Jak działa pompa ciepła? Zasada działania

Pompa ciepła to energooszczędny system grzewczy, służący do ogrzewania pomieszczeń i podgrzewania ciepłej wody użytkowej. Zakup i montaż pompy ciepła to poważna inwestycja, która starcza na lata, a tym samym zwiększa troskę o środowisko naturalne. Stawiając na ekologiczne źródła energii, warto wykorzystać do pracy współczesne pompy ciepła, które skutecznie zaspokoją zapotrzebowanie na ciepło w całym budynku. Jak działa pompa ciepła? Jakie są sposoby na ogrzewanie domu pompą ciepła? W naszym artykule przychodzimy z gotowymi odpowiedziami!

Ogrzewanie pompą ciepła – czym jest ten rodzaj instalacji grzewczej?

Jest wiele korzyści z ogrzewania budynku pompą ciepła. Pompy ciepła m.in. ograniczają emisję szkodliwych składników do atmosfery. Jeśli chcemy zamontować pompę ciepła, musimy wiedzieć, że jest to ekologiczne źródło energii cieplnej. W obecnych czasach, kiedy troska o środowisko naturalne nie maleje, rosnąca popularność pomp ciepła jest w pełni uzasadniona. Pompy pobierają ciepło z otoczenia i przekazują je do wnętrza budynku. Służą do przenoszenia ciepła za pomocą energii elektrycznej z dolnego źródła ciepła o niskiej temperaturze, do górnego źródła ciepła. Urządzenie czerpie z zasobów naturalnych, a wszelkie procesy zachodzą dzięki przemianom termodynamicznym. Na wybór instalacji składa się m.in. odpowiednio dobrane górne źródło pompy ciepła, ale również określenie uwarunkowań montażowych samego budynku. Oznacza to uwzględnienie czynników takich jak: wielkość działki, strefa klimatyczna, czy ukształtowanie terenu. Pompa ciepła może współgrać z dodatkowym źródłem ciepła (np. kotłem gazowym). Warto również pamiętać, że urządzenie dobrze współpracuje z instalacją fotowoltaiczną.

Dowiedz się więcej, na czym polega audyt fotowoltaiczny i sprawdź opłacalność fotowoltaiki!

Jak działa pompa ciepła – parametry pomp ciepła

Wybór odpowiedniej pompy ciepła pozwala w pełni zaspokoić zapotrzebowanie na ciepło wszystkich mieszkańców. Technologia pomp ciepła nie jest skomplikowana. Do instalacji pomp ciepła niezbędne jest określenie istotnych współczynników. Jedną z kluczowych wartości jest COP, wyrażający stosunek uzyskanego ciepła do energii, którą wykorzystano do produkcji ciepła, innymi słowy miernik efektywności pracy pompy ciepła. Im większy jest ten współczynnik, tym koszt eksploatacji pompy ciepła maleje. Drugim, istotnym parametrem, jest współczynnik SCOP. Również określa on zależność między pozyskanym ciepłem a zużytą energią, ale w okresie pełnego sezonu grzewczego. Warto wziąć również pod uwagę pobór energii elektrycznej do zasilenia pompy ciepła i sprawdzić, jaka jest moc grzewcza pomp ciepła. Odpowiednie ogrzanie budynku pompą ciepła wymaga ustalenia konkretnych parametrów, jednak dużą zaletą pompy ciepła jest m.in. jej bezobsługowość. Wykorzystanie pompy ciepła obniży również rachunki za prąd.

Nie wiesz jak określić zużycie energii urządzenia? Sprawdź nasz artykuł: https://dladomu.com.pl/1-kwh-ile-to-wat/

Rodzaje pomp ciepła

Dobrze dobrana pompa ciepła wystarczy do ogrzania budynku, jeśli zadbamy o właściwe źródło ogrzewania. Zależy ono od typu pompy, na którą się zdecydujemy. Ze względu na miejsce, z którego pompa ciepła pobiera ciepło, dzieli się na: powietrzną, gruntową i wodną.

