Pompa ciepła

Pompa ciepła

Pompa ciepła to niskotemperaturowe urządzenie grzewcze wykorzystujące energię cieplną, której ogromne ilości znajdują się w naturalnych pokładach ziemi, powietrza i wody. Jego zasada działania oparta jest na typowych przemianach fizycznych, które zachodzą w urządzeniu: parowaniu, sprężaniu skraplaniu oraz rozprężaniu.
Elementy pompy ciepła tworzą zamknięty układ, wewnątrz którego krąży ekologiczny czynnik roboczy podlegający ciągłym przemianom z postaci ciekłej na gazową i odwrotnie powodując przepływ energii cieplnej ze źródła dolnego do górnego.
Dolnym źródłem ciepła może być grunt, w którym umieszczane są kolektory płaskie, spiralne lub sondy, woda, powietrze oraz np. ścieki. Źródło górne stanowi instalacja grzewcza.

Jak działa pompa ciepła?
W wymienniku ciepła zwanym parownikiem czynnik roboczy w postaci mieszaniny cieczy i gazu ulega procesowi odparowania. Odbiera w ten sposób energię cieplną z dolnego źródła. Następnie czynnik zassany zostaje w postaci pary o niskim ciśnieniu do sprężarki, gdzie wzrasta jego ciśnienie oraz temperatura.
Kolejnym elementem obiegu, do którego trafia czynnik w postaci gazowej, jest wymiennik ciepła zwany skraplaczem. Gorący i sprężony czynnik oddaje tu energię cieplną do źródła górnego, co powoduje jego skroplenie. Na drodze do parownika czynnik napotyka zawór rozprężny – jest to ostatni z elementów zamykający obieg termodynamiczny, który racjonuje ilość czynnika trafiającą do parownika. Procesowi temu towarzyszy obniżenie ciśnienia oraz temperatury czynnika. W ten sposób czynnik krąży w obiegu termodynamicznym zapewniając cykliczność pracy pompy ciepła.

