Pompa ciepła - ciepło z gruntu, wody i powietrza
Pompa ciepła umożliwia wykorzystanie do ogrzewania domu darmowej energii czerpanej ze środowiska - z gruntu, wody lub powietrza. Przekazywanie ciepła z zimnego otoczenia do instalacji grzewczej, w której temperatura jest wyższa (czyli z tak zwanego dolnego do górnego źródła ciepła), jest możliwe dzięki doprowadzeniu do pompy energii napędowej. W powszechnie stosowanych sprężarkowych pompach ciepła jest to energia elektryczna napędzająca sprężarkę. Sama pompa nie wytwarza ciepła, jeśli nie liczyć niewielkiej jego ilości powstającej podczas pracy sprężarki.
Zwiększenie temperatury płynu pośredniczącego w wymianie ciepła, nazywanego czynnikiem roboczym, następuje w wyniku przemian termodynamicznych zachodzących w pompie zgodnie z zasadą tak zwanego parowego obiegu Lindego – tą samą, na której opiera się działanie popularnych chłodziarek i klimatyzatorów. Urządzenie wykorzystuje zjawisko pobierania ciepła w niskiej temperaturze podczas odparowywania płynu, a następnie, po sprężeniu pary, skraplania z oddawaniem ciepła.
Typowa sprężarkowa pompa ciepła składa się przede wszystkim z dwóch wymienników ciepła – parownika i skraplacza – oraz ze sprężarki i zaworu rozprężnego. Wszystkie te elementy połączone są rurami, w których krąży czynnik roboczy.
Typy pomp ciepła
Te najczęściej stosowane do ogrzewania domów można sklasyfikować w zależności od sposobu pozyskiwania ciepła i przekazywania go do pomieszczeń na urządzenia typu:
- solanka/woda – odbierają ciepło z gruntu za pomocą wymiennika gruntowego, w którym krąży trudno zamarzający roztwór glikolu (nazywany solanką), pośredniczący w wymianie ciepła między gruntem a czynnikiem roboczym pompy. Ciepło ze skraplacza ogrzewa wodę zasilającą instalację centralnego ogrzewania;
- bezpośrednie parowanie/woda – gruntowy wymiennik ciepła jest jednocześnie parownikiem pompy, a więc w ułożonych w ziemi rurach krąży czynnik roboczy, który w nich odparowuje. Dzięki wyeliminowaniu roztworu glikolu i dodatkowego wymiennika pośredniczącego w wymianie ciepła uzyskuje się większą sprawność systemu. Ciepło ze skraplacza ogrzewa wodę zasilającą instalację centralnego ogrzewania;
- bezpośrednie parowanie/bezpośrednie skraplanie – gruntowy wymiennik ciepła jest jednocześnie parownikiem pompy, a instalacja grzewcza (wodne ogrzewanie podłogowe) jest skraplaczem. Ani w wymienniku gruntowym, ani w instalacji grzewczej nie ma płynu pośredniczącego w wymianie ciepła, dzięki temu efektywność tej pompy jest największa;
- woda/woda – parownik pompy jest ogrzewany wodą czerpaną ze studni, rzeki lub jeziora. Ciepło ze skraplacza ogrzewa wodę zasilającą instalację centralnego ogrzewania;
- powietrze/woda – parownik pompy jest ogrzewany powietrzem. Ciepło ze skraplacza ogrzewa wodę zasilającą instalację centralnego ogrzewania;
- powietrze/powietrze – parownik pompy jest ogrzewany powietrzem. Ciepło ze skraplacza ogrzewa powietrze nawiewane do pomieszczeń;
- woda/powietrze – parownik pompy jest ogrzewany wodą. Ciepło ze skraplacza ogrzewa powietrze nawiewane do pomieszczeń.
