Co to jest pompa ciepła i jaka jest zasada jej działania?

Co to jest pompa ciepła?

Pompa ciepła to urządzenie grzewcze wykorzystujące odnawialne źródło energii, które pozwala ogrzać dom, wymuszając przepływ powietrza ze źródła o niższej temperaturze do górnego źródła o wyższej temperaturze z pomocą energii elektrycznej. Proces ten jest możliwy dzięki przemianom termodynamicznym zachodzącym w obiegu. Urządzenie nie produkuje ciepła, a jedynie odzyskuje je z gruntu, powietrza lub wody. Pompa ciepła składa się z:

• Wymiennika inaczej parownika do pozyskiwania ciepłą z wody, powietrza lub z gruntu,
• Wymiennika do oddawania ciepła do instalacji,
• Sprężarki,
• Zaworu rozprężnego.

Podstawowym elementem pompy ciepła jest sprężarka, która pobiera niskoenergetyczne ciepło z jednego źródła, zwanego źródłem ciepła, i podnosi jego temperaturę. Następnie ciepło jest przekazywane do obiegu wody lub powietrza, które z kolei przekazuje je do ogrzewanego budynku lub pomieszczenia.

Jak działa pompa ciepła?

Źródłem ciepła może być powietrze, gleba, woda gruntowa lub woda powierzchniowa. W zależności od rodzaju źródła ciepła, pompy ciepła dzielą się na powietrzne, gruntowe i wodne. Działanie pompy ciepła zależy od jej dolnego źródła ciepła, czyli tego, czy jest to powietrze, grunt czy woda.

• Gruntowa pompa ciepła posiada wymiennik w kształcie serpentyny wypełniony glikolem ułożony poniżej poziomu zamarzania lub pionowy odwiert. W jaki sposób wytwarza się ciepło? Ziemia ogrzewa się z pomocą promieni słonecznych, pozwalając wykorzystać ciepło do działania pompy – w przypadku pompy z odwiertem, wykorzystuje się ciepło geotermalne. W jednostce wewnętrznej jest zamknięty cały obieg chłodniczy czyli zarówno wymiennik pierwotny odbierający ciepło, jak i wtórny, który przekazuje je do instalacji grzewczej.
• Powietrzna pompa ciepła działa z pomocą wentylatora, który umożliwia przepływ powietrza przez wymiennik. Ciepło jest odbierane przez czynnik chłodniczy. W pompie powietrznej monoblok czynnik jest skroplony w jednostce zewnętrznej, po czym ciepło jest przekazane do wody grzewczej lub do glikolu, które są tłoczone do modułu hydraulicznego w domu i rozprowadzane w instalacji. Pompa powietrzna split różni się tym, że zewnętrzna jednostka jest połączona z wewnętrznym modułem hydraulicznym z pomocą przewodów.
• Wodna pompa ciepła działa podobnie jak gruntowa z tą różnicą, że źródłem ciepła są wody gruntowe lub zbiornik wodny taki jak jezioro czy rzeka.

Pompy ciepła wykorzystują zasadę termodynamiki, która mówi o tym, że energia nie może zniknąć, lecz może tylko zmienić swoją formę. Dzięki temu pompy ciepła pozwalają na przekształcenie niskoenergetycznego ciepła z otoczenia w ciepło o wyższej temperaturze, które może być wykorzystane do ogrzewania budynków lub wody użytkowej.

Zastosowanie pomp ciepła pozwala na znaczne oszczędności w kosztach ogrzewania w porównaniu do tradycyjnych metod, takich jak ogrzewanie gazowe lub olejowe, ponieważ pobierają one energię z otoczenia, a nie wytwarzają jej samodzielnie.