Jak działa pompa ciepła?

Pompa ciepła swoją historię rozpoczęła już blisko 200 lat temu, jednak dopiero od kilku lat cieszy się popularnością, jako rozsądna alternatywa dla klasycznych pieców c.o. Przede wszystkim dzięki dopracowaniu technologii, ale także mało wymagającą obsługę i wynikającą z tego faktu wygodę. Istnieje kilka rodzajów pomp, które różnią się przede wszystkim źródłem pozyskiwanego ciepła, jednak zasada ich działania jest bardzo podobna.

Wyjaśnienie stosowania dwuczłonowych nazw

Szukając informacji na temat pomp ciepła, pierwszym co rzuca się w oczy, to stosowanie nazw takich jak: powietrze-woda, grunt-powietrze, woda-woda itp. Pierwszy człon to określenie źródła pozyskiwanego ciepła, a drugi substancji ogrzewanej/chłodzonej. W fachowym nazewnictwie, pierwsza składowa to dolne źródło ciepła, druga to górne źródło ciepła. W zamkniętym systemie pompa znajduje się w jego centrum i jest jedynie przekaźnikiem energii, a nie jej źródłem, w odróżnieniu od klasycznych pieców na paliwo stałe, olej opałowy czy gaz. Pompa ciepła może czerpać energię z: powietrza, wody lub gruntu, natomiast przekazuje ją w postaci ciepłego powietrza, lub wody (grzejniki, ogrzewanie podłogowe).

Mechanizm „odwróconej lodówki”, jako zasada działania pompy ciepła

Pompa ciepła działa na tej samej zasadzie co lodówka, tylko w odwrotnym kierunku. Urządzenie chłodnicze, które każdy ma w swoim domu, „wyciąga” z wewnątrz i oddaje je na zewnątrz. Pompa ciepła robi dokładnie to samo, to znaczy odbiera ciepło z dolnego źródła i tłoczy je do domu. Odbiór odbywa się za pomocą:

• wentylatorów, gdy energia pozyskiwana jest z powietrza,
• kolektorów gruntowych poziomych lub pionowych (pompy gruntowe),
• głęboko zakopanych rur z solanką lub glikolem.

Po odebraniu energii transportowana jest ona do wymiennika ciepła, tak zwanego parownika gdzie oddawana jest czynnikowi chłodniczemu. Podgrzany czynnik paruje i trafia do sprężarki w stanie gazowym, a tam rośnie jego ciśnienie oraz temperatura. Ostatnim krokiem jest oddanie ciepła do wnętrza budynku, dzieje się to za pomocą podgrzanego powietrza lub wody w c.o.

W przyrodzie, według II zasady termodynamiki, ciepło przepływa tylko z ośrodka o wyższej temperaturze do tego o niższej. Zasada ta w pompie ciepła, przełamywana jest poprzez zastosowanie klasycznej pompy obiegowej zasilanej energią elektryczną. Z tego względu, duetem idealnym określany jest zestaw: pompa ciepła + panele fotowoltaiczne. Instalacja PV przetwarza energię słońca na energię elektryczną, a to niweluje koszty działania pompy obiegowej.

Jaką pompę ciepła wybrać?

Jak wspomniano, pompy różnią się przede wszystkim źródłem energii i sposobem jej odbierania. To wpływa na ich budowę, a każda z nich posiada mniejsze lub większe wady i zalety. Po dobraniu odpowiedniej mocy urządzenia warto przeanalizować, które z rozwiązań będzie optymalne dla naszego domu. Pompa, która pobiera energię z gruntu, uważana jest za najbardziej wydajną oraz działającą najbardziej stabilnie, ze względu na stałe warunki pod powierzchnią ziemi. Jako jej wada, w przypadku kolektorów pionowych często wskazuje się wysokie koszty początkowe, ze względu na konieczność wykonania głębokich (ponad 100-metrowych) odwiertów. Natomiast te o systemie poziomym, wymagają kilkuset metrów kwadratowych działki, na której nie mogą znajdować się zabudowania, drzewa czy inne rośliny o mocnym systemie korzeniowym. Należy jednak pamiętać, że jest to inwestycja na lata, dlatego warto ponieść koszty początkowe, aby cieszyć się komfortem przez długi czas.

Często wybieranym modelem, jest typ kumulujący energię z powietrza, ponieważ nie wymaga on odwiertów. 

-Pompy ciepła pozyskujące ciepło powietrza, spełniają swoje zadanie nawet przy temperaturze zewnętrznej -25 stopni Celsjusza, ponieważ ciepło to forma energii związana z ruchem cząsteczek powietrza.  Zatem doskonale sprawdzają się w naszym klimacie do ogrzewania domu oraz jako klimatyzacja w upalne letnie dni - wyjaśnia specjalista Passive Energy z branży OZE. 

Dlaczego warto zamontować pompę ciepła?

Zalet zastosowania omawianej technologii jest wiele. Przede wszystkim jest to metoda w pełni ekologiczna, niewprowadzająca żadnych szkodliwych substancji do środowiska. Oprócz tego sporym udogodnieniem jest bezobsługowość: poza zaprogramowaniem temperatury czy okresowym przeglądem przez fachowców, praktycznie nie musimy poświęcać czas na jego obsługę. Ma to miejsce nawet przy najnowszych kotłach na ekogroszek czy pellet, gdzie konieczne jest czyszczenie kotła, usunięcie popiołu oraz napełnienie podajnika. Poza tym nawet najnowocześniejszy kocioł potrzebuje miejsca w postaci oddzielnego pomieszczenia oraz przestrzeni na opał - ten problem nie występuje w przypadku pompy ciepła.