Pompa ciepła to nowoczesne źródło energii, które jest tanie w eksploatacji, a zarazem przyjazne dla środowiska, gdyż pobiera ciepło z otoczenia: powietrza, gruntu bądź wody. Wyjaśniamy, na czym dokładnie polega zasada działania tego urządzenia.
Pompa ciepła działa jak lodówka… Tylko odwrotnie
Zasadę działania pompy ciepła można najprościej opisać jako odwrotność działania lodówki, bo w obu urządzeniach dochodzi do podobnych procesów termodynamicznych. Podczas gdy lodówka czerpie ciepło z produktów umieszczonych w jej wnętrzu, a następnie zwraca je na zewnątrz, tak pompa ciepła pobiera energię z otoczenia, by oddać ją we wnętrzu. O ile jednak w przypadku lodówki pożądane jest silne wychłodzenie jej wnętrza, tak w przypadku pompy ciepła nie powinno doprowadzać się do zbyt dużego wychłodzenia obiegu zewnętrznego.
Trzy obiegi pompy ciepła
Proces ogrzewania pompą ciepła przebiega w trzech krokach:
- Pierwszym z nich jest tak zwany obieg solanki (to nazwa zwyczajowa, gdyż we współczesnych urządzeniach została ona zastąpiona roztworem glikolu), który w gruntowych i wodnych pompach ciepła czerpie energię z otoczenia, by następnie przetransportować ją do pompy ciepła. Jeśli chodzi o powietrzne pompy ciepła, pobierają one powietrze przez wentylator, a potem dostarczają je bezpośrednio do pompy ciepła.
- Drugim obiegiem pompy ciepła jest obieg czynnika chłodniczego w postaci gazu. Wymiennik ciepła przekazuje energię z obiegu solanki do obiegu czynnika, gdzie jest ona pobierana przez sprężarkę, która znacznie zwiększa jej temperaturę. Kolejny wymiennik ciepła, skraplacz, skrapla czynnik chłodniczy, co powoduje oddanie przez niego ciepła.
- Energia o wysokiej temperaturze przekazywana jest do obiegu grzewczego, w którym zazwyczaj krąży woda. Przejmuje ona dostarczone do niej ciepło, a następnie przekazuje je do systemu dystrybucji – grzejników, ogrzewania podłogowego, zbiornika ciepłej wody użytkowej – w wyniku czego następuje ogrzanie budynku.
Chłodzenie pompą ciepła – aktywne i pasywne
Nowoczesne pompy ciepła mogą nie tylko grzać, ale także chłodzić. Wyróżnia się dwa główne sposoby chłodzenia. Pierwszym z nich jest chłodzenie aktywne, które polega na zmianie kierunku obiegu ciepła. W wyniku intensywnej pracy sprężarki zużycie prądu przez pompę znacząco rośnie. Drugim rodzajem chłodzenia jest chłodzenie pasywne, w którym rolę odbiornika ciepła usuwanego z wnętrza pełni grunt lub woda – latem mają one bowiem niską temperaturę w okolicach 10 stopni Celsjusza. Powietrzne pompy ciepła nie mogą więc chłodzić w ten sposób. Ze względu na brak konieczności pracy sprężarki chłodzenie pasywne jest bardziej energooszczędne.
