Pompy ciepła – charakterystyka

Pompa ciepła jest to niskotemperaturowe urządzenie grzewcze. Wykorzystuje ono energię cieplną zgromadzoną naturalnie w ziemi, powietrzu oraz wodzie.  Zasada działania takiej pompy opiera się na fizycznych przemianach, które zachodzą w urządzeniu, czyli na parowaniu, skraplaniu i rozprężaniu. Wewnątrz pompy ciepła krąży ekologiczny czynnik roboczy, który podlega przemianom z postaci ciekłej na gazową oraz odwrotnie. To powoduje przepływ energii cieplnej z dolnego źródła do górnego.

Jak to działa?

W tzw. parowniku czynnik roboczy ulega procesowi odparowania, odbierając w ten sposób energię cieplną z dolnego źródła. Następnie zassana zostaje do sprężarki para o niskim ciśnieniu, gdzie wzrasta jej temperatura. Kolejny element obiegu to skraplacz. Sprężony czynnik oddaje energię cieplną do górnego źródła, co powoduje jego skroplenie. Czynnik w drodze do parownika napotyka sprężony zawór, który z kolei racjonuje trafiającą do parownika ilość czynnika, co powoduje obniżenie jego ciśnienia i temperatury. Dzięki temu czynnik krąży w obiegu termodynamicznym i zapewnia cykliczność pracy pompy.

Rodzaje pomp ciepła

• Pompa typu powietrza-woda jako źródło energii wykorzystuje powietrze zewnętrzne. Taki rodzaj pompy idealnie sprawdza się, gdy na zewnątrz temperatura nie przekracza -5°C. Wtedy w obiegu centralnym możliwe jest osiągnięcie temperatury do 35°C. Przy temperaturze poniżej -5°C osiągnięcie temperatury 35°C jest mniej efektywne, ponieważ pompa, zamiast z dolnego źródła, większość energii pobiera z prądu, co znacząco wpływa na koszty eksploatacyjne.
• Pompa typu woda-woda jako dolne źródło energii wykorzystuje podziemne cieki wodne. Takie rozwiązanie wymaga dostępu do cieków wodnych o konkretnej wydajności. Dużą wadą takiego rozwiązania jest fakt, iż woda z cieków jest zmineralizowana, co powoduje korozję i uszkodzenie elementów pompy.
• Pompa typu solanka-woda pobiera energię słoneczną skumulowaną w ziemi. Pompa wykorzystuje fakt, że temperatura ziemi poniżej 1,5 m głębokości jest stała i wynosi 7-8°C. To z kolei pozwala na podgrzanie krążącego w układzie czynnika do temperatury około 4°C, a wtedy pompa podnosi za pomocą sprężarki temperaturę do 35°C.