Jak działa pompa ciepła?

W ostatnich latach znacznie wzrosło zainteresowanie odnawialnymi źródłami energii. Na ich popularność wpływa m.in. troska o środowisko naturalne oraz możliwość obniżenia rachunków za prąd czy ogrzewanie. Dodatkowo inwestorów przyciągają liczne krajowe i unijne programy, umożliwiające uzyskanie dotacji na montaż rozwiązań z zakresu OZE. Chociaż największym zainteresowaniem cieszą się instalacje fotowoltaiczne, wiele osób decyduje się też na montaż pompy ciepła. Wyjaśniamy dziś, jak działają takie urządzenia oraz jakie korzyści może przynieść ich instalacja.

Czym są pompy ciepła?

Pompy ciepła to urządzenia wykorzystywane do ogrzewania budynków. Zazwyczaj montowane są w domach jednorodzinnych, jednak z powodzeniem można je zastosować również w obiektach użytkowych czy zabudowie wielorodzinnej. Stanowią ekologiczny i ekonomiczny sposób ogrzewania pomieszczeń. Mogą również zostać wykorzystane do ich chłodzenia. Wykorzystują naturalne źródła i minimalne ilości energii elektrycznej. Mogą zatem zapewnić duże oszczędności, a przy tym nie zanieczyszczają środowiska. Pompy ciepła występują w kilku wariantach, jednak zasada ich działania jest podobna. System dolnego źródła ciepła odpowiedzialny jest za pobieranie energii z otoczenia. Źródłem tym, z którego absorbowana jest energia, może być powietrze, wody gruntowe lub stojące, a także warstwa ziemi. Na tej podstawie wyróżnić można gruntowe, wodne oraz powietrzne pompy ciepła.

Zasada działania pompy ciepła

Pompa ciepła zbudowana jest z kilku podstawowych elementów pełniących określone funkcje. Należy do nich system przewodów wypełnionych cieczą o bardzo niskiej temperaturze krzepnięcia, najczęściej roztworem glikolu. Jest to tak zwany czynnik roboczy, który pobiera ciepło z otoczenia. Ponieważ ma on temperaturę niższą niż źródło dolne, może absorbować z niego energię cieplną nawet w czasie mrozów. Uzyskane ciepło przekazywane jest to wewnętrznego obiegu, w którym krąży środek chłodniczy.  Tym czynnikiem jest z kolei ciecz o bardzo niskiej temperaturze parowania. Ciepło oddawane przez czynnik roboczy powoduje wrzenie i parowanie środka chłodzącego. Opary docierają do sprężarki, która zwiększa ich ciśnienie, co wpływa na podniesienie temperatury. Rozgrzana para transportowana jest do obiegu grzewczego, gdzie oddaje ciepło. Schłodzony środek ulega skraplaniu i może zostać ponownie wykorzystany po dodatkowym obniżeniu ciśnienia i temperatury przez zawór rozprężny.

Osoby rozważające montaż pompy ciepła najczęściej decydują się na modele gruntowe lub powietrzne. Pompa gruntowa to rozwiązanie droższe i bardziej pracochłonne. Do jej montażu konieczne jest wykonanie odpowiednio głębokich odwiertów, co wpływa nie tylko na wzrost kosztów, ale tez powoduje konieczność naruszenia terenu na działce. Nie wszędzie zatem będzie możliwe zastosowanie takiej pompy. Korzystniejszym rozwiązaniem jest montaż powietrznej pompy ciepła. Takie urządzenia nie wymagają dodatkowych prac ziemnych, a ich instalację można przeprowadzić w jeden dzień. Ponieważ taka pompa składa się dwóch jednostek, z których jedna montowana jest w pomieszczeniu a druga na zewnątrz, nie powoduje wzrostu poziomu hałasu w budynku. Cały system generujący głośne dźwięki, a więc sprężarka i wentylator, znajduje się bowiem na zewnątrz budynku.