Nowoczesne i ekologiczne systemy grzewcze zyskują coraz większą popularność. Niestety, wiele osób, zainteresowanych ich zakupem, w dalszym ciągu nie wie na przykład, jak działa pompa ciepła. W naszym artykule postaramy się odpowiedzieć na to pytanie. Przybliżymy również zasady działania pomp ciepła różnych typów.
Czym są i jak działają pompy ciepła?
Pompy ciepła to urządzenia, które pobierają ciepło z otoczenia i przekształcają je w sposób, który umożliwia ogrzanie domu lub mieszkania. Taka zasada działania pompy ciepła oznacza, że urządzenie to nie produkuje energii, a jedynie transformuje ją za pomocą szeregu procesów. Do ich przeprowadzenia konieczny jest dostęp do zewnętrznych źródeł zasilania, na przykład prądu. To, jak działa pompa ciepła konkretnego rodzaju, jest uzależnione od jej konstrukcji.
Zasady działania pomp ciepła a ich konstrukcja
W budowie każdej pompy ciepła można wyróżnić kilka części składowych. Są to:
- Źródło dolne. Najczęściej jest ono definiowane jako element środowiska, z którego pobierane jest ciepło. Może być nim – w zależności od tego, jak działa pompa ciepła danego rodzaju – powietrze, woda lub gleba.
- Układ przekazywania ciepła. Jego najważniejszymi częściami są: czynnik chłodniczy, sprężarka oraz zespół skraplaczy i zaworów.
- Źródło górne. Ten element służy do bezpośredniego spożytkowania ciepła. Najczęściej jest to zespół kaloryferów lub system ogrzewania podłogowego.
Szczegółowe zasady działania pomp ciepła mogą być jednak różne – wiele zależy na przykład od tego, z jakiego źródła dolnego korzysta dany system.
Zasada działania pompy ciepła a rodzaj źródła dolnego
Specjaliści wyróżniają, biorąc pod uwagę kryterium zastosowanego źródła dolnego, pompy ciepła:
- powietrzne,
- gruntowe,
- wodne.
Podstawowa zasada działania pomp ciepła każdego z wymienionych rodzajów jest identyczna, jednak różnice w ich konstrukcji wpływają na ekonomikę eksploatacji i możliwość montażu poszczególnych systemów. Poniżej opowiemy, jak działają pompy ciepła różnych typów. Omówimy również ich zalety i ograniczenia.
Jak działa pompa ciepła powietrzna?
Powietrzne pompy ciepła należą do najpowszechniej stosowanych. Wynika to z dwóch faktów:
- zasada działania pomp ciepła tego typu pozwala na ograniczenie ich wielkości, co ułatwia montaż i obniża jego koszt;
- instalacja takiego urządzenia nie wymaga znaczących zmian w konstrukcji budynku.
Jak działa pompa ciepła powietrzna? Pobiera ona ciepło z atmosfery, która pełni w jej wypadku rolę źródła dolnego. Następnie, przy pomocy czynnika chłodniczego, przekazuje je do systemów grzewczych budynku (czyli źródła górnego).
Jak działa pompa ciepła powietrzna typu monoblok?
Powietrzne pompy ciepła mogą mieć zróżnicowaną budowę. W ostatnich latach popularność zdobyły na przykład urządzenia typu monoblok. Wiele osób zadaje sobie pytanie: jak działają pompy ciepła o takiej konstrukcji i czym różnią się od innych modeli? Przede wszystkim – skupiają one w jednym urządzeniu układy, służące do pobierania ciepła z otoczenia i jego transformacji. Zawierająca je jednostka jest niewielka i może być z łatwością umieszczona obok budynku w sąsiedztwie kotłowni. Podstawowa zasada działania pompy ciepła typu monoblok jest przy tym identyczna, jak innych systemów tej samej klasy.
Zainteresował Cię ten temat? Sprawdź podstronę: https://appenergy.pl/produkty/pompy-ciepla/
i poznaj ofertę prostychw montażu i użytkowaniu pomp ciepła APP Energy!
Jak działa pompa ciepła powietrzna w niskich temperaturach?
Do niedawna systemy powietrznych pomp ciepła borykały się z problemem spadku efektywności przy niskich temperaturach otoczenia. W wielu wypadkach konieczne było wspomaganie ich pracy grzałkami. Obecnie osoby, obawiające się tego, jak będą działać pompy ciepła powietrzne na mrozie, mogą spać spokojnie – w ostatnich latach doszło do prawdziwego przełomu technologicznego. W jego efekcie zasady działania pomp ciepła najnowszych generacji pozwalają na zachowanie pełnej efektywności w zakresie temperatur od -25 do +45 stopni Celsjusza.
Jak działają pompy ciepła innych typów?
Zasady działania pomp ciepła, czerpiących energię z wody i gruntu, są podobne jak systemów, pobierających ją z powietrza. Inne są jednak źródła dolne. W przypadku urządzeń, korzystających z wód podskórnych, jest to najczęściej zespół studni. To, jak działają pompy ciepła gruntowe, nie powinno nikogo zdziwić – pozyskują one energię cieplną z ziemi. Montaż każdego z tych systemów wymaga przeprowadzenia dodatkowych prac (wywiercenia studni, wykonania wykopów). Wiąże się to co prawda również z wyższą efektywnością, jednak proste zasady działania pomp ciepła powietrznych powodują, że to właśnie te urządzenia zdobyły największą popularność.
Zasady działania pomp ciepła – gdzie można zainstalować takie urządzenia?
To, jak działa pompa ciepła konkretnego rodzaju, wpływa oczywiście na możliwość jej montażu. W praktyce najczęściej:
- wodne pompy ciepła instaluje się tam, gdzie poziom wód gruntowych jest stosunkowo wysoki i stabilny;
- gruntowe pompy ciepła montowane są w miejscach, w których możliwe jest przeprowadzenie szeroko zakrojonych robót ziemnych (zwykle wymagana jest też obszerna działka);
- zasady działania pomp ciepła, czerpiących energię z powietrza, pozwalają na ich instalację w praktycznie każdym budynku.
Nie należy więc dziwić się, że ostatnie z wymienionych rozwiązań jest – jak już kilkukrotnie wspomniano – najpowszechniej spotykane.
Zasady działania pompy ciepła a ich zalety
Omówione powyżej zasady działania pomp ciepła sprawiają, że ich montaż związany jest z wieloma korzyściami dla użytkownika. Najczęściej wymienia się wśród nich:
- wygodę użytkowania;
- wysoką efektywność ekonomiczną (szczególnie wówczas, gdy pompie towarzyszy instalacja fotowoltaiczna);
- bezpieczeństwo – niezależnie od tego, jak działa pompa ciepła, osobie, która ją obsługuje, nie grozi wybuch ani zaczadzenie;
- możliwość ograniczenia emisji zanieczyszczeń do atmosfery.
Ponadto urządzenia tego typu mogą być wykorzystywane do celów innych niż ogrzewanie – na przykład do pozyskiwania ciepłej wody użytkowej. Zasada działania pomp ciepła do CWU nie różni się przy tym znacząco od tej, która charakteryzuje urządzenia, wykorzystywane jako element systemu ogrzewania domu.
