Zasada działania pomp ciepła i ich doboru

Zasada działania pomp ciepła i ich doboru

Pompy ciepła to urządzenia grzewcze, które wykorzystują odnawialne źródła energii. Ze względu na bezemisyjność uznaje się je za ekologiczne alternatywy dla instalacji grzewczych wykorzystujących paliwa kopalne. Pompy ciepła czerpią energię ze słońca, powietrza lub gruntów i wód podziemnych, a następnie za pośrednictwem energii elektrycznej dostarczają ją do instalacji centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej. O tym, jak dokładnie działają pompy ciepła oraz czym należy się kierować przy ich wyborze, piszemy w dalszej części artykułu.

Na czym polega działanie pomp ciepła oraz jak je dobierać?

Wybór pompy ciepła musi być poprzedzony obliczeniem zapotrzebowania cieplnego danego obiektu. W ten sposób można precyzyjnie dobrać moc urządzenia, które zagwarantuje odpowiedni komfort termiczny. Kluczowe znaczenie dla wyboru sposobu zasilania pompy ciepła ma także położenie geograficzne. Przykładowo w dobrze nasłonecznionych miejscach sprawdzą się pompy zasilane energią słoneczną pozyskiwaną np. z  fotowoltaiki, z kolei w miejscach z ograniczoną dostępnością do słońca nieocenione okażą się np. pompy czerpiące energię z gruntu. Jak działają takie urządzenia? Podstawowe elementy pompy ciepła to źródło dolne i źródło górne. Źródło dolne, czyli np. kolektor gruntowy lub pompa powietrzna przekazuje ciepło do źródła górnego, czyli odbiornika ciepła.

Transport ciepła jest wynikiem udziału czynnika roboczego w procesie przemian termodynamicznych. Czynnikiem roboczym jest mieszanina gazów i cieczy, która w pierwszej kolejności trafia do parownika. Tam podlega procesowi odparowania, co prowadzi do odebrania energii ze źródła dolnego. Następnie czynnik roboczy jest zasysany w postaci pary do sprężarki, gdzie znacząco wzrasta jego ciśnienie i temperatura. Potem czynnik roboczy dociera do skraplacza i oddaje energię do źródła górnego. Po skropleniu przepływa przez zawór rozprężny, który redukuje jego ciśnienie i temperaturę, przez co umożliwia powrót do źródła dolnego. W ten sposób cykl rozpoczyna się na nowo.