Rodzaje pomp ciepła
Do najczęściej spotykanych pomp ciepła należą pompy ciepła typu solanka-woda. Pozostałe dwa rodzaje to: powietrze-woda i woda-woda (najrzadziej stosowane pompy z tzw. bezpośrednim odparowaniem zostały w niniejszym artykule pominięte).
Każda z trzech typów pomp działa tak samo w obiegu tzw. górnego źródła, czyli prościej mówiąc – instalacji centralnego ogrzewania. Wszystkie rodzaje pomp wykorzystują wodę jako medium grzewcze w górnym źródle i stąd jeden człon nazwy typu urządzenia to woda. Różnią się natomiast te urządzenia medium i źródłem energii wykorzystywanym w tzw. dolnym źródle, czyli obiegu dostarczającym energię do pompy.
Pompy typu woda-woda wykorzystują jako dolne źródło podziemne cieki wodne. Pompa pobiera wodę z jednej studni i zrzuca do drugiej oddalonej min. o 15 m w kierunku cieku wodnego. Rozwiązanie takie wymaga przede wszystkim dostępności cieków podwodnych o odpowiedniej wydajności (pompa o mocy 8 kW przepompowuje ok. 2 m3 wody na godzinę). Poza tym wydajność cieku nie może się zmienić na przestrzeni okresu, na który przewidziane jest działanie pompy, a więc 25-30 lat. Jeszcze jeden powód czyni stosowanie pomp woda-woda nieatrakcyjnym: przepływająca przez pompę woda jest zmineralizowana, co powoduje szybką korozję i uszkadzanie elementów, z którymi się styka. Nie występuje tu zjawisko, które jest charakterystyczne dla instalacji centralnego ogrzewania – tam krąży cały czas ta sama woda, która szybko wytrąca minerały i staje się neutralna dla elementów instalacji. Z powyższych powodów nasza firma nie zajmuje się montażem pomp ciepła typu woda-woda i nie zaleca ich stosowania.
Pompy typu powietrze-woda wykorzystują powietrze zewnętrzne jako źródło energii. Takie urządzenia działają doskonale, gdy temperatura zewnętrzna wynosi powyżej -5oC. Wtedy osiągnięcie temperatury w obiegu centralnego ogrzewania na poziomie +35 oC jest możliwe i efektywne. Przy temperaturach poniżej -5 oC sprawność pompy powietrze-woda gwałtownie spada. Uzyskanie w centralnym ogrzewaniu +35 oC jest możliwe, ale dużo mniej efektywne. Wskaźnik COP, który określa stosunek energii uzyskanej z dolnego źródła do energii elektrycznej potrzebnej do jej uzyskania spada. I dochodzi do sytuacji, gdy pompa grzeje głównie prądem, co oczywiście wpływa na koszty eksploatacyjne.
Najbardziej efektywnym rozwiązaniem są pompy ciepła typu solanka-woda woda (lub glikol-woda). W tym rozwiązaniu do pompy jest dostarczana energia słoneczna skumulowana w ziemi. Stosuje się dwa typy tzw. wymienników: pionowe i poziome. Wymienniki pionowe to odwierty o głębokości do 150 m, w których umieszcza się sondę w postaci rury z tworzywa w kształcie wąskiej i długiej litery „U”. W przypadku domów jednorodzinnych stosuje się dwa lub trzy takie odwierty. Wymienniki poziome (kolektory) to ułożone poziomo na głębokości ok. 1,5 m pętle z rury z tworzywa sztucznego. Długość takiej pętli to maksymalnie 125/150 m, a ich ilość zależy od zapotrzebowania domu na ciepło i waha się od 4 do 10 m. Pompy solanka-woda wykorzystują fakt, że temperatura ziemi poniżej 1,5 m jest w przybliżeniu stała i wynosi 7-8 oC. To pozwala na uzyskanie temperatury krążącego czynnika (najczęściej roztworu glikolu) na poziomie około +4 oC, co dla pompy jest bardzo efektywne. Pompa za pomocą sprężarki podnosi temperaturę do +35 oC przy bardzo dobrej efektywności (współczynnik COP – 4,0). Pompy ciepła typu solanka-woda są w tej chwili chwili najbardziej efektywnymi i stabilnymi urządzeniami wykorzystującymi energię odnawialną do celów grzewczych. Dlatego też Rekuperatory.pl proponują Państwu to rozwiązanie w połączeniu instalacją centralnego ogrzewania podłogowego.
Instalacja górnego źródła, centralnego ogrzewania
Pompy ciepła to urządzenia pracujące najefektywniej na tzw. niskim parametrze, tzn. na niskiej temperaturze czynnika w obiegu centralnego ogrzewania. Za niską temperaturę uważa się temperaturę do +35 oC. W takim trybie pracy współczynnik COP pompy jest najwyższy. Pompa oczywiście może podgrzać czynnik do wyższej temperatury (nawet +55 oC), ale wtedy współczynnik COP znacząco spada. Dlatego też najlepiej współpracują z pompą ciepła niskotemperaturowe systemy ogrzewania. Do takich systemów należą tzw. systemy ogrzewania płaszczyznowego, czyli podłogowe, ścienne lub sufitowe oraz niektóre systemy ogrzewania grzejnikowego. Grzejniki w domach jednorodzinnych są najczęściej dobierane przez projektantów na temperatury 70/50, tzn. temperatura zasilania wychodząca z urządzenia grzewczego wynosi 70 oC, a temperatura powrotu do urządzenia wynosi 50 oC.
Aby taka instalacja dobrze współpracowała z pompą ciepła należy dokonać przeliczenia mocy (wielkości) grzejników na parametry 35/28. W praktyce oznacza to znaczne powiększenie mocy grzejników nawet kilkukrotnie. A więc trzeba się liczyć z grubymi (3 panele) i dużymi grzejnikami wiszącymi na ścianach. Z tego powodu najchętniej i najczęściej wybieranym systemem centralnego ogrzewania współpracującym z pompą ciepła jest ogrzewanie płaszczyznowe – podłogowe. Dlatego też proponujemy Państwu instalację centralnego ogrzewania w tym systemie z możliwością dodania kilku grzejników drabinkowych w łazienkach. Nie będą one zbyt mocno grzały (ale również nie ma takiej potrzeby), ale doskonale spełnią funkcję suszarki.
Instalacja centralnego ogrzewania jest jedną z najważniejszych w domu. Szczególnie ogrzewanie podłogowe wymaga dokładności an etapie projektowania i realizacji. O ile błędy w instalacji grzejnikowej można naprawić (np. wymieniając grzejnik na większy), to błędy w instalacji ogrzewania podłogowego są prawie niemożliwe do korekty (nie licząc całkowitego skucia posadzki i ułożenia na nowo).

Cena 15000-45000 zł

Comments are closed.