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.