Chłodzenie pomieszczeń przy użyciu pompy ciepła

Jak wiadomo, pompa ciepła to wysokowydajne urządzenie grzewcze. Jednak niektóre modele odpowiedzialne są za dostarczenie użytkownikowi komfortu cieplnego nie tylko w okresie zimowym, ale przez cały rok. Wiąże się to zatem z możliwością produkowania chłodu w letnie dni i pozyskania swego rodzaju klimatyzacji.

Dla zapewnienia przyjemnego chłodu w pomieszczeniach przy użyciu pompy ciepła wykorzystywane są dwa sposoby. Mowa o chłodzeniu pasywnym, inaczej zwanym bezpośrednim oraz o chłodzeniu aktywnym, które uzyskujemy dzięki zastosowaniu odwróconego obiegu w pracy urządzenia. Przy czym chłodzenie pasywne można osiągnąć jedynie przy pomocy gruntowych pomp ciepła, natomiast obieg odwrócony stosowany może być także w przypadku pomp powietrznych. Jednak należy pamiętać, że nie każde urządzenie posiada funkcję chłodzenia.

Pompy ciepła, w których możliwe jest zastosowanie obiegu odwróconego to tzw. pompy rewersyjne. Dzięki nim odbywa się chłodzenie aktywne. Jak już kiedyś wspominaliśmy, zwykła chłodziarka oraz sprężarkowa pompa ciepła pracują na tej samej zasadzie, ale różnią się wykonywanymi zadaniami (jedne chłodzą inne grzeją otoczenie). Wynika z tego, że podstawowe elementy budowy, tj. wymienniki ciepła, sprężarka i zawór rozprężny, są zasadniczo takie same, więc odwrócenie obiegu nie powinno być bardzo skomplikowane. Zasadniczo wystarczy odwrócić kierunek tłoczenia sprężarki i zawór rozprężający, co zmienia kierunek przepływu czynnika chłodniczego, a jednocześnie także przepływu ciepła. Nie byłoby to możliwe bez zaworu czterodrożnego i drugiego zaworu rozprężającego. Zawór czterodrogowy zapewnia zachowanie kierunku tłoczenia sprężarki w obu trybach pracy.

W wyniku odwrócenia kierunku przepływu przy pomocy wspomnianego zaworu czterodrożnego następuje zamiana ról wymienników ciepła. Skraplacz rozpoczyna teraz pracę jako parownik odbierający z pomieszczeń ciepło, które następnie przekazuje do czynnika obiegowego. Czynnik ten dopływa poprzez zawór czterodrożny do sprężarki i dalej do wymiennika ciepła, gdzie następuje oddanie ciepła do środowiska. W wielkim uproszczeniu odwrócenie obiegu polega na tym, że budynek staje się źródłem ciepła, natomiast dolne źródła pełnią funkcję systemu grzewczego.

Pompy rewersyjne posiadają dwa współczynniki sprawności, jeden dla systemu grzania, a drugi dla chłodzenia. Naturalnie COP w trybie pracy chłodzenia jest nieco niższe, wynika to z dodatkowego ciepła oddawanego do czynnika obiegowego. Jest to ciepło wytwarzane w skutek pracy sprężarki, które niestety pogarsza bilans cieplny i jednocześnie możliwy współczynnik efektywności chłodzenia.

Drugi sposób chłodzenia – chłodzenie pasywne – pozwala korzystać z naturalnego schładzania pomieszczeń czynnikiem z dolnego źródła, oddającym ciepło do gruntu. Opcja taka jest możliwa, ponieważ latem temperatura gruntu jest znacznie niższa od temperatury panującej w pomieszczeniach, jednak stosowanie chłodzenia pasywnego jest ograniczenie do pomp gruntowych i wodnych. Jest to metoda energooszczędna i tańsza niż poprzednia, dodatkowo wyróżnia się wysoką efektywnością pracy. Aby uruchomić taki układ wymagana jest jedynie niewielka ilość energii elektrycznej do zasilenia pomp obiegowych kolektora gruntowego lub sond wody gruntowej. Cała pompa ciepła załącza się tylko dla celów podgrzewu ciepłej wody użytkowej. Za prawidłową pracę wszystkich pomp odpowiada regulator pompy ciepła. Wydajność chłodzenia uzależniona jest od parametrów dolnego źródła ciepła oraz czasu jego eksploatacji. Możliwe jest osiąganie wartości COP równe 15-20.

W celu skorzystania z tej funkcji chłodzenia, należy wyposażyć pompę w moduł chłodzenia pasywnego. Może on współpracować z płaszczyznowym ogrzewaniem ściennym lub klimakonwektorami. Wymagane jest również zainstalowanie takich dodatkowych elementów jak wymiennik ciepła, zawory trójdrożne i pompa obiegowa. Zasada działania jest prosta: płynne źródło ciepła (którym może być woda grzewcza) jest doprowadzane do zewnętrznego wymiennika, a następnie schładzana przez wodę gruntową lub solankę. Pompa ciepła nie musi przy tym aktywnie współpracować, co wpływa na niskie koszty chłodzenia budynku. Regulator uruchamia jedynie pompę obiegu pierwotnego – sprężarka pozostaje wyłączona – i otwiera zawory trójdrożne do wymiennika ciepła oraz uruchamia pompę obiegu wtórnego. W ten sposób stosunkowo ciepła woda z ogrzewania podłogowego może w wymienniku ciepła oddać swoje ciepło solance z obiegu pierwotnego.

Previous Article

Małe Elektrownie Wiatrowe – podstawowe informacje

Next Article

Jak dobrać odpowiednią powierzchnię kolektorów? Część II

Dodaj komentarz