Pompy ciepła

Szukając komfortowego i taniego w eksploatacji ogrzewania, coraz częściej zastanawiamy się nad zastosowaniem pompy ciepła. Dlaczego? Dwie trzecie kosztów utrzymania domu związane jest z jego ogrzewaniem. Stosując więc tanie w eksploatacji źródło ciepła, możemy zapewnić sobie niskie rachunki.

Ogrzewanie przy pomocy pompy ciepła jest obecnie najbardziej ekonomicznym sposobem ogrzewania budynków. Wykorzystujemy tu bowiem naturalne ciepło niskotemperaturowe, zawarte w przyrodzie (w gruncie, w wodzie, lub w powietrzu).
Trzeba tu dodać jeszcze znacznie szybciej rosnące ceny gazu lub oleju opałowego w stosunku do ceny energii elektrycznej. To powoduje, że koszty eksploatacyjne tradycyjnych instalacji kotłowych są znacznie wyższe niż instalacji z pompą ciepła. Należy zwrócić uwagę, że koszt inwestycyjny jest wydatkiem jednorazowym, ponoszonym na początku inwestycji, a koszt eksploatacyjny jest kosztem stałym, ponoszonym przez wiele lat.

Pompa ciepła czerpie darmową energię ze środowiska naturalnego: gruntu, wody gruntowej i powietrza - są to dolne źródła ciepła. Następnie przekształca ją w ciepło grzewcze i dostarcza do domowej instalacji centralnego ogrzewania (górne źródło ciepła). W trakcie pracy zużywa jednak energię elektryczną, która służy do napędu sprężarki, czyli głównego elementu pompującego energię cieplną. Nowoczesne urządzenia otrzymują w optymalnych warunkach bardzo wysoką wartość COP, która wynosi w granicach 4,0.  Oznacza to, że dzięki wkładowi jednego kilowata energii elektrycznej, uzyskujemy użytek energii cieplnej w wysokości ok. 4 kilowatów.

Decydując się na pompę ciepła, należy wybrać rodzaj dolnego źródła ciepła. Uwzględnia się przy tym między innymi takie czynniki, jak: strefę klimatyczną, w jakiej znajduje się nasz dom, wielkość działki, poziom i skład chemiczny wód gruntowych oraz zapotrzebowanie domu na ciepło.

Pompa ciepła jest w stanie wytworzyć dużo więcej energii cieplnej niż sama pobiera do działania swojego układu. Dzięki wykorzystaniu wymiennika ciepła pobierającego darmową energię ze środowiska naturalnego 3/4 wytwarzanej energii, to darmowa energia słoneczna skumulowana w gruncie wodzie i powietrzu.

Zasada działania

1. Czynnik*) obiegu dolnego źródła, płynąc w wężownicy, odbiera energię cieplną z gruntu, powietrza lub wody.

2. W parowniku pompy podgrzany czynnik obiegu dolnego źródła oddaje ciepło zimnemu czynnikowi chłodniczemu**) obiegu wewnętrznego pompy ciepła.

3. Czynnik chłodniczy podgrzewa się i odparowuje, stając się gazem.

4. Gaz zostaje sprężony przez sprężarkę.Wytworzone w tym procesie ciepło jest przekazywane w skraplaczu do systemu instalacji centralnego ogrzewania budynku.

5. Skroplony gaz po przejściu przez zawór rozprężny obniża swoje ciśnienie oraz temperaturę i przepływa do parownika, gdzie ponownie odbiera ciepło od czynnika obiegu dolnego źródła i proces zaczyna się ponownie.

*) Czynnik obiegu dolnego źródła jest cieczą niezamarzającą, np. mieszaniną wody i alkoholu lub glikolu.
**) Ze względu na ochronę środowiska stosowane są obecnie freony hydrofluorowęglowodorowe (HFC) zamiast niebezpiecznych dla warstwy ozonowej freonów wodorochlorofluorowęglowodorowych (HCFC); czynnik chłodniczy znajduje się w obiegu zamkniętym w pompie ciepła i nie ma kontaktu z otoczeniem .