Co to jest i jak działa pompa ciepła? Zasada działania

Pompy ciepła zdecydowanie zyskują na popularności. To urządzenia bardzo nowoczesne, energooszczędne, ekologiczne i przede wszystkim skuteczne. Pozwalają zrezygnować ze spalania paliw w celu pozyskania ciepła do ogrzewania pomieszczeń i ciepłej wody użytkowej i zużywają znacznie mniej energii elektrycznej niż piec. Dowiedz się, czym dokładnie są pompy ciepła i jak działają.

Co to jest pompa ciepła?

Jak wspomniano we wstępie, pompa ciepła to nowoczesne urządzenie grzewcze. Wykorzystuje ono wodę z otoczenia – powietrza, gruntu lub wody. Najłatwiej porównać proces jej działania do lodówki, choć działa odwrotnie – zamiast schładzać wnętrze, ogrzewa je.

Z czego się składa pompa ciepła?

System grzewczy z pompą ciepła składa się z trzech głównych elementów:

• tzw. dolnego źródła (gruntu, wody lub powietrza), z którego pobierana jest energia cieplna;
• właściwej pompy ciepła, która odpowiada za czerpanie energii z otoczenia i przenoszenie temperatury za pomocą czynnika roboczego;
• źródła górnego, czyli instalacji grzewczej w budynku – mogą to być tradycyjne grzejniki, ale pompy ciepła jako urządzenia niskotemperaturowe są wydajniejsze, gdy pracują z takimi systemami jak ogrzewanie podłogowe czy promienniki ciepła.

Pompy ciepła najczęściej składają się z dwóch jednostek – wewnętrznej i zewnętrznej. Dostępne są jednak również urządzenia typu monoblok, które wszystkie komponenty mieszczą w jednej obudowie. Najważniejszymi elementami konstrukcji pomp ciepła są: sprężarka, skraplacz, zawór rozprężny i parownik.

Jak działa pompa ciepła?

Proces działania pomp ciepła przebiega w trzech głównych krokach. To stosunkowo prosta procedura, która zapewnia wydajne ogrzewanie pomieszczeń i c.w.u. bez konieczności nadzorowania pracy urządzenia. Ja wygląda ogrzewanie pompą ciepła?

Działanie pomp ciepła: krok 1 – pobór energii cieplnej

Pierwszy krok to pobór energii z dolnego źródła ciepła. W przypadku pomp gruntowych i wodnych odpowiada za to kolektor, w którym krąży ciecz robocza – najczęściej roztwór glikolu (kiedyś była to solanka – woda ze środkiem przeciw zamarzaniu). Absorbuje ona ciepło z otoczenia i transportuje je do pompy.

Powietrzne pompy ciepła zasysają zaś powietrze przez wentylator, dostarczając w ten sposób energię cieplną bezpośrednio do pompy.

Działanie pomp ciepła: krok 2 – wykorzystanie ciepła

W pompie ciepła krąży gazowy czynnik chłodniczy. Dwa obiegi spotykają się w tzw. parowniku, czyli wymienniku ciepła. W wyniku przekazania energii z ogrzanej cieczy lub zassanego powietrza z zewnątrz czynnik chłodniczy odparowuje. Para jest natomiast pobierana przez sprężarkę. W skraplaczu ogrzany czynnik chłodniczy pod wysokim ciśnieniem oddaje ciepło i zamienia się w ciecz. Następnie trafia do zaworu rozprężnego i może trafić z powrotem do obiegu.

Działanie pomp ciepła: krok 3 – oddanie ciepła do instalacji

Odzyskane w ten sposób ciepło trafia do systemu grzewczego budynku. Zazwyczaj krąży w nim woda, która jest ogrzewana i przekazywana bezpośrednio do systemu ogrzewania, zbiornika wody grzewczej lub ciepłej wody użytkowej.

Rodzaje pomp ciepła

Pompy ciepła dzieli się na rodzaje w zależności od wykorzystywanego dolnego źródła ciepła. Różnią się one sposobem pracy i montażu, wydajnością, a także kosztami zakupu i instalacji. Dlatego też wybór rodzaju pompy ciepła jest tak ważny.

Gruntowa pompa ciepła

Pompy ciepła typu gruntowego są uważane za najbardziej efektywne. Wykorzystują kolektor pionowy (sięgający w głąb gruntu nawet na głębokość ponad 100 m) lub poziomy (prowadzony równolegle do powierzchni ziemi, ok. 1-1,5 m pod jej powierzchnią). W pierwszym przypadku konieczne jest dokonanie odwiertu, a w drugim duża, najlepiej dobrze nasłoneczniona działka.

Wodna pompa ciepła

Pompy ciepła typu woda-woda również mogą być bardzo skuteczne, jeśli wykorzystują wody gruntowe. Konieczne jest wówczas wykonanie dwóch studni głębinowych – biorczej i zdawczej. Sprawia to, że prace montażowe są dość skomplikowane. Dolnym źródłem ciepła dla pompy typu wodnego może być również zbiornik położony na działce.

Powietrzna pompa ciepła

Pompy ciepła typu powietrze-woda stają się obecnie najpopularniejsze. Ich dużym atutem jest prosty montaż. Nie wymagają też dużej działki. Dzięki efektywnym systemom są w stanie dostarczać energię cieplną do budynku nawet przy ujemnych temperaturach panujących na zewnątrz.

Parametry i współczynniki pomp ciepła

Wydajność pomp ciepła mierzy się różnymi wskaźnikami. Trzy najważniejsze to: COP, SCOP i SPF.

• COP (Coefficient of Performance) to najważniejszy współczynnik efektywności. Mówi o stosunku energii uzyskanej na skutek pracy pompy ciepła do energii przez nią zużytej (w warunkach laboratoryjnych i w danym momencie).
• SCOP to natomiast współczynnik sezonowej efektywności. Pozwala on na obliczenie zużycia prądu przez pompę ciepła w określonym czasie, a więc faktycznych kosztów dostarczenia energii cieplnej do budynku.
• SPF mówi o rzeczywistej efektywności pompy ciepła. To współczynnik wyliczany na podstawie autentycznych danych dotyczących zużytego prądu i wyprodukowanego ciepła w określonym czasie.

Wyższy współczynnik COP oznacza efektywniejszą produkcję ciepła. Należy jednak pamiętać, że jest o obliczany dla warunków laboratoryjnych. SCOP i SPF powiedzą więcej o faktycznych parametrach pracy pompy. W tym przypadku również wyższy wynik jest lepszy.

Czy pompa ciepła się opłaca?

Pompa ciepła to energooszczędne, bezobsługowe urządzenie do ogrzewania domu i c.w.u. Jeśli chcesz obniżyć rachunki za ogrzewanie, z całą pewnością warto w nie zainwestować. Skorzystaj z oferty Boniterm, aby zapewnić sobie niskie koszty eksploatacji i bezproblemowe użytkowanie. Zapraszamy!