Zasady działania pomp ciepła

Pompy ciepła to urządzenia, które są w stanie pobrać energię odnawialną i podnieść jej temperaturę, by mogła być bezpośrednio używana do ogrzewania. Energią odnawialną jest tu ciepło pochodzące z otoczenia, a więc z gruntu, wody lub powietrza. Mówimy o odnawialności, ponieważ ciepło ma zdolność do regeneracji – w uproszczeniu: otoczenie nagrzewa się dzięki ciepłu, które daje mu słońce. W naszym wpisie przyjrzymy się zasadom działania pomp ciepła.

Najpopularniejsze pompy i źródło ciepła

Najpopularniejsze i najbardziej rozwinięte technicznie pompy ciepła to pompy sprężarkowe elektryczne (podobnie działają pompy sprężarkowe spalinowe – różnica tkwi w silniku). Pompa ciepła wykorzystuje właściwości czynnika roboczego, którym jest specjalny płyn wypełniający wewnętrzną instalację, krążący w obiegu. Może dzięki niemu wykorzystać niskotemperaturową energię słoneczną, która jest zakumulowana w gruncie i wodach podziemnych – to tzw. dolne źródło ciepła. Górnym źródłem ciepła nazywamy elementy, które docelowo ogrzewają obiekt.

Jak działa układ pompy ciepła?

W skład podstawowego układu z pompą ciepła wchodzi wymiennik pozyskujący ciepło ze środowiska (parownik), sprężarka, wymiennik oddający ciepło do instalacji (skraplacz) i zawór rozprężny. Czynnik roboczy w obiegu musi być na tyle zimny, by „przejąć” ciepło z otoczenia. Trafia więc najpierw do parownika, odparowuje i pobiera ciepło. W kolejnym etapie trafia do sprężarki, która zwiększa jego temperaturę i ciśnienie. Dalej czynnik roboczy w postaci gazu trafia do skraplacza, zmienia stan skupienia i oddaje energię do instalacji grzewczej. Wspomniany zawór rozprężny służy nam do regulacji temperatury oraz ciśnienia. Gdy czynnik roboczy odda energię w postaci ciepła, wraca do parownika i proces obiegu rozpoczyna się ponownie.

Efektywność i oszczędność energii

Pompy ciepła to urządzenia o wysokiej efektywności energetycznej, co przekłada się na oszczędności w kosztach ogrzewania. Efektywność pompy ciepła można ocenić za pomocą współczynnika COP (Coefficient of Performance), który pokazuje, ile jednostek energii cieplnej uzyskujemy z jednostki energii elektrycznej zużytej przez sprężarkę. Im wyższy współczynnik COP, tym większa efektywność pompy ciepła. Warto dodać, że pompy ciepła są przyjazne dla środowiska, ponieważ wykorzystują odnawialne źródła energii i emitują znacznie mniej dwutlenku węgla niż tradycyjne systemy grzewcze.

Rodzaje pomp ciepła

W zależności od źródła ciepła, które wykorzystują, wyróżniamy różne rodzaje pomp ciepła. Pompy gruntowe pobierają ciepło z gruntu, wykorzystując pionowe lub poziome kolektory ziemne. Pompy powietrzne natomiast korzystają z ciepła zawartego w powietrzu zewnętrznym. Pompy wodne pozyskują energię z wód gruntowych lub powierzchniowych, jak rzeki czy jeziora. Wybór odpowiedniego rodzaju pompy ciepła zależy od warunków lokalnych i możliwości technicznych.

Dofinansowanie i wsparcie

W Polsce istnieje możliwość uzyskania dofinansowania na instalację pomp ciepła, co może znacznie obniżyć koszty inwestycji. Dofinansowanie może być udzielane w ramach różnych programów, takich jak program Czyste Powietrze czy Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Warto sprawdzić dostępne opcje wsparcia finansowego przed podjęciem decyzji o inwestycji w pompę ciepła.

Podsumowując, pompy ciepła to nowoczesne i efektywne rozwiązanie grzewcze, które wykorzystuje odnawialne źródła energii. Ich zastosowanie przyczynia się do oszczędności energetycznych oraz ograniczenia emisji szkodliwych substancji do atmosfery. Wybór odpowiedniego rodzaju pompy ciepła zależy od warunków lokalnych i możliwości technicznych. Warto również sprawdzić dostępne formy dofinansowania, które mogą znacznie obniżyć koszty inwestycji.