Pompy ciepła

 

Jednym ze skutecznych sposobów ograniczania niskiej emisji oraz zwiększania efektywności energetycznej jest zastosowanie pompy ciepła. W ostatnich latach instalacje tego typu zyskują coraz szersze grono fanów, ponieważ stanowią one ekologiczne, tanie i bezobsługowe źródło ciepła. Pompa ciepła jest urządzeniem, które wykorzystuje ciepło z otoczenia do ogrzewania pomieszczeń.

Ciepło wykorzystywane przez pompy najczęściej pobierane jest z gruntu, wody czy powietrza, a następnie transportowane jest do instalacji grzewczej.

Pompa ciepła czerpiąca energię z gruntu jest urządzeniem grzewczym, które doskonale sprawdza się nawet w największe mrozy. Ogrzewanie pomieszczeń ciepłem z gruntu charakteryzuje się wysokim współczynnikiem wydajności grzewczej COP – jest to stosunek ciepła uzyskanego do energii napędzającej pompę. Najwyższą wartość tego współczynnika uzyskuje się z ciepła pobieranego z gruntu mokrego (gliniastego).

​

http://www.zielonaenergia.eco.pl/index.php?option=com_content&view=article&id=237:zasada-dziaania-pompy-ciepa&catid=47:ziemia&Itemid=207

Innym źródłem ciepła wykorzystywanego przez pompy są zbiorniki wodne i studnie. Pompy te mogą uzyskać wyższy współczynnik COP niż pompy gruntowe. Spowodowane jest to stosunkowo wysoką (zimą) i ustabilizowaną temperaturą wody. Minusem tej metody są zanieczyszczenia znajdujące się w wodzie, które przyczyniają się do korozji i odkładania kamienia w urządzeniu oraz dość duże straty energii na przepompowywanie wody. Czynniki te sprawiają, że takie rozwiązanie staje się kłopotliwe i niezbyt opłacalne.

Najtańszym i najłatwiejszym rozwiązaniem jest montaż powietrznej pompy ciepła. Instalacja ta nie wymaga budowy gruntowego wymiennika ciepła. Pompy czerpiące ciepło z powietrza osiągają wysoką efektywność od wiosny do jesieni, dlatego doskonale spełnia funkcję urządzenia do przygotowywania ciepłej wody użytkowej. Minusem pompy powietrznej są wysokie koszty eksploatacji zimą, które mogą być dwukrotnie wyższe niż dobrze wykonanego systemu odbierającego ciepło z gruntu albo wody.

Do niewątpliwych zalet pomp ciepła zaliczyć można m.in.:

• wysoką efektywność działania i długa żywotność;
• niski koszt ogrzewania budynków, bez konieczności stosowania dodatkowych źródeł ciepła; układ pracuje nawet przy temperaturze -18°C;
• wysoką bezawaryjność oraz szybki i łatwy montaż instalacji;
• optymalne sterowanie i zabezpieczenie systemu dzięki rozbudowanemu regulatorowi;
• wysoki komfort użytkowania ograniczający się jedynie do ustawienia temperatury ciepłej wody użytkowej;
• zabudowane zabezpieczenie przeciwmrozowe eliminujące ryzyko uszkodzenia w czasie postoju pompy;
• cichą pracę instalacji;
• funkcję chłodzenia.

Jako, że każdy medal ma dwie strony nie sposób nie wspomnieć o utrudnieniach przy wykorzystaniu pomp ciepła do ogrzewania pomieszczeń. Jednym z nich jest znaczny koszt zakupu urządzenia. Jednak mimo swojej ceny obecnie pracują tysiące pomp ciepła na terenie Polski. Kolejnym problemem jest fakt, że do transportu ciepła pompa musi być zasilana energią. W powszechnie stosowanych urządzeniach jest to energia elektryczna, która stanowi najdroższy nośnik. Wprawdzie pompa nie potrzebuje jej dużo jednak od tego zależy opłacalność zastosowania.

Jak to możliwe, że ciepło z chłodniejszego otoczenia jest przekazywane do dużo cieplejszych pomieszczeń? W obiegu pompy ciepła krąży płyn (czyli czynnik roboczy), który jest poddawany procesom termodynamicznym: odparowuje w niskiej temperaturze, pobierając ciepło z otoczenia. Już jako gaz jest sprężany w sprężarce napędzanej energią elektryczną, dzięki czemu rośnie jego temperatura. Staje się ona tak wysoka, że wystarczy do ogrzania wody w instalacji centralnego ogrzewania lub powietrza nadmuchiwanego do pomieszczeń. Oddając ciepło, czynnik roboczy skrapla się i staje się cieczą. Przepływa przez element dławiący, w którym – w wyniku rozprężenia – jego temperatura znacznie się obniża. W tym stanie wraca do wymiennika, w którym odbiera ciepło z otoczenia, i cały cykl się powtarza. W przypadku pomp ciepła wykorzystujących ciepło z gruntu, do doprowadzenia ciepła do parownika pompy jest potrzebna specjalna instalacja nazywana wymiennikiem gruntowym. Wykonuje się ją z elastycznych rur, układając je w gruncie w jednej lub dwóch płaszczyznach albo w formie spirali. Aby uzyskać jak najwięcej ciepła, wymiennik należy umieścić na głębokości, na której temperatura gruntu jest najwyższa. Ze względu na koszty i opłacalność inwestycji układa się go tylko trochę poniżej strefy przemarzania gruntu (w zależności od regionu Polski znajduje się ona od 0,8 do 1,4 m poniżej poziomu terenu).