Jak działa pompa ciepła?

10 grudnia 2024 Agata Kozłowska
Artykuł z kategorii: Budowa domu, Pompy ciepła

Pompa ciepła to nowoczesne i ekologiczne urządzenie, które wykorzystuje energię z otoczenia do ogrzewania lub chłodzenia budynków, a także do podgrzewania wody użytkowej. Dzięki swojej wysokiej efektywności energetycznej, pompa ciepła staje się coraz popularniejszym rozwiązaniem w domach jednorodzinnych, budynkach wielorodzinnych i obiektach komercyjnych. Oto szczegółowe omówienie zasady jej działania, rodzajów pomp ciepła oraz korzyści płynących z ich stosowania.

Zasada działania pompy ciepła

Pompa ciepła działa na zasadzie przemiany energii cieplnej, która polega na pobieraniu ciepła z otoczenia – z powietrza, wody lub gruntu – i przekształcaniu go w energię, która może być użyta do ogrzewania wnętrz budynku lub wody użytkowej. Proces ten przebiega w czterech głównych etapach:

Parowanie:
- Czynnik chłodniczy o niskiej temperaturze i ciśnieniu przepływa przez parownik, gdzie odbiera ciepło z otoczenia (powietrza, wody, gruntu).
- W wyniku absorpcji ciepła czynnik zmienia stan skupienia z cieczy na gaz.
Sprężanie:
- Gazowy czynnik chłodniczy trafia do sprężarki, gdzie jego ciśnienie i temperatura rosną. Sprężarka jest zasilana energią elektryczną, co pozwala na zwiększenie efektywności procesu.
Skraplanie:
- W wysokiej temperaturze i ciśnieniu gaz przechodzi do skraplacza, gdzie oddaje ciepło do obiegu grzewczego (np. wody w instalacji centralnego ogrzewania).
- Gaz zmienia stan skupienia na ciecz.
Rozprężanie:
- Czynnik chłodniczy przechodzi przez zawór rozprężny, gdzie ciśnienie i temperatura spadają, umożliwiając ponowne rozpoczęcie cyklu w parowniku.

Rodzaje pomp ciepła

Istnieje kilka typów pomp ciepła, różniących się źródłem, z którego pobierają energię cieplną:

Powietrzne pompy ciepła:
- Pobierają ciepło z powietrza atmosferycznego.
- Dzielą się na powietrze-powietrze (ogrzewanie/chłodzenie powietrza) i powietrze-woda (ogrzewanie wody w instalacji grzewczej).
- Są łatwe w montażu i stosunkowo tanie, ale ich wydajność spada przy niskich temperaturach.
Gruntowe pompy ciepła:
- Pobierają ciepło z gruntu za pomocą poziomych kolektorów lub pionowych sond geotermalnych.
- Charakteryzują się bardzo wysoką efektywnością i stabilną pracą niezależnie od temperatur zewnętrznych.
- Koszty instalacji są wyższe ze względu na konieczność przeprowadzenia prac ziemnych.
Wodne pompy ciepła:
- Wykorzystują energię cieplną zawartą w wodach gruntowych lub powierzchniowych.
- Oferują najwyższą efektywność, ale wymagają dostępu do odpowiedniego zbiornika wodnego lub studni.

Zalety stosowania pomp ciepła

Stosowanie pomp ciepła niesie za sobą szereg zalet, które sprawiają, że jest to jedno z najbardziej przyszłościowych rozwiązań grzewczych. Przede wszystkim pompy ciepła są ekologiczne, ponieważ wykorzystują odnawialne źródła energii, takie jak powietrze, woda czy grunt, co pozwala na znaczne ograniczenie emisji dwutlenku węgla. Ich wysoka efektywność energetyczna sprawia, że są w stanie dostarczyć nawet do pięciu razy więcej energii cieplnej, niż zużywają energii elektrycznej, co znacząco obniża koszty ogrzewania w porównaniu do tradycyjnych systemów. Ponadto są wszechstronne – mogą być używane zarówno do ogrzewania, jak i chłodzenia pomieszczeń oraz podgrzewania wody użytkowej. Dzięki długiej żywotności, wynoszącej średnio 20–25 lat, pompy ciepła to inwestycja długoterminowa, która zwraca się zarówno w postaci oszczędności, jak i komfortu użytkowania. Co więcej, ich instalacja wspiera zrównoważony rozwój i transformację energetyczną, co czyni je idealnym wyborem dla osób dbających o środowisko.

Ciekawostki o pompach ciepła

Pompy ciepła to technologia, która zdobywa coraz większe uznanie na całym świecie. Jedną z ciekawostek jest fakt, że systemy te zostały po raz pierwszy opracowane już w XIX wieku, a ich zasada działania opiera się na prawach termodynamiki. Co więcej, pompy ciepła mogą działać nawet w ekstremalnych warunkach pogodowych – niektóre modele powietrznych pomp ciepła są zdolne do pracy przy temperaturach zewnętrznych wynoszących -25°C. Dzięki postępowi technologicznemu i wsparciu finansowemu w postaci dotacji i ulg, inwestycja w pompę ciepła staje się coraz bardziej dostępna dla przeciętnego użytkownika.

Autor

Agata Kozłowska

Jest doświadczoną redaktorką serwisu budowlanego. Specjalizuję się w tematyce budownictwa i remontów. Dzięki swojej wiedzy i pasji, jest w stanie dostarczać czytelnikom wartościowych i rzetelnych informacji dotyczących tej branży. Jestem zaangażowana w swoją pracę i dążę do ciągłego rozwijania swoich umiejętności, aby jeszcze lepiej spełniać oczekiwania moich czytelników.