Jak działają pompy ciepła i dlaczego są efektywne?

W artykule przedstawimy zasadę działania pomp ciepła. Omówimy również czemu są uważane za najbardziej efektywne urządzenia grzewcze. Zapraszamy!

ZASADA DZIAŁANIA POMPY CIEPŁA

Pompy ciepła (https://sunsol.pl/pompy-ciepla/) działa na zasadzie przenoszenia ciepła z jednego miejsca do drugiego. Ich unikalność polega na tym, że nie ma bezpośredniego wpływu na środowisko, jak np. kotły na paliwo stałe, lecz zasilanie cieplne istniejące w otoczeniu (powietrzu, wodzie lub podłożu) i przenoszone do wnętrza budynku. Proces ten jest możliwy dzięki zastosowaniu zasad termodynamiki.

Należy jednak pamiętać, że pompa ciepła zużywa również niewielka ilość energii elektrycznej, dzięki czemu idealnie będzie współgrać z instalacją fotowoltaiczną.

Kluczowe komponenty pompy ciepła:

1. Parownik – odbiera ciepło z ogrzewania (np. strumień powietrza, woda gruntowa lub ziemi).
2. Sprężarka – sprężarka gazowa, chłodniczy, podnoszący jego temperaturę.
3. Skraplacz – oddaje ciepło do wnętrza budynku, gdzie jest powszechnie stosowane do ogrzewania powietrza lub wody.
4. Zawór rozprężny – obniżanie ciśnienia chłodnicy, co umożliwia jego powrót do postaci wystąpienia i cyklu od nowej.

Działanie pompy ciepła

Proces rozpoczyna się od doprowadzenia ciepła z zewnątrz do parownika. Ciepło to powoduje odparowanie czynnika chłodniczego. Następnie czynnik chłodniczy jest sprężany, co ostatecznie prowadzi do wzrostu temperatury. Ciepło niskiej jakości przekształcane jest w użytecznie wysoką temperaturę.

Kolejnym etapem jest przekazanie ciepła z czynnika chłodniczego do systemu centralnego ogrzewania. Prowadzi to do skraplania czynnika chłodniczego tj. powrót do postaci ciekłej. Zabieg ten zachodzi w skraplaczu,  gdzie chłodna woda z instalacji grzewczej odbiera ciepło, które rozprowadzane jest w systemie grzewczym budynku lub wykorzystywane do ogrzewania wody. 

W ostatnim kroku, czynnik chłodniczy przechodzi przez zawór rozprężny, który obniża ciśnienie. Powoduje to dalsze obniżenie temperatury, po czym czynnik chłodniczy wraca do parownika, aby cykl mógł rozpocząć się ponownie. 

RODZAJE POMP CIEPŁA

Wyróżniamy kilka podstawowych rodzajów pomp ciepła:

1. Powietrze - powietrze – pobierają ciepło z powietrza i przekazują je do powietrza wewnątrz budynku. Stosowane są podstawowe środki klimatyzacyjne.
2. Powietrze - woda – pobierają ciepło z powietrza i przekazują je do wody w systemie grzewczym do ogrzewania podgrzewania lub wody użytkowej.
3. Gruntowa – ochrona zmagazynowana w ziemi, co jest szczególnie istotne, ponieważ temperatura gruntu jest bardziej stabilna w ciągu roku. Wymagają instalacji rur w podłożu (kolektory poziome lub pionowe sondy geotermalne).
4. Wodna – czerpią ciepło z wód gruntowych, co pozwala także na utrzymanie parametrów pracy.

DLACZEGO POMPY GRZEWCZE SĄ EFEKTYWNE?

Podczas wyboru pompy ciepła powinniśmy w głównej mierze kierować się wydajnością pompy ciepła. Informacja, która nas najbardziej interesuje to współczynnik efektywności energetycznej COP (Coefficient of Performance). Kształtuje się on na poziomie 3 – 5. W praktyce oznacza to, że pompa ciepła dostarcza od 3 do 5 jednostek ciepła na każdą jednostkę zużytej energii elektrycznej. Równie ważne jest odpowiednie dobranie mocy urządzenia – pompa ciepła nie może być ani za duża ani za mała. W przeciwnym wypadku będzie generować zbyt wysokie koszty eksploatacyjne.

Dla porównania, inne źródła ciepła kształtują się:

• Kocioł kondensacyjny na gaz/olej opałowy: 90-96% sprawności
• Tradycyjny kocioł na gaz/olej opałowy: 70-80% sprawności
• Bezpośrednie ogrzewanie elektryczne: 35–45% sprawności (z uwzględnieniem strat podczas generacji, dostarczania i dystrybucji).

PODSUMOWANIE

Pompy grzewcze do urządzeń, które stanowią rozwiązania ekologiczne do ogrzewania i budynków. Ich działanie polega na przeniesieniu ciepła z otoczenia, co powoduje, że zużywają mniej energii niż tradycyjne systemy urządzenia. Poprzez możliwości wykorzystania energii, generatora COP oraz możliwości zasilania energią odnawialną, pompy ciepła stają się bardziej popularne w budownictwie jednorodzinnym, jak i przemysłowym.

Myślisz o inwestycji w panele fotowoltaiczne albo pompę ciepła? Chcesz dowiedzieć się więcej o programie Mój Prąd 6.0? Zachęcamy do kontaktu ze specjalistami z firmy SunSol (https://sunsol.pl/). Firma SunSol to wiodący dostawca rozwiązań z zakresu fotowoltaiki, pomp ciepła oraz magazynów energii. Oferują kompleksowe usługi – od projektowania po instalację – abyś mógł cieszyć się korzyściami związanymi z fotowoltaiką, pompą ciepła, czy magazynem energii bez żadnych trudności.