Pompa ciepła – jak działa?
Współczesne metody korzystania z energii odnawialnej pozwalają na odzyskiwanie ciepła na kilka sposobów. Urządzeniem, które działa ekologicznie oraz bezpiecznie jest pompa ciepła.
Pompy ciepła działają w prosty sposób. Pompa ciepła pobiera energię z źródła, którego temperatura jest niższa niż w pomieszczeniu, które zamierzamy ogrzać. Schemat działania można przedstawić następująco: Dolne źródło (niska temperatura) ---> Pompa ciepła (wyposażona w sprężarkę) ---> Górne źródło (wysoka temperatura).
Instalacja pompy ciepła może pobierać ciepło z gleby, powietrza lub wody gruntowej. Ciepło kondensowane jest za pomocą sprężarki, następnie jest oddawane swojemu otoczeniu.
W zależności od producenta pompy ciepła różnią się swoją budową - bardziej lub mniej skomplikowaną. Natomiast każda pompa ciepła działa na podobnych zasadach. Niektóre modele są wyposażone w zbiornik ciepłej wody użytkowej, inne wymagają podłączenia zewnętrznego zasobnika. Pompy ciepła w przeciwieństwie do konwencjonalnych źródeł ciepła, mogą także chłodzić budynek.
Zalety pomp ciepła
Zastosowanie pomp ciepłą zapewnia szereg korzyści, wśród których należy wymienić:
- niskie koszty eksploatacji – pompę ciepła można zasilać z energii elektrycznej, gazowej lub słonecznej, co może prowadzić do niższych rachunków za energię niż w przypadku stosowania tradycyjnych systemów ogrzewania;
- niezawodność – pompy ciepła są stosunkowo proste w budowie i nie mają wiele ruchomych części. To sprawia, że są one solidniejsze, niż tradycyjne piece gazowe lub olejowe;
- ekologia – w porównaniu do tradycyjnych systemów ogrzewania, pompy ciepła zużywają znacznie mniej energii i wydzielają mniej dwutlenku węgla, co sprawia, że są bardziej przyjazne dla środowiska;
- uniwersalność – pompy ciepła można stosować zarówno w budynkach mieszkalnych, jak i komercyjnych. Mogą być wykorzystywane do ogrzewania i chłodzenia budynków oraz do podgrzewania wody użytkowej;
- komfort – pompy ciepła zapewniają ciepło i chłód w sposób równomierny, co oznacza, że nie ma gorących i zimnych obszarów w budynku.
Rodzaje pomp ciepła
Pompy ciepła bez tzw. dolnego źródła niewiele zdziałają. Dolnym źródłem może być grunt, woda gruntowa lub powietrze. W związku z tym wyróżniamy rodzaje pomp ciepła: pompa typu solanka-woda, pompa ciepła woda-woda, pompa ciepła powietrze-woda.
- Pompa ciepła gruntowa (typu solanka-woda)
Pompa ciepła gruntowa pobiera ciepło skumulowane pod ziemią. Na pewnej głębokości temperatura gruntu jest stała niezależnie od pory roku
Ciepło z ziemi mogą pobierać dwa rodzaje instalacji: sondy pionowe (głębinowe) i kolektory poziome (powierzchniowe). W obu instalacjach korzysta się z rur wypełnionych glikolem, który pod ziemią utrzymuje stałą temperaturę. Mieszkankę wody z glikolem potocznie określa się jako solankę. Pompa ciepła gruntowa wymaga odpowiedniego rodzaju gleby. Dużą wydajnością charakteryzują się wilgotne oraz gliniaste gleby. Zdecydowanie mniej sprawdzają się suche oraz piaszczyste gleby. Wyliczenie wydajności dolnego źródła jest bardzo ważne w całym procesie projektowania i wykonywania instalacji pompy ciepła.
- Powietrzna pompa ciepła (typu powietrze-woda)
Twierdzi się, że jest to najwygodniejsza z instalacyjnego punktu widzenia pompa ciepła. Jest nie tylko najłatwiejsza w montażu, ale również najtańsza. Pompa typu powietrze-woda działa poprzez użycie wymiennika wykorzystującego ciepłe powietrze zewnętrzne. Wewnątrz obiektu znajdują się zasobniki z wodą, a ciepło z powietrza jest wdmuchiwane do pomieszczenia poprzez nawiewy podobne do klimatyzacji lub przekazywane do instalacji wodnej (ogrzewanie podłogowe, kaloryfery). Pompa typu powietrze charakteryzuje się jednak tym, iż jej moc i sprawność spada w miarę spadku temperatury zewnętrznej.
- Pompa ciepła woda-woda
Dolne źródło pompy ciepła woda-woda stanowi woda gruntowa. Ciepło z wody jest uzyskiwane przy pomocy systemu studni. Woda pobierana jest z jednej, a zrzucana do drugiej studni. Woda gruntowa to najbardziej wymagające źródło dla pompy ciepła. Niestety nie każdy grunt posiada wody gruntowe na wymaganej głębokości i o wymaganym składzie fizyko-chemicznym. Ważny jest także odpowiedni wydatek studni.
Plusy pomp ciepła
Posiadanie domu podłączonego do pompy ciepła eliminuje konieczność podłączania do domu instalacji gazowej lub innego źródła paliwa stałego czy ciekłego. Aby zapewnić dobre funkcjonowanie instalacji, pompę ciepła należy dobrać indywidualnie do potrzeb danego obiektu, ponieważ zapotrzebowanie na energię cieplną różni się w zależności od wielu indywidualnych czynników. Instalacja jest bezpieczna dla środowiska oraz domu. Ogrzewanie domu przy użyciu pompy ciepła nie grozi wybuchem, czy ulatnianiem czadu. Pompy działają cicho, oszczędnie, i co ciekawe - pompa ciepła może być nawet ciekawym elementem wystroju nowoczesnego domu.