Jak działa pompa ciepła?

Jak działa pompa ciepła?

Pompa ciepła to urządzenie grzewcze stosowane coraz częściej w nowych budynkach jako alternatywa dla tradycyjnych kotłów na paliwa stałe czy gaz. Jest ona stosowana szczególnie często w domach jednorodzinnych. Jak działają pompy ciepła w domu? Co warto wiedzieć o pracy tych urządzeń? Sprawdź, czytając poniższy tekst.

Czym jest pompa ciepła?

Czym jest pompa ciepła?

Pompa ciepła jest urządzeniem grzewczym, które pobiera energię cieplną zgromadzoną w powietrzu, gruncie lub wodzie, aby następnie dostarczyć ją w odpowiedniej temperaturze do instalacji grzewczej. Do pracy potrzebuje ona zasilania w energię elektryczną przeznaczoną głównie do napędzania części mechanicznych, które odpowiadają za prawidłowy przebieg procesów termodynamicznych. Każda pompa ciepła składa się z kilku istotnych elementów pełniących określone funkcje. Są to:

  • wymiennik ciepła (parownik);
  • sprężarka;
  • zawór rozprężny;
  • wymiennik ciepła (skraplacz);

Zarówno ogólny schemat budowy, jak i zasada działania pompy ciepła są zawsze takie same, choć urządzenia różnią się od siebie pod wieloma względami. Przede wszystkim wyróżnia się trzy typy pomp ciepła ze względu na dolne źródło zasilania. Są to pompy ciepła:

  • gruntowe - nazywane również pompami ciepła solanka – woda. Nazwa ta wzięła się od czynnika roboczego, jaki pierwotnie stosowano w tych pompach ciepła, a był nim roztwór wody i soli, czyli solanka;
  • powietrzne – pompy ciepła, których dolne źródło stanowi powietrze obecne na zewnątrz budynku;
  • wodne – te urządzenia wykorzystują jako dolne źródło naturalne zbiorniki wodne, np. stawy, lub specjalnie wybudowany system studni.

Pompa ciepła – zasada działania

Ogrzewanie wnętrza domu przy wykorzystaniu ciepła z powietrza, gruntu lub wody o niskiej temperaturze wydaje się sprzeczne z logiką, jednak są to tylko pozory. W rzeczywistości pompa ciepła, transportując energię z zewnątrz do wewnątrz, wykorzystuje naturalnie występujące zjawiska fizyczne.

Na jakiej zasadzie działa pompa ciepła? W każdym takim urządzeniu grzewczym, w obiegu zamkniętym krąży specjalnie dobrany czynnik roboczy. W wymienniku ciepła (parowniku) czynnik odbiera energię z dolnego źródła urządzenia (powietrze, ciepło gruntu, woda), paruje, a następnie przekazywany jest on do sprężarki. W sprężarce następuje proces podniesienia ciśnienia czynnika i jego temperatury– ogrzany czynnik przedostaje się do kolejnego wymiennika ciepła – skraplacza i tu oddaje energię cieplną obiegowi górnego źródła. Po oddaniu ciepła ochłodzony czynnik przedostaje się do zaworu rozprężnego, w którym jego ciśnienie i temperatura podlegają dalszemu obniżeniu. Czynnik trafia ponownie do parownika i cały cykl powtarza się.

Zobacz film jak działa pompa ciepła

Zobacz film

Jak działa pompa ciepła gruntowa?

Zasada działania gruntowej pompy ciepła opiera się na tym samym schemacie, jak praca każdej pompy ciepła. Jej charakterystyczną cechą jest natomiast dolne źródło, które może przyjąć jedną z dwóch postaci.

Gruntowy kolektor poziomy

Jest to system rur, w których najczęściej czynnikiem odbierającym ciepło z gruntu jest roztwór wodny glikolu o niskiej temperaturze zamarzania (około -14°C). Rury ułożone są poziomo na stosunkowo niewielkiej głębokości pod ziemią (około 1,5–2 m).

Zaletą kolektora poziomego jest dość niski koszt instalacji, natomiast jego wadą – konieczność zapewnienia kilkuset metrów kwadratowych wolnej powierzchni, której nie można zagospodarować, sadząc drzewa czy większe krzewy albo układając kostkę brukową czy inne sztuczne nawierzchnie.

Gruntowy kolektor pionowy

Kolektory pionowe wymagają wykonania około 100-metrowych (a przez to kosztownych) odwiertów. Warto nadmienić, że zgodnie z ustawą Prawo geologiczne i górnicze, na odwierty głębsze niż 30 m należy uzyskać zgodę po przedłożeniu i zatwierdzeniu projektu robót geologicznych, co naturalnie zwiększa koszty przedsięwzięcia.

Zaletą kolektorów pionowych jest jednak dostęp do wysokiej temperatury gruntu, która osiąga na tej głębokości nawet 10˚C, a także możliwość zastosowania ich na niewielkiej działce – wystarczy kilkadziesiąt metrów kwadratowych wolnej powierzchni. Warto podkreślić, że grunt nad kolektorami pionowymi można zagospodarować dowolnie.

Jak działa pompa ciepła powietrzna

Powietrzne pompy ciepła

Powietrzne pompy ciepła są łatwe w montażu i tańsze niż ich gruntowe odpowiedniki. Nie wymagają one montażu dodatkowych instalacji dolnego źródła, ponieważ czerpią energię bezpośrednio z powietrza.

