Planując budowę domu, musimy podjąć kilka istotnych decyzji, w tym tę dotyczącą sposobu ogrzewania. Współcześnie jest bardzo wiele opcji i niejednokrotnie właściciele starszych budynków rezygnują z tradycyjnych metod grzewczych, takich jak np. piece węglowe, na rzecz ekologicznych i oszczędnych metod, w tym pomp ciepła. Zarówno w przypadku nowych, jak i starszych budynków konieczne jest wykonanie projektu inżynierskiego, na podstawie którego dobierane są poszczególne elementy pompy ciepła oraz rozkład całej instalacji.
Czym jest pompa ciepła?
Według najprostszej definicji pompa ciepła to niskotemperaturowe urządzenie grzewcze, wykorzystujące energię cieplną, zawartą w ziemi, wodzie lub powietrzu. Wyglądem pompa ciepła przypomina dużą skrzynkę, zajmującą powierzchnię o wielkości około 2m2. Urządzenie to może być wykorzystane do podgrzania wody użytkowej, a także do ogrzewania domów lub innych budynków, w których zostanie zamontowane. Do tego, by pompa ciepła działała, konieczne jest wykorzystanie energii elektrycznej. Można ją pobierać zarówno z sieci, jak i korzystając z energii wytwarzanej przez panele fotowoltaiczne.
Zapewne dla wielu osób zagadką pozostaje to, w jaki sposób pompa ciepła pobiera energię i przekazuje ją w inne miejsce. To, jak działa pompa ciepła wyjaśnia też Eco-Team, firma specjalizująca się w montażu tych urządzeń. My opowiemy o tym procesach jedynie pokrótce.
Jak działa pompa ciepła?
Każdy z nas dobrze wie, że gdy temperatura na zewnątrz spada, w naszych domach i mieszkaniach również niebawem zrobi się chłodniej. Zgodnie z prawami fizyki ciepło zawsze przemieszcza się zgodnie z kierunkiem zmian temperatury: od cieplejszego do chłodniejszego. Pompa ciepła natomiast jest urządzeniem, które potrafi tę zasadę odwrócić, powodując, że ciepło będzie przenoszone z przestrzeni chłodnej do ciepłej. Zasada wykorzystywana przez te urządzenia to efekt Joule’a-Thomsona.
Aby opisany powyżej proces mógł mieć miejsce, pompa ciepła musi składać się z trzech części:
- systemu źródła ciepła,
- pompy ciepła,
- systemu dystrybucji i przechowywania ciepła.
Zasady działania pompy ciepła
Cały proces, który zachodzi w pompie ciepła, można podzielić na trzy kroki:
- pobór ciepła,
- wykorzystanie ciepła,
- ogrzewanie.
Krok pierwszy polega na tym, że w dolnej części systemu, czyli w systemie źródła ciepła krąży ciecz (zazwyczaj jest to roztwór glikolu), która absorbuje ciepło z otoczenia (np. z gruntu lub wód gruntowych), będące następnie transportowane do pompy ciepła. Nieco inaczej jest w przypadku powietrznych pomp ciepła, które zasysają powietrze zewnętrzne przez wentylator, przekazując je bezpośrednio do pompy. Drugi krok, to proces zachodzący w samej pompie. Urządzenie to posiada obieg wypełniony gazowym czynnikiem chłodniczym, do którego przekazywana jest energia środowiska z pierwszego obiegu, co jest możliwe dzięki wykorzystaniu wymienników ciepła. Podgrzany czynnik chłodniczy, który zmienił swój stan skupienia na gazowy, transportowany jest do tzw. skraplacza, w którym oddaje ciepło. Stamtąd ciepło, które czynnik chłodniczy oddał w skraplaczu w trakcie skraplania, jest pobierane przez czynnik grzewczy (zwykle wodę) krążący w instalacji grzewczej i kieruje go do systemu dystrybucji (np. grzejników).