Jak działają pompy ciepła?


Z roku na rok pompy ciepła stają się niekwestionowanym liderem w dziedzinie odnawialnych źródeł energii, szczególnie w kontekście centralnego ogrzewania domów oraz przygotowywania ciepłej wody użytkowej. Ze względu na liczne korzyści, jakie niosą ze sobą te nowoczesne urządzenia, coraz więcej osób decyduje się na ich instalację zarówno w nowo budowanych, jak i starszych budynkach, poddawanych procesom termomodernizacji. Warto, zatem przyjrzeć się bliżej temu nowatorskiemu systemowi, aby zrozumieć, jak dokładnie działa i dlaczego zyskuje on coraz większe uznanie.

Co to jest pompa ciepła?

Pompa ciepła to zaawansowane technologicznie urządzenie, które działa na zasadzie przenoszenia ciepła z jednego obszaru do drugiego. Jej głównym celem jest efektywne wykorzystanie energii zawartej w powietrzu, wodzie lub gruncie do ogrzewania budynków, przygotowania ciepłej wody użytkowej, a nawet chłodzenia w okresie letnim. Pozyskując energię z otaczającego środowiska staje się ekologiczną alternatywą dla tradycyjnych systemów grzewczych.

Mechanizm działania pompy ciepła można porównać do działania lodówki, jednak tutaj odbywa się to w odwrócony sposób. Istnieją trzy główne rodzaje pomp ciepła:

Powietrzne pompy ciepła

Powietrzne pompy ciepła stanowią popularną i ekonomiczną opcję. Działają poprzez wykorzystanie powietrza zewnętrznego, które jest „zasysane” przez specjalny wentylator. Następnie pobrane ciepło jest przekazywane do instalacji grzewczej. Charakteryzują się wysoką elastycznością, łatwością montażu i stosunkowo niskimi kosztami inwestycji, a ich wydajność zależna jest od warunków atmosferycznych.

Gruntowe pompy ciepła

Gruntowe pompy ciepła korzystają z energii pobranej przez kolektory umieszczone w gruncie. Mogą być zarówno poziome, jak i pionowe. Ciepło z gruntu jest następnie przekazywane do systemu grzewczego za pomocą pompy ciepła. Koszt ich instalacji jest wyższy, w porównaniu do pomp powietrznych, natomiast oferują one stabilną i wysoką wydajność, niezależną od warunków atmosferycznych.

Wodne pompy ciepła

Wodne pompy ciepła wykorzystują energię zgromadzoną w wodzie, pobieraną ze studni głębinowych. Wymagają dwóch studni – czerpnej i zrzutowej. Chociaż są skuteczne, ich instalacja jest zazwyczaj kosztowna. Natomiast korzystają one z trwałego źródła energii, co sprawia, że są ekonomiczną opcją w dłuższej perspektywie czasowej.

 

Jak działa pompa ciepła BSKlima

Pompy ciepła Rzeszów

 

Jakie są podstawowe elementy składowe pompy ciepła?

Pompa ciepła, jako zaawansowane rozwiązanie w dziedzinie efektywnego wykorzystania energii, skupia się na trzech kluczowych elementach składowych, które współpracują w celu efektywnego pozyskiwania, przekazywania i dystrybuowania ciepła. Oto główne komponenty pompy ciepła, które decydują o jej funkcjonalności:

  • sprężarka – jest jednym z najważniejszych elementów pompy ciepła, odpowiedzialnym za sprężanie czynnika roboczego krążącego w obiegu. Proces sprężania powoduje wzrost ciśnienia i temperatury czynnika roboczego. Sprężarka umożliwia przenoszenie energii z dolnego źródła ciepła do górnego źródła, co jest kluczowe dla efektywnego działania urządzenia;
  • parownik – to wymiennik ciepła, w którym zachodzi proces absorpcji ciepła z otoczenia. Przepuszczając przez parownik czynnik roboczy z dolnego źródła, pobiera on ciepło zawarte w tym źródle. Jest to kluczowy krok w procesie, który umożliwia pompie ciepła pozyskanie energii cieplnej z otoczenia;
  • skraplacz – skraplacz to kolejny wymiennik ciepła, gdzie zachodzi proces skraplania czynnika roboczego krążącego w obiegu pompy ciepła. W wyniku tego procesu uzyskiwana jest wysoka temperatura, którą można przekazać do systemu grzewczego;
  • zawór rozprężny – jego zadaniem jest rozprężenie czynnika roboczego z stanu ciekłego do ciśnienia parowania. Pełni dwie kluczowe funkcje: dławienie czynnika roboczego, umożliwiając sprężarce uzyskanie wymaganego ciśnienia w skraplaczu, oraz rozprężanie, gdy konieczne jest powtórzenie obiegu termodynamicznego; 
  • czynnik roboczy (chłodniczy) – jest substancją krążącą w zamkniętym obiegu pompy ciepła. Zmienia stan skupienia w zależności od temperatury i ciśnienia, umożliwiając efektywne przekazywanie energii cieplnej. Wybór odpowiedniego czynnika roboczego, odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu stabilności oraz efektywności całego systemu.