Górnym źródłem powietrznej pompy ciepła jest ogrzewanie nadmuchowe lub wodna instalacja grzewcza. W klimacie umiarkowanym pompy ciepła typu powietrze – powietrze stosuje się wyłącznie w obiektach, w których nie ma potrzeby ciągłego ogrzewania. Nie instaluje się ich w budynkach mieszkalnych, ponieważ system ogrzewania z ich zastosowaniem odznacza się niewielką bezwładnością. Pomieszczenia szybko się nagrzewają, ale także szybko stygną, co w naszym klimacie nie pozwala na efektywne ogrzewanie.

Coraz częściej montuje się natomiast pompy ciepła typu powietrze – woda. Jak działa pompa ciepła tego rodzaju? Bardzo podobnie jak typowa pompa gruntowa, pobiera jednak energię z powietrza znajdującego się na zewnątrz, a przy niskich temperaturach i spadku efektywności – podgrzewa czynnik za pomocą elektrycznej grzałki.

Jak działa pompa ciepła wodna

Wodne pompy ciepła

Wodne pompy ciepła są rozwiązaniem spotykanym bardzo rzadko. Wymagają albo budowania systemu studni, co znacznie podwyższa koszty inwestycji, albo działki z naturalnym lub sztucznym zbiornikiem wodnym, który dodatkowo usytuowany będzie w odpowiedniej odległości od budynku.

Zaletą takiego rozwiązania jest stała i stosunkowo wysoka w okresie zimowym temperatura dolnego źródła. Jednak w związku ze specyficznymi wymaganiami montaż pomp wodnych opłacalny jest w niewielu przypadkach.

Jak działa pompa ciepła do c.w.u.

Pompy ciepła do c.w.u

Jak działa pompa ciepła przeznaczona do podgrzania wody użytkowej? Dostępne na rynku pompy ciepła do c.w.u. to urządzenia typu powietrze – woda.

Można wybrać spośród modeli, które pobierają powietrze z zewnątrz, z wewnątrz budynku, jak również i z zewnątrz, i z wewnątrz. Urządzenia, które pobierają powietrze z wewnątrz, należy instalować w pomieszczeniach technicznych lub innych nieużytkowych przestrzeniach, takich jak pralnie, piwnice itp. Nie warto montować ich np. w łazienkach, ponieważ pobierają ciepłe powietrze i oddają chłodne, oziębiając pomieszczenie.

Poza wariantem poboru powietrza wyróżnić można dodatkowo pompy ciepła z zasobnikiem i bez. Te drugie mają mniejsze wymiary i warto je wybrać, jeśli posiadamy już zasobnik i nie zamierzamy go wymieniać.

Jak działa pompa ciepła – podsumowanie

Jak działa pompa ciepła – podsumowanie

Pompa ciepła jest nowoczesnym, ekologicznym rozwiązaniem, które wykorzystuje do pracy energię zgromadzoną w gruncie, wodzie lub powietrzu.
Zasilanie z własnej fotowoltaiki jeszcze bardziej obniża i tak niski ślad węglowy, sprawiając, że urządzenie jest najbardziej ekologicznym ze źródeł ciepła stosowanych obecnie w nowo budowanych domach jednorodzinnych.

Dowiedz się więcej
Pompa ciepła – Najważniejsze informacje
Pompa ciepła – Najważniejsze informacje

Więcej

Powietrzna pompa ciepła – kompletny przewodnik
Powietrzna pompa ciepła – kompletny przewodnik

Więcej

Pompa ciepła w starym domu – czy się opłaca?
Pompa ciepła w starym domu – czy się opłaca?

Więcej

Co to jest pompa ciepła?
Co to jest pompa ciepła?

Więcej

Pompa ciepła gruntowa – wszystko, co musisz o niej wiedzieć!
Pompa ciepła gruntowa – wszystko, co musisz o niej wiedzieć!

Więcej

Dofinansowanie do pompy ciepła – Dostępne opcje
Dofinansowanie do pompy ciepła – Dostępne opcje

Więcej

Jak działa pompa ciepła powietrzna?
Jak działa pompa ciepła powietrzna?

Więcej

Jaka pompa ciepła do Twojego domu? Sprawdź!
Jaka pompa ciepła do Twojego domu? Sprawdź!

Więcej

Jak działa ogrzewanie pompą ciepła?
Jak działa ogrzewanie pompą ciepła?

Więcej

Zrównoważony styl życia? To proste!
Zrównoważony styl życia? To proste!

Więcej

Jak ogrzewać dom zgodnie z prawem?
Jak ogrzewać dom zgodnie z prawem?

Więcej

Pompy ciepła - rewolucja w ogrzewaniu

Więcej

Dla kogo pompa ciepła?

Więcej

Pompy ciepła a fotowoltaika

Więcej

Szukasz pompy ciepła? Z partnerami Bosch to łatwe.
Szukasz pompy ciepła?
Z partnerami Bosch to łatwe!

Bosch Termotechnika ściśle współpracuje z instalatorami oferując im wsparcie m.in. w Programie Green Hero. Firmy posługujące się tym znakiem są kompetentne w zakresie doradztwa i instalacji ekologicznych rozwiązań grzewczych.

Znajdź Green Hero w swojej okolicy