Zasada działania powietrznej pompy ciepła

Pompa ciepła to urządzenie służące do ogrzewania domów bez konieczności wykorzystywania do tego celu paliw kopalnych. Zyskuje ono coraz większą popularność.Wynika to z faktu, że pozwala cieszyć się tanim ciepłem, choć początkowy koszt montażu może wynieść nawet kilkadziesiąt tysięcy złotych. O tym czym dokładnie jest pompa ciepła, jaka jest jej zasada działania oraz wynikające z tego zalety opowie poniższy artykuł.

Jaka jest zasada działania pompy ciepła?

Zasada działania pompy ciepła oparta jest o podstawowe zjawiska fizyczne. Urządzenie czerpie ciepło z jednego miejsca o niższej temperaturze i oddaje to ciepło w miejscu o wyższej temperaturze. Jak to działa? Ciepło samo z siebie przepływa tylko w tej sytuacji, jeśli występują różnice temperatur, tzn. ciepło płynie (często mówi się, że ucieka) z miejsca o niższej temperaturze do miejsca o wyższej temperaturze. W przypadku pompy ciepła jest odwrotnie.

Pompa ciepła - co to jest?

Taki odwrócony mechanizm przepływu ciepła nie jest czymś nowym, bo obecna dziś w każdym domu lodówka, to tak naprawdę nic innego jak pompa ciepła. Na podobnej zasadzie działają też coraz bardziej powszechne klimatyzatory. Pompa ciepła pobiera ciepło tam, gdzie temperatura jest niższa i oddaje je w miejscu, gdzie temperatura jest wyższa. Jak to jest możliwe?

Budowa pompy ciepła

W najprostszym układzie urządzenie to składa się z czterech elementów. Pierwszym z nich jest sprężarka, to do niej dociera chłodny gaz o niskim ciśnieniu. Kiedy zostaje on sprężany ciśnienie i temperatura odpowiednio rosną i w takiej postaci opuszcza on sprężarkę. Następnie gaz trafia do wymiennika ciepła, który nazywany jest skraplaczem. To tutaj następuje jego skroplenie. Dzięki temu procesowi gaz oddaje ciepło czynnikowi, który jest po drugiej stronie tego wymiennika. Następnie już schłodzona, skroplona ciecz trafia do tzw. zaworu dławiącego, w którym to obniża się ostatecznie jej ciśnienie. Na dalszym etapie chłodna ciecz trafia do parownika. By w tym wymienniku zostać z kolei podgrzaną ponownie do temperatury wrzenia i już jako gaz o niskim ciśnieniu trafić do sprężarki. Obieg się zamyka

Źródło górne, źródło dolne, czyli o szczegółach raz jeszcz

Rodzaj dolnego źródła ciepła, czyli miejsce, z którego jest ono pobierane determinuje wydajność całego urządzenia. Dolnym źródłem ciepła mogą być:

• powietrze;
• wody powierzchniowe;
• grunt;
• wody gruntowe;
• niskoparametrowe wody geotermalne;
• ścieki

Górne źródło ciepła to z kolei nic innego jak instalacja grzewcza, do której ciepło jest oddawane. Pompy zasilają tego typu instalacje w ramach:

• ogrzewania podłogowego;
• ogrzewania sufitowego;
• ogrzewania grzejnikowego niskotemperaturowego;
• podgrzewania ciepłej wody użytkowej, tzw. c.w.u

W praktyce, głównie ze względu na łatwość dostępu jako dolne źródło najczęściej wykorzystuje się powietrze i grunt. Co równie istotne dolne źródło powinno się zawsze charakteryzować możliwie dużą pojemnością cieplną, a jego energia powinna móc być szybko uzupełniana.

Jakie są rodzaje pomp ciepła?

Pompa ciepła gruntowa

Wykorzystuje energię skumulowaną w gruncie. Kolektory można rozkładać poziomo lub pionowo. Pionowe odwierty wymagają pozwolenia ze strony gminy i nie mogą przekraczać 100 m. Najczęściej mowa tutaj o głębokościach w zakresie od 60 do 100 m, przy czym w pierwsze kilka metrów nie są do końca efektywne.

Pompa ciepła powietrzna split

Źródłem ciepła jest tutaj powietrze, które pobiera agregat zewnętrzny. Układ chłodniczy jest podzielony na jednostkę zewnętrzną lub wewnętrzną, wymagają one rok rocznego przeglądu. ale z kolei nie ma konieczności montowania systemu przeciwzamrożeniowego

Pompa ciepła powietrzna monoblok

To nieskomplikowana budowa. Wszystkie elementy systemu chłodniczego są zlokalizowane w jednej jednostce zewnętrznej, która nie musi podlegać corocznym przeglądom. Cały układ jest napełniony przez producenta w fabryce, a jego hermetyczność praktycznie do zera minimalizuje ryzyko wycieku. Monoblock to również, szczególnie w niektórych przypadkach możliwość dużego oddalenia jednostki zewnętrznej od jednostki wewnętrznej.

Pompa ciepła wodna

Choć najbardziej skomplikowana w montażu może być ciekawym i skrojonym na miarę potrzeb i możliwości rozwiązaniem, zwłaszcza gdy na działce znajdują się zbiorniki wodne lub studnie głębinowe. Wody gruntowe mają zawsze dodatnią temperaturę, co podnosi zawsze wydajność pomp tego właśnie rodzaju.

Jakie są zalety pomp ciepła?

Przede wszystkim pompy ciepła wytwarzają 4 razy więcej energii niż jej pobierają. Dzieje się tak dlatego, że gros ciepła pochodzi wyłącznie ze źródeł naturalnych, skumulowanych w otoczeniu zewnętrznym. Odpowiednio dobrane i skonfigurowane do potrzeb i kubatury budynku mogą być praktycznie bezobsługowe i wszystko będzie się sprowadzać do okresowych przeglądów serwisowych. To nie kotły, a więc nic nie grozi wybuchem, nie śmierdzi i nie brudzi oraz nie emituje CO₂ i pyłów zawieszonych. Pompy są też urządzeniami łatwymi w montażu i to nie tylko w domach, ale też w budynkach wielorodzinnych.

Dofinansowanie na pompę ciepła

W 2022 roku rusza program „Moje ciepło”, ale swoim działaniem obejmie także już tegoroczne inwestycje – rozpoczęte po 1 stycznia 2021 roku. Poczynione założenia zakładają, że Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej dofinansuje do 30 proc. kosztów inwestycji, przy czym maksymalne dofinansowanie uzależniono od rodzaju pompy. Dotacja wyniesie 21 tys. zł w przypadku pompy gruntowej oraz 7 tys. zł w przypadku pompy powietrznej. To wreszcie program, który będzie dotyczył właścicieli nowych domów jednorodzinnych. Przewidziany budżet dla całości programu to 600 mln zł pochodzących z Funduszu Modernizacyjnego, ale uwaga! Nowo wybudowany budynek w pierwszym roku trwania „Mojego Ciepła” będzie musiał wykazać obniżony poziom zapotrzebowania na energię pierwotną w stosunku do wymaganego w przepisach aż o 10%. W 2022 roku ma to być dokładnie 63 kWh/m2 na rok, a w 2023 już nawet 55 kWh/m2 na rok.