Jak działają pompy ciepła?

Co to jest pompa ciepła?

Jest to urządzenie, które umożliwia odzyskiwanie ciepła z powietrza, wody lub gruntu. Jako element systemu, pompa ciepła umożliwia przekonwertowanie ciepła (przy wsparciu energii elektrycznej) pozyskanego z zewnątrz, do uzyskania odpowiedniej temperatury, która umożliwia podgrzanie wody w instalacji centralnego ogrzewania. Pompy ciepła pozwalają także na wspieranie ogrzewania ciepłej wody użytkowej.

Urządzenie to jest elementem systemu ogrzewania, który składa się z:

• źródła górnego,

• pompy ciepła,

• źródła dolnego.

Źródło dolne to inaczej sposób pozyskiwania ciepła do instalacji grzewczej. Możliwe jest to za pomocą wspomnianych wcześniej 3 dróg.

Pompa ciepła pozwala na zmianę pozyskanego ciepła w energię cieplną zdolną do ogrzania wody w budynku.

Źródło górne to miejsce odebrania ciepłej wody - czy to w formie nośnika grzewczego dla kaloryferów, czy do celów użytkowych mieszkańców.

Rodzaje pomp ciepła

Wykorzystanie różnych źródeł poboru ciepła, umożliwia nam dobranie pompy ciepła, która będzie uzyskiwać energię z najbardziej odpowiadającego nam źródła. W tym celu można wykorzystać jedną z trzech pomp.

Gruntowe pompy ciepła

To rozwiązanie pozwala na pozyskanie ciepła z ziemi. Jest to niezwykle efektywna metoda, ponieważ sprawność, jaką posiadają pompy ciepła gruntowe, pozwala na zaopatrzenie w c.o. i c.w.u. całego domu - oczywiście jeżeli instalacja jest w pełni do tego przystosowana. Mimo różnic temperatur na powierzchni, ich praca jest stabilna, co niezależnie od pory roku, pozwala na zachowanie odpowiedniego poziomu ogrzewania wody. W przypadku gruntowych pomp ciepła, układ sond może być pionowy lub poziomy. Układ pionowy świetnie sprawdzi się na niewielkich działkach. Z kolei układ poziomy z racji dużego zapotrzebowania na teren pod instalacje, sprawdza się na średnich i dużych działkach.

Powietrzne pompy ciepła

Jest to najtańsze rozwiązanie, spośród trzech dostępnych. Są one zasilane powietrzem z zewnątrz, co ma wpływ na ich sprawność, ponieważ pompy ciepła powietrzne reagują na zmiany temperatur. Co prawda są w stanie pozyskiwać ciepło nawet przy ujemnych wartościach, jednak ich sprawność jest wtedy zmniejszona. Spisują się świetnie w współpracy z innymi źródłami c.o lub c.w.u w domu, jak np. kotły gazowe.

Wodne pompy ciepła

Ta technologia wykorzystuje wody gruntowe do poboru ciepła. Podobnie jak gruntowe pompy ciepła, tu także nie jesteśmy narażeni na wahania sprawności instalacji. W przypadku tej instalacji trzeba mieć możliwość podłączenia się do np. studni głebinowej. W przypadku konieczności wykonania bardziej rozległych prac, może pojawić się konieczność uzyskania stosownych pozwoleń.

Pompa ciepła - jak działa?

Wbrew pozorom, pompa ciepła nie zajmuje się wytwarzaniem ciepła. Jej działanie opiera się na prawie termodynamiki. Oznacza to, że ciepło przepompowywane jest z niższego ośrodka (źródło dolne), do ośrodka górnego (np. grzejniki). Najczęstszym nośnikiem temperatury w domu jest woda, która podgrzana do odpowiedniej temperatury może zasilić kaloryfery, jak również armaturę w łazience czy kuchni. Zatem jaka jest zasada działania pompy ciepła?

W instalacjach z pompą ciepła wykorzystuje się czynnik chłodniczy, który dzięki swoim właściwościom potrafi parować w stosunkowo niskich temperaturach. Para następnie trafia do sprężarki, która ma za zadanie znacząco podnieść temperaturę gazu. Następnie ten trafia do wymiennika ciepła, który przy użyciu gorącej pary, podgrzewa wodę, która trafia do centralnego ogrzewania lub podgrzewa wodę użytkową. Czynnik chłodniczy ulega oziębieniu i skropleniu, po czym ponownie trafia do układu, z dużo niższą temperaturą. Tak oto działa pompa ciepła.

Hybrydowe pompy ciepła - co to jest?

Jak wspomnieliśmy wcześniej, pompy ciepła mogą być samodzielnym źródłem ciepłej wody w domu, ale nic nie stoi na przeszkodzie, by współpracowały z innymi urządzeniami grzewczymi. W ten sposób możemy dostarczyć ciepło poprzez wykorzystanie np. gruntowej pompy ciepła, w połączeniu z kotłem gazowym. Możemy pójść jeszcze o krok dalej i zasilanie naszej PC, może zapewnić nam fotowoltaika, co pozwoli na zredukowanie kosztów związanych ze zużyciem energii elektrycznej.

Nie da się ukryć, że hybrydowe pompy ciepła są dobrym rozwiązaniem w domach, gdzie sama pompa ciepła może nie być w stanie wygenerować odpowiedniej ilości ciepłej wody. Z drugiej strony - pompa ciepła może pełnić funkcję wspomagającą dla instalacji grzewczej, która obecnie znajduje się w budynku, niwelując tym samym ilość zanieczyszczeń emitowanych w trakcie spalania paliw w wybranych kotłach i ograniczając koszty związane ze zużyciem surowców do ich zasilenia.

Czy warto inwestować w pompę ciepła?

Naszym zdaniem - zdecydowanie tak! Wykorzystanie tej technologii idealnie wpasowuje się w obecne standardy dbania o środowisko naturalne, jak również zmniejszania kosztów związanych z utrzymaniem domu.

Pompy ciepła wykorzystują energię odnawialną, która nic nas nie kosztuje. Ilość prądu potrzebnego do pracy pompy, również jest znikoma, ponieważ ich sprawność potrafi sięgnąć nawet kilkuset procent. Nie da się ukryć, że pozwala to na osiągnięcie znacznych oszczędności w kwestii ogrzewania domu i wody użytkowej. Należy nadmienić także, że z racji swojej konstrukcji i wykorzystanych materiałów, pompa ciepła to urządzenie, które posłuży przez wiele lat. Niekiedy mówi się nawet o kilkudziesięciu latach bezproblemowej pracy urządzenia.

Istotnym fakt jest, że pompy ciepła możemy programować, tak by włączały się np. w momencie gdy dostępna jest tańsza taryfa u dostawcy energii elektrycznej. Oczywiście wykorzystując fotowoltaikę, mamy o wiele większą swobodę. 

Dodatkowo pompa ciepła z powodzeniem może nam służyć do różnych form ogrzewania budynku. Grzejniki czy ogrzewanie podłogowe z powodzeniem mogą być zasilane przez instalację centralnego ogrzewania wyposażoną w PC. Odpowiednio dobrana bez problemu poradzi sobie z przygotowaniem odpowiedniej ilość ciepłej wody, by zasilić całą instalację c.o. Dlatego warto dowiedzieć się, kiedy wybrać pompę ciepła, by ta spełniała nasze oczekiwania.