Pompa ciepła. Budowa i zasada działania pompy ciepła

2018-03-13 15:23 SH
Pompa ciepła
Autor: Andrzej T. Papliński Ci, którzy się zdecydowali na zakup pompy ciepła, chwalą przede wszystkim niski koszt jej eksploatacji i dużą wygodę.

Pompy ciepła wykorzystują odnawialne źródła energii, dlatego zaliczane są do ekologicznych urządzeń grzewczych. Dzięki rosnącej dbałości o środowisko naturalne i niestabilnej sytuacji na rynku konwencjonalnych paliw, urządzenia cieszą się coraz większym zainteresowaniem. Efektywne i nieemisyjne pompy ciepła wykorzystują energię słońca zakumulowaną w glebie, powietrzu lub wodzie. Przeczytaj nasz poradnik o pompach ciepła, dowiedz się, jak działa urządzenie i wybierz odpowiednie dla siebie.

W naszym poradniku znajdziesz:

Pompy ciepła – definicja

Pompy ciepła to urządzenia grzewcze składające się z dwóch jednostek – zewnętrznej i wewnętrznej – połączonych przewodami, w których znajduje się czynnik roboczy. Pobierają ciepło z otoczenia – gruntu, wody lub powietrza – i  za pośrednictwem czynnika dostarczają je do instalacji centralnego ogrzewania, ciepłej wody użytkowej bądź wentylacyjnej. 

WAŻNE: Pompy ciepła korzystają z odnawialnych źródeł energii, co pozwala obniżyć koszty eksploatacyjne. Tylko niewielką część stanowi prąd pobierany z sieci (około 25%), który jest niezbędny do działania sprężarki.

ZOBACZ RÓWNIEŻ: Efektywna i łatwa w obsłudze elektroniczna pompa obiegowa o zwiększonej efektywności

Jak działa pompa ciepła?

Ekologiczne pompy ciepła działają podobnie jak urządzenia chłodnicze w odwróconym obiegu Carnota. Energia pobierana jest z dolnego źródła ciepła i transportowana do górnego źródła.

Główne elementy pompy ciepła to: parownik, sprężarka, skraplacz, zawór dławiący (rozprężny). Ciepło przekazywane jest za pośrednictwem czynnika chłodniczego (roboczego), który zmienia stan skupienia, czego efektem jest oddawanie lub pobieranie energii. Pod wpływem przemian termodynamicznych płyn odparowuje w niskiej temperaturze i pobiera ciepło z otoczenia (dolne źródło ciepła). Następnie kierowany jest do sprężarki. Wzrost ciśnienia powoduje sprężenie gazu. Czynnik roboczy nagrzewa się i stopniowo przekazuje ciepło powietrzu lub wodzie w instalacji centralnego ogrzewania lub wodzie w instalacji c.w.u. Po skropleniu przepływa przez zawór rozprężny, który racjonuje ilość czynnika powracającego do parownika. Czynnik ochładza się i obniża swoje ciśnienie, a cykl rozpoczyna się ponownie.

Jak działa pompa ciepła?
Autor: SH Budowa pompy ciepła i zasada jej działania.

Rodzaje pomp ciepła

W zależności od rodzaju dolnego źródła ciepła pompy ciepła dzielimy na:

  • gruntowe pompy ciepła, wykorzystują energię zgromadzoną w gruncie,
  • pompy ciepła powietrze/woda, pobierają ciepło z powietrza zewnętrznego i oddają wodzie w instalacji centralnego ogrzewania lub ciepłej wody  użytkowej,
  • pompy ciepła powietrze/powietrze, czerpią ciepło z powietrza zewnętrznego i przekazują do instalacji powietrznego ogrzewania,
  • pompy ciepła wykorzystujące energię hydrotermalną skumