Co to jest pompa ciepła?

Ogólna zasada działania

Pompy ciepła dają możliwość wykorzystania zasobów energii naturalnej zmagazynowanej w, powietrzu atmosferycznym, gruncie, wodach powierzchniowych lub podziemnych. Urządzenia te pobierają energię cieplną z tych źródeł i transportują ją do budynku. W zależności od rodzaju źródła ciepła jesteśmy w stanie pobrać różne ilości energii. Na przykład pompy ciepła pobierające energię z gruntu wykorzystują gruntowe wymienniki ciepła które są w stanie przejąć około 40 W na każdy metr wymiennika ciepła. Dla porównania, dla ogrzania domku jednorodzinnego potrzeba od 50 do 75 W na każdy metr kwadratowy.

Zobacz także: Jak mądrze ogrzać dom?

Procesy fizykochemiczne

Działanie pompy ciepła jest analogiczne do działania lodówki, z tą różnicą że wykorzystywana jest tu gorąca strona obiegu termodynamicznego w niej zastosowanego. Czynnik roboczy (paradoksalnie nazwany chłodniczym) jest sprężany, rozprężany oraz skraplany w konkretnych elementach pompy ciepła, dzięki czemu uzyskujemy proces grzania lub chłodzenia. Dla odbioru ciepła ze źródeł o niskich temperaturach ( np. woda gruntowa 80C ) wykorzystywane są czynniki o niskich temperaturach parowania – np. R410A.

Pierwotnie ciekły czynnik roboczy wypływa z parownika (wymiennik ciepła po stronie źródła ciepła ) w postaci gazu. Gaz ten zostaje sprężony przez sprężarkę i pod ciśnieniem ulega skropleniu w skraplaczu (wymiennik ciepła po stronie instalacji budynku) na wysokim poziomie temperatury, oddając ciepło skraplania i ciepło sprężania np. wodzie w instalacji grzewczej. Pozostający pod ciśnieniem czynnik ulega rozprężeniu w zaworze rozprężającym, przechodząc do części pierwotnej ( niskociśnieniowej) i obieg rozpoczyna się od początku. Transport energii cieplnej z źródła o niższej temperaturze do ośrodka o temperaturze wyższej możliwy jest dzięki energii elektrycznej dostarczanej z zewnątrz do sprężarki pompy ciepła. Jednak ilość dostarczonej energii jest 2–4 krotnie wyższa od ilości energii pobranej co powoduje że pompa ciepła jest ekologicznym urządzeniem grzewczym.

Zobacz także: Jak dobrać moc kotła?