Powietrzna pompa ciepła

Pompy ciepła powietrze, jak sama nazwa wskazuje, pobiera powietrze z zewnątrz. Montaż tego rodzaju instalacji grzewczej nie jest skomplikowany, a ponadto jest najtańszą z dostępnych opcji. Powietrzne pompy ciepła charakteryzują się brakiem konieczności wykonania dodatkowych prac ziemnych, co znacznie obniża koszty realizacji. Powietrzne pompy ciepła mogą działać w dwóch systemach: split lub monoblok. Pierwszy rodzaj polega na łączeniu zewnętrznej jednostki z wewnętrznym modułem hydraulicznym dzięki przewodom, zawierającym czynnik chłodniczy. Z kolei monoblok skrapla czynnik chłodniczy wyłącznie w jednostce zewnętrznej. Wariacją tego typu jest pompa ciepła typu powietrze / woda.

Gruntowa pompa ciepła

Gruntowa pompa ciepła wykorzystuje energię geotermalną zgromadzoną w gruncie. Zastosowanie pompy ciepła tego rodzaju wymaga wykonania wykopów i zamontowania poziomych lub pionowych rurek, przez które będzie krążył czynnik roboczy. Ogrzewanie budynku pompą jest możliwe właśnie dzięki niemu – czynnik przekazuje ciepło i skumulowaną w gruncie energię słoneczną, doprowadzając ją do instalacji grzewczej. Pompy ciepła gruntowe zapewniają takim mechanizmem wysoką efektywność pompy ciepła, dzięki czemu może stanowić stabilne źródło ogrzewania budynku.

Jak działa pompa ciepła typu woda-woda? Pompy ciepła wodne

Stosując pompy ciepła wodne, należy przede wszystkim zapewnić stały dostęp do wód gruntowych. W tym wypadku czerpanie z odnawialnych źródeł energii wymaga nie tylko odpowiednich zezwoleń, ale także satysfakcjonującej jakości i ilości pobieranej wody. Pompy ciepła typu woda-woda należą do wysoce wydajnych, jednak koszty inwestycyjne wodnej pompy ciepła mogą być wysokie. Z tego względu w przypadku domów jednorodzinnych jest rzadko stosowanym rozwiązaniem.

Pompy ciepła hybrydowe

Jak wymieniliśmy powyżej, źródłem ciepła pompy mogą być różne miejsca. Hybrydowy systemy grzewczy skutkuje łączeniem urządzeń, które w zawartym układzie służą przygotowaniu ciepłej wody użytkowej i ogrzewaniu pomieszczeń. Najczęściej źródło pompy, które jest nowoczesne i ekologiczne, łączy się z tradycyjnym. Innowacyjnym rozwiązaniem jest także hybrydowa pompa ciepła, która stawia na zamontowanie w niej dwóch źródeł ciepła.

Budowa pompy ciepła – elementy pompy ciepła

Zanim poznamy jak działa pompa ciepła, warto poznać konstrukcję urządzeń grzewczych tego typu. W przypadku instalacji pompy istotną rolę odgrywają elementy takie jak:

• Sprężarka – sprzęża czynnik roboczy, który krąży w obiegu pompy ciepła. Dzięki niej można przenieść energię z dolnego źródła ciepła do górnego źródła. Jej działanie opiera się na zasysaniu pary czynnika roboczego i sprężania do ciśnienia skraplania.
• Parownik – wymiennik ciepła, dzięki któremu ciepło zaciągane z otoczenia jest wchłaniane. Użycie parownika pompy ciepła umożliwia odebranie ciepła, zawartego w obiegu dolnego źródła pompy w sytuacji, gdy przez wymiennik ciepła zostanie przepuszczony czynnik roboczy.
• Zawór rozprężny – w konstrukcji pompy ciepła zawór rozprężny odpowiada za rozprężenie czynnika roboczego w obiegu pompy ciepła. Zawór rozprężny ma za zadanie zapewnić wymagane ciśnienie robocze w skraplaczu, poprzez dławienie czynnika roboczego. Służy także rozprężeniu w ramach powtórzenia obiegu termodynamicznego.
• Skraplacz – wymiennik ciepła, w którym zachodzi proces skraplania czynnika roboczego, krążącego w obiegu pompy ciepła. Przekazanie energii cieplnej następuje w chwili zetknięcia krążącej w obiegu wody ze skroplonym czynnikiem.
• Czynnik roboczy – to inaczej czynnik chłodniczy, który krąży w obiegu zamkniętym pompy ciepła. W zależności od wartości ciśnienia i temperatury bywa nazywany czynnikiem termodynamicznym pompy ciepła.

