Nie da się mieszkać komfortowo w dusznym pomieszczeniu. Zależność odczucia duszności od temperatury i wilgotności (wykres obok) pokazuje, jak ważna jest klimatyzacja. A jeśli wierzyć w prognozy globalnego ocieplenia, potrzeba chłodzenia pomieszczeń w lecie stanie się wkrótce nie mniej ważna niż ogrzewanie w zimie. Obie te funkcje – ogrzewanie i chłodzenie – doskonale spełnia pompa ciepła.
Zwykle funkcja chłodzenia kojarzona jest z pompami ciepła powietrze-powietrze, nazywanymi odwracalnymi ze względu na możliwość zmiany kierunku transferu ciepła z zewnątrz do pomieszczenia (ogrzewanie) lub odwrotnie (chłodzenie). Jest zresztą sprawą sporną, czy tego rodzaju urządzenia zaliczać do pomp ciepła (co do zasady działania są to bez wątpienia pompy ciepła), czy też do klimatyzatorów. Na ogół w krajach północnych (Szwecja, Norwegia, Finlandia), gdzie funkcja grzania jest ważniejsza niż funkcja chłodzenia, zalicza się te urządzenia do pomp ciepła, natomiast w krajach południowej Europy, gdzie używane są głównie do chłodzenia, są zaliczane do klimatyzatorów.
1 Podział europejskiego rynku pomp ciepła ze względu na rodzaj źródła ciepła
2 Podział europejskiego rynku pomp ciepła definiowanych zwykle jako przeznaczonych wyłącznie do ogrzewania, choć na ogół są wyposażone w opcjonalny moduł do chłodzenia
W statystykach europejskiego rynku pomp ciepła odwracalne pompy powietrzepowietrze (reversible) dominują 1. Pozostałe pompy ciepła 2, w których źródło górne stanowi nie powietrze, lecz woda (w instalacji c.o. lub c.w.u.), są zwykle definiowane jako służące wyłącznie do ogrzewania. Jednak nie jest to prawda, gdyż te pompy ciepła też mogą służyć do chłodzenia, jeśli są wyposażone w opcjonalne rozwiązania przełączania funkcji. Mogą to być dwa rodzaje rozwiązań, nazywane chłodzeniem aktywnym lub pasywnym.
Chłodzenie aktywne
3 Schemat działania odwracalnej pompy ciepła w trybie: ogrzewania (a), chłodzenia (b)
Każda pompa ciepła teoretycznie nadaje się zarówno do ogrzewania, jak i chłodzenia. Przecież pompa ciepła to lodówka, tyle że pracująca w odwrotnej funkcji. Dokonajmy zatem odwrócenia funkcji pompy ciepła i uzyskamy chłodziarkę. Pompy ciepła mogą więc służyć zarówno jako źródła ciepła, jak też jako chłodziarki. Aby wykorzystać pompę ciepła do chłodzenia pomieszczeń, wystarczy odwrócić zarówno kierunek tłoczenia sprężarki, jak i zawór rozprężający, zmieniając tym samym kierunek przepływu czynnika chłodniczego i, oczywiście, kierunek przepływu ciepła. Można to zrealizować według schematu odwracalnej pompy ciepła, pokazanego na rys. 3, przy czym w układzie 3a pompa pracuje w trybie ogrzewania, a w układzie 3b – w trybie chłodzenia.
W obiegu czynnika chłodniczego sprężarkę podłączono przez zawór czterodrożny, który pozwala odwracać kierunek jej włączenia. Dołączono też równolegle do zaworu rozprężającego drugi identyczny zawór, lecz skierowany w przeciwną stronę. Zawór trójdrożny pozwala włączyć w obwód jeden z dwóch zaworów rozprężających. W trybie ogrzewania 3a sprężarka tłoczy gazowy czynnik chłodniczy do wymiennika ciepła systemu grzewczego (c.o. i c.w.u.). W wymienniku czynnik skrapla się, oddając ciepło do systemu grzewczego.
Przez przełączenie zaworu czterodrożnego sprężarka działa w kierunku przeciwnym, zatem skraplacz i parownik zamieniają się rolami 3b, i ciepło jest odbierane (parownik) z systemu grzewczego, schładzając jego czynnik (np. wodę w instalacji podłogowej, nazywaną w tym trybie pracy wodą lodową). Następnie to ciepło jest oddawane przez wymiennik (skraplacz) do układu dolnego źródła (np. do solanki w kolektorze gruntowym). Oczywiście, odwrócony jest też kierunek włączenia zaworu rozprężającego.
W trybie ogrzewania pompa ciepła ma trochę większą moc i sprawność niż w trybie chłodzenia. Wynika to stąd, że energia elektryczna pobierana przez sprężarkę zamienia się w ciepło, które w trybie ogrzewania dodaje się do ciepła pobieranego z dolnego źródła. W trybie chłodzenia ta dodatkowa energia cieplna również powstaje w sprężarce, pogarszając jednak w tym przypadku bilans chłodzenia.
Praktycznie każdy producent ma w swojej ofercie pompy ciepła odwracalne lub jest w stanie zaoferować taką pompę na zamówienie. Jednak pompa ciepła z opcją chłodzenia jest droższa nawet o 30%, mimo że tryb chłodzenia uzyskuje się przez niewielkie zmiany konstrukcyjne i programowe.
