Pompy ciepła pozwalają na wykorzystanie energii cieplnej znajdującej się w powietrzu, wodzie lub gruncie. Ze względu na to, że ogrzewanie pompą ciepła jest bardzo atrakcyjnie ekonomicznie, to stają się one coraz popularniejsze jako rozwiązanie dla domów jednorodzinnych. Jak działa pompa ciepła?

Zasada działania pompy ciepła

Pompa ciepła to urządzenie, które nie wytwarza energii cieplnej, ale wymusza przepływ ciepła z ośrodka o niższej temperaturze (dolnego źródła – ziemi, wody, powietrza) do ośrodka o wyższej temperaturze (górnego źródła czyli instalacji grzewczej). Zasada działania opiera się na przemianach fizykochemicznych, które zachodzą wewnątrz urządzenia. Pompa ciepła pracuje w obiegu zamkniętym, a na jej działanie składają się cztery elementy:

• parownik – tu czynnik roboczy (który charakteryzuje się niską temperaturą wrzenia) ulega procesowi odparowania, odbiera w ten sposób energię cieplną z dolnego źródła,
• sprężarka – spręża pary czynnika, dzięki czemu wzrasta ich temperatura i ciśnienie,
• skraplacz – tu czynnik zmienia się w ciecz i oddaje ciepło do instalacji grzewczej,
• zawór rozprężny – trafia tu schłodzony czynnik, który oziębia się i ponownie trafia do parownika.

Transport ciepła z dolnego źródła do ośrodka o wyższej temperaturze jest możliwy dzięki energii elektrycznej dostarczonej z zewnątrz.

Pompa ciepła, a lodówka

Proces przenoszenia ciepła w pompie nie jest nową technologią. Na podobnej zasadzie działa wszystkim dobrze znana lodówka. Różnica polega jedynie na odwróceniu obiegu termodynamicznego czyli miejsca, z którego przenoszone jest ciepło. Lodówka pochłania energię cieplną znajdującą się w produktach spożywczych i za pomocą radiatora przenosi ją na zewnątrz.

Rodzaje pomp ciepła

1. Powietrzna pompa ciepła

Ten rodzaj pompy polecany jest dla osób, które mają niewielką działkę i nie ma miejsca na instalację pompy gruntowej. Montaż jest prosty, dzięki temu koszty inwestycji są niższe niż w przypadku pozostałych pomp. Pompy powietrze/woda są bardzo popularne, ponieważ mają kilka funkcji – nie tylko ogrzewają pomieszczenia, ale mogą służyć do ogrzewania wody użytkowej oraz do chłodzenia domu podczas upałów. Powietrzna pompa pracuje nawet przy ujemnych temperaturach dochodzących do minus 25 stopni Celsjusza!

2. Wodna pompa ciepła

Wodne pompy ciepła korzystają z zasobów wód gruntowych. Poziomy wodonośne charakteryzują się dobrą przewodnością cieplną, stabilnymi temperaturami oraz zdolnością akumulacji ciepła. Taki system osiąga bardzo wysoką wydajność nawet podczas bardzo mroźnej pogody.

3. Gruntowa pompa ciepła

Pompa gruntowa czerpie energię cieplną z ziemi. Energia skumulowana w gruncie jest stabilna i najmniej podatna na warunki pogodowe. Na głębokości poniżej 10 m temperatura utrzymuje się zawsze w granicach 10 stopni Celsjusza. W przypadku gruntowej instalacji możemy wybrać pomiędzy wymiennikiem poziomym lub pionowym.

W przypadku wymiennika poziomego (powierzchniowego) istotna jest duża powierzchnia działki, najlepiej niezagospodarowana. W tym przypadku energia jest odzyskiwana z głębokości od 80 do 120 cm (w dużym stopniu wymiennik powierzchniowy wykorzystuje energię słońca i wód opadowych). Gdy nasza działka nie jest duża, najlepszym wyjściem będzie instalacja z wymiennikiem pionowym. Najczęściej montuje się sondy pojedyncze na głębokości do 100 m.

Wady i zalety pompy ciepła

Z każdym rokiem pompy ciepła zyskują na popularności. Na ich posiadanie decyduje się coraz więcej inwestorów budujących czy remontujących domy. Zanim jednak zdecydujemy się na montaż, warto znać zarówno zalety jak i wady tego systemy grzewczego.

Zalety pompy ciepła

• energia wymagana do napędu pompy ciepła jest około czterokrotnie mniejsza niż energia z niej uzyskiwana,
• pompa jest bezobsługowa,
• powietrzna pompa daje się łatwo zamontować prawie w każdym budynku,
• pompa jest najbezpieczniejszym sposobem ogrzewania budynku – nie istnieje ryzyko wybuchu pożaru czy zaczadzenia,
• pompa jest ekologiczna – nie zanieczyszcza środowiska naturalnego, energia cieplna uzyskiwana jest z odnawialnych źródeł.

Wady pompy ciepła

• dość wysokie koszty zakupu i instalacji, zwłaszcza w przypadku pompy gruntowej lub wodnej,
• praca zależna od energii elektrycznej, w przypadku braku prądu pompa nie działa,
• poziome wymienniki ciepła potrzebują dużych, niezagospodarowanych powierzchni.

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.