Pompa ciepła to urządzenie przeznaczone do zasilania w ciepło instalacji centralnego ogrzewania (c.o.) i/lub podgrzewania ciepłej wody użytkowej (c.w.u.). W domowej instalacji grzewczej pełni taką samą rolę, jak kocioł węglowy, gazowy czy elektryczny, wykorzystuje zaś ciepło zmagazynowane w ziemi, wodzie lub powietrzu oraz energię elektryczną. Nazwa pompa ciepła obrazuje w poglądowy sposób zasadę działania urządzenia: służy ono do przetłaczania darmowej energii cieplnej, dostępnej w naszym otoczeniu, do wnętrza budynku (czy też zasobnika c.w.u.).
Pompy ciepła zdobywają popularność z powodów:
- ekonomicznych – koszty ogrzewania budynku i przygotowania ciepłej wody użytkowej są nawet o połowę niższe, niż przy użyciu gazu ziemnego (nie mówiąc o oleju opałowym czy gazie płynnym);
- eksploatacyjnych – pompa ciepła jest bezobsługowa, nie wymaga komina, wykonywania przyłącza gazowego ani składowania opału w jakiejkolwiek postaci. Ponadto nie ma mowy o zagrożeniach związanych z nieszczelnościami w instalacji gazowej czy z otwartym ogniem;
- ekologicznych – większość energii, dostarczanej przez pompę do domowej instalacji grzewczej, to energia odnawialna, pozyskana z otaczającego budynek środowiska (do którego zresztą szybko wraca).
Przepływ powietrza z miejsca zimniejszego do cieplejszego
Nie ma w tym nic tajemniczego, naukowe podstawy techniki chłodniczej opracowano jeszcze w XIX wieku, a od dziesięcioleci wszyscy korzystają z urządzenia zwanego lodówką, która też przecież przepompowuje ciepło z miejsca, gdzie jest zimniej, do cieplejszego otoczenia.
Oto zasada funkcjonowania obiegu chłodniczego: oziębiony czynnik chłodniczy wpływa do pierwszego wymiennika ciepła, zwanego parownikiem, gdzie na skutek ogrzania paruje, pobierając tym samym ciepło. Para o podwyższonej temperaturze trafia do sprężarki napędzanej energią elektryczną. Przyrostowi ciśnienia towarzyszy wzrost temperatury czynnika chłodniczego (nawet do 90°C), który w postaci tzw. przegrzanej pary wpływa do drugiego wymiennika ciepła, zwanego skraplaczem. Tam dochodzi do kondensacji pary, w wyniku której wydziela się ciepło. Ochłodzony już czynnik w postaci ciekłej trafia do zaworu rozprężnego (rozprężającego), w którym następuje gwałtowny spadek temperatury i ciśnienia czynnika. Potem trafia on do parownika i cykl się zamyka.
System grzewczy oparty na pompie ciepła składa się z trzech obiegów, z których środkowy to jakby agregat chłodniczy, tylko o znacznie większej mocy, niż te wykorzystywane w lodówkach. Zadaniem pierwszego obiegu jest dostarczanie do parownika ciepła rozproszonego w ziemi, wodzie lub powietrzu – w obiegu tym krąży zazwyczaj wodny roztwór glikolu (ochrona przed zamarzaniem). Pompa ciepła przekazuje ciepło do skraplacza, skąd odbiera je woda krążą ca w trzecim obiegu, zaopatrującym dom w ciepło (grzejniki lub podłogówka).
fot. Stiebel Eltron
