Pompy ciepła - jak działają?

Budowa pompy ciepła

Budowa tego urządzenia jest dość złożona, podobnie jak działanie, ale da się ją sprowadzić do kilku podstawowych elementów. „Sercem” pompy ciepła jest sprężarka. To ona spręża parę czynnika roboczego, zwiększając jego temperaturę. Kolejny ważny element to parownik. W nim następuje odparowanie czynnika roboczego zgodnie z zasadami fizyki, dzięki czemu może on pobrać ciepło z otoczenia, np. z gruntu, gdy chodzi o technologię gruntową. Odparowany gaz trafia do sprężarki, która działa w instalacji cały czas.

Następnie ogrzany i sprężona substancja krążąca w obiegu przepływa przez skraplacz. W tym podzespole dochodzi do oddania energii do instalacji centralnego ogrzewania lub CWU. Jednocześnie czynnik ulega skropleniu. Kolejny ważny element to zawór rozprężny. Obniża ciśnienie substancji i umożliwia jej ponowne odparowanie w parowniku. Jak widać zarówno jak działanie, tak i budowa pompy ciepła oraz zasady jej pracy nie należą do najprostszych zagadnień.

Oprócz wymienionych elementów w skład instalacji wchodzą jeszcze:

• filtry oczyszczające czynnik roboczy,

• czujniki temperatury i ciśnienia monitorujące pracę układu,

• automatyka i mechanizmy sterujące odpowiedzialne za optymalną i bezpieczną pracę.

Nie można też zapomnieć o obiegach czynnika roboczego łączących wszystkie podzespoły w całość. Przyjrzyjmy się zatem bliżej temu, na jakiej zasadzie i jak konkretnie działa powietrzna, wodna czy gruntowa pompa ciepła.

Zasada działania pompy ciepła

Mechanizm bazuje na obiegu termodynamicznym czynnika roboczego. W uproszczeniu wygląda to następująco.

1. W parowniku następuje odparowanie czynnika roboczego, dzięki czemu może on pobrać ciepło z dolnego źródła energii – np. z gruntu, gdy analizujemy, na jakiej jak działają gruntowe pompy ciepła. Odparowany gaz trafia do sprężarki, gdzie zostaje sprężony. W wyniku sprężania rośnie temperatura i ciśnienie czynnika roboczego.

2. Następnie ogrzana i sprężona substancja przepływa przez skraplacz. Przekazuje on energię cieplną do instalacji centralnego ogrzewania lub ciepłej wody użytkowej. Jednocześnie ulega tam skropleniu.

3. Dalej czynnik roboczy przepływa przez zawór rozprężny, gdzie następuje obniżenie jego ciśnienia i temperatury. W rezultacie możliwe staje się ponowne odparowanie w parowniku i rozpoczęcie nowego cyklu, który powtarza się cały czas. Właśnie na takiej zasadzie pracuje pompa ciepła – jej działanie jest cykliczne.

Opisany cykl powtarza się w kółko, dostarczając energię ze źródła do instalacji grzewczej.

Właściwości i zastosowanie pompy ciepła

Te nowoczesne urządzenia zapewniają wiele korzystnych właściwości, które decydują o ich szerokim zastosowaniu w budownictwie mieszkalnym. Pompy ciepła działają przede wszystkim bardzo efektywnie, wykorzystując odnawialne źródła energii. Wysokiej jakości warianty gruntowe osiągają współczynnik COP o wartości ok. 5, co oznacza, że z 1 kWh energii elektrycznej produkują aż 5 kWh energii cieplnej.

Zasada, na jakiej działają te urządzenia, przyczynia się do wymiernych oszczędności na ogrzewaniu. Kolejną zaletą jest możliwość chłodzenia latem. Działaniegruntowej i każdej innej pompy ciepła ma charakter rewersyjny, co pozwala na zmniejszenie temperatury wnętrza domu bez dodatkowych urządzeń.

Pompa ciepła – nowoczesny i efektywny sposób ogrzewania

Zastanawiając się nad montażem pompy ciepła, warto mieć świadomość, że ich działanie będzie optymalne wyłącznie w nieruchomości o dobrej izolacyjności termicznej. Skuteczne uszczelnienie wnętrza i brak mostków cieplnych są warunkami koniecznymi, jeśli chcesz osiągnąć jak najwięcej korzyści z tej nowoczesnej technologii. Dlatego w razie słabego ocieplenia i zaizolowania budynku przed rozpoczęciem inwestycji zaleca się kompleksową modernizację nieruchomości zgodnie z zasadami współczesnego budownictwa.