Zobacz również nasz artykuł o tym, jak oszczędzać prąd w domu.

Pompy ciepła – zasada działania pompy ciepła

Pompy ciepła doskonale wykorzystują energię cieplną z alternatywnych źródeł. Działają inaczej niż tradycyjne systemy grzewcze, spotykane w wielu domach jak np. kotły gazowe. Zasady działania pompy ciepła opierają się na regułach termodynamiki. Na czym polega mechanizm i jak działa pompa ciepła ? Przychodzimy z wyjaśnieniem!

1. Ciepło napływa z otoczenia i zostaje pobrane z dolnego źródła z parownika, łącząc się z górnym źródłem. Dzieje się tak za pomocą wyposażenia pompy ciepła w sondę.
2. W dalszej kolejności do pracy zostaje pobudzona sprężarka, która łączy oba źródła ciepła za sprawą zasysania czynnika gazowego, powodując tym samym sprężenie. Na skutek tego działania temperatura i ciśnienie wzrastają. Na tym etapie energia naturalna zostaje przeniesiona do instalacji grzewczej lub produkującej ciepłą wodę użytkową.
3. Kolejnym etapem jest zmiana stanu z gazowego na ciekły. Sprężony czynnik chłodniczy na skutek zetknięcia z chłodniejszym obiegiem górnego źródła powoduje doprowadzenie ciepła do instalacji. Energia cieplna jest transportowana za sprawą czynnika chłodniczego, który przyjmuję formę ciekłą.
4. Przekazanie ciepła instalacji centralnego ogrzewania sprawia, że medium może zostać ponownie przekazane do dolnego źródła. W tym celu używa się zaworu rozprężnego. Jego otwarcie skutkuje spadkiem temperatury i ciśnienia czynnika, trafiającego ponownie do parownika.

Montaż pompy ciepła – jak zamontować pompę ciepła?

Pompy ciepła należą do opłacalnych systemów grzewczych. Ceny pomp ciepła wahają się w zależności od wielu czynników. Pod względem kosztów ogrzewania pompą, można mówić o opłacalności tego typu inwestycji. Pompa ciepła powinna być dobrana do odpowiedniego budynku. Koszt i wybór pompy ciepła obejmuje m.in. montaż pompy ciepła. Warto jednak pamiętać o najważniejszych częściach instalacji, do których zalicza się: pompa ciepła, system centralnego ogrzewania, a także system i układ hydrauliczny. Jeśli dokonamy wyboru odpowiedniej pompy ciepła i zadecydujemy o dobraniu odpowiednich parametrów urządzenia, będziemy mogli przystąpić do jego montażu. W przypadku pomp ciepła ceny wahają się w zależności od rodzaju. O czym należy pamiętać w przypadku instalacji pompy? Oto nasze wskazówki:

• W przypadku instalacji pompy, zacznij od wyboru miejsca.
• Zaplanuj montaż wewnętrznej jednostki pompy ciepła w łatwo dostępnym pomieszczeniu.
• Upewnij się, że pompa ciepła pracuje sprawnie.
• Zadbaj o prawidłowy montaż układu między pompą ciepła a systemem centralnego ogrzewania.
• Rozmieść czujniki temperatury, które wpływają na sposób działania pompy.
• Skonfiguruj sterownik.

Czeka Cię remont domu i nie wiesz, czym jest płyta OSB? Przeczytasz o tym na naszej stronie!