek pod powierzchnią gruntu. Na pewnej głębokości ziemia posiada w miarę stałą temperaturę. Poprzez płynący w rurce glikol, który ma niższą temperaturę niż otaczająca rurki gleba, nagrzewany jest przez nią się o kilka stopni. Podgrzany płyn wraca do wymiennika w którym ciepło jest odbierane i przekazywane do obiegu wewnętrznego. Dzięki zmianie ciśnienia, wymiennik ciepła jest w stanie podgrzać ciecz w drugim obiegu do temperatury kilkukrotnie wyższej niż w pierszym obiegu. Pomimo tego w pompach ciepła uzyskuje się temperatury rzędu 40-50 stopni (w nowych nawet do 65) co jest jednak niewystarczające aby można ogrzewać dom przy wykorzystaniu standardowych grzejników.

Z tego powodu pompa ciepła w szaczególności nadaje się do zastosowania w połączeniu z instalacjami niskotemperaturowymi, czyli np. w ogrzewaniu podłogowym, lub ściennym.

Nowoczene pompy ciepła mogące uzyskać temperaturę 65 stopni celcjusza mogą już być stosowane ze standardowymi grzejnikami.

Ze względu na czynnik służący do transportu cieła w każdym z obiegów pompy ciepła można podzielić na kilka kategorii:

  • powietrze-powietrze (ogrzewają powietrze w pokoju, odbierając ciepła od powietrza atmosferycznego za ścianą),
  • powietrze-woda (chłodzą powietrze, ogrzewają wodę w instalacji ogrzewczej lub ciepłą wodę użytkową),
  • glikol-woda (ciepło jest odbierane przez ciecz niezamarzającą, zaś oddawane jest do wody krążącej w instalacji ogrzewczej),
  • woda-woda (jak powyżej, przy czym ciepło odbierane jest nie od glikolu krążącego w wymienniku ciepła, tylko bezpośrednio z wody czerpanej ze studni, rzeki lub stawu).

 

Zalety stosowania pompy ciepła

  • Ekologiczne.
  • Niskie koszty eksploatacji.

 

Wady stosowania pompy ciepła

  • Bardzo wysoki koszt urządzeń i instalacji.
  • Wysoki koszt zakupu pomp i kolektorów.
  • Ograniczenia geologiczne pompy
  • Zapotrzebowanie na dużą powierzchnię działki w przypadku pompy glikol-woda.
  • Ograniczenia kolektorów wynikające z szerokości geograficznej położenia Polski.
  • Konieczność wspomagania pomp ciepła przy bardzo niskich temperaturach zewnętrznych przez dodatkowe źródła ciepła.

Dolne źródła zasilania pomp ciepła

Wiadomości
W odróżnieniu od innych rodzajów ogrzewania, pompy ciepła same w sobie nie stawnowią źródła energii cieplnej. Sama pompa ciepła stanowi jedynie przetwornik ciepła kondensując zebraną energię cieplną pobraną z tzw. dolnego obiegu i przekazuje ją do górnego obiegu, którym jest instalacja grzewcza w naszym domu. W zależności od tego co dla pompy cieła stanowi 'dolne źródło enegii' rozróźniamy kilka ich typów.
przeczytaj o dolnych żródłach zasilania