Jak przebiega proces działania pompy ciepła?

Pompa ciepła działa na zasadzie odwróconej do działania lodówki – gdy na zewnątrz robi się zimno, pompa ciepła „przechwytuje” ciepło z otoczenia i przekazuje je do wnętrza budynku, zapewniając efektywne ogrzewanie. Proces ten bazuje na zasadzie fizycznej znaną jako efekt Joule’a-Thomsona.

Cały schemat funkcjonowania pompy ciepła można podzielić na trzy główne etapy: pobór ciepła, wykorzystanie ciepła oraz ogrzewanie. W pierwszym etapie, ciecz (często roztwór glikolu) krąży w systemie źródła ciepła, pobierając energię z otoczenia, takiego jak grunt czy wody gruntowe. Wyjątkiem są pompy ciepła powietrzne, które za pomocą wentylatora zasysają powietrze zewnętrzne i dostarczają je bezpośrednio do pompy ciepła.

Pompy ciepła posiadają obieg, w którym gazowy czynnik chłodniczy przechodzi przez wymiennik ciepła, zwany parownikiem. Tutaj energia ze środowiska przekazywana jest do czynnika chłodniczego, co powoduje jego odparowanie. Powietrze zewnętrzne – w przypadku pompy ciepła powietrznej – ogrzewa czynnik chłodniczy. Następnie para czynnika chłodniczego jest pobierana przez sprężarkę, podnosząc jego temperaturę.

Ostatni etap to przekazanie ciepła do instalacji grzewczej budynku. Skondensowany gazowy czynnik chłodniczy pod wysokim ciśnieniem skraplany jest w skraplaczu, oddając ciepło, które trafia do instalacji grzewczej. Ciepła woda przenosi energię do systemu dystrybucji, np. ogrzewania podłogowego czy grzejników oraz do zbiornika wody użytkowej.

Jakie są korzyści wynikające z korzystania z pomp ciepła?

Korzystanie z pompy ciepła przynosi wiele korzyści, zarówno ekologicznych, jak i finansowych, a także podnosi komfort życia domowników.

Korzyści finansowe – oszczędności i niezależność energetyczna

Jedną z głównych zalet pomp ciepła jest możliwość znacznych oszczędności finansowych w porównaniu z tradycyjnymi źródłami energii. Zużycie energii elektrycznej przez pompę ciepła jest minimalne, nawet przy niskich temperaturach. Połączenie pomp ciepła z instalacją fotowoltaiczną pozwala dodatkowo zwiększyć niezależność energetyczną i nawet do zera obniżyć rachunki za prąd.

Komfort użytkowania – bezobsługowa i przyjazna dla środowiska

Korzystanie z pompy ciepła to także komfort użytkowania. Instalacja ta jest niemal bezobsługowa, wymaga jedynie ustawienia odpowiednich parametrów i monitorowania pracy. Ponadto, pompa ciepła nie wymaga dodatkowego źródła zasilania, co przekłada się na wygodę użytkowania, a jednocześnie przyczynia się do korzyści ekologicznych i finansowych.

Czystość wewnątrz i na zewnątrz – bezemisyjne ogrzewanie

Pompa ciepła to urządzenie gwarantujące czystość zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz budynku. Brak emisji zanieczyszczeń i pyłów sprawia, że jest bardziej przyjazna dla środowiska niż tradycyjne piece węglowe, zapewniając jednocześnie czyste powietrze wewnątrz domu.

Aby efektywnie wykorzystać różne technologie pomp ciepła w budynku, inwestor powinien rozważyć konsultacje z wykwalifikowanym specjalistą. W BS Klima posiadamy niezbędną wiedzę techniczną, aby zaproponować optymalne rozwiązanie, a także zajmujemy się kompleksową obsługą Klientów, oferując sprzedaż i montaż wysokiej jakości urządzeń.

Warto inwestować we wdrażanie nowoczesnych technologii, takich jak pompy ciepła – zarówno w budynkach mieszkalnych, jak i przemysłowych – aby wspólnie kształtować bardziej ekologiczną przyszłość i poprawić jakość naszego życia. Należy jednak pamiętać, że odpowiedni dobór rozwiązania, instalacja i utrzymanie systemu pompy ciepła są kluczowe dla osiągnięcia optymalnej wydajności i trwałości urządzenia.

Porozmawiaj i umów się
na spotkanie z naszym ekspertem.

Nasz ekspert jest do Twojej dyspozycji! Stworzymy audyt instalacji wraz z projektem i przygotujemy bezpłatną wycenę.

Zadzwoń

Jesteśmy autoryzowanym dystrybutorem:

Cooper & Hunter
Fujitsu
Kaisai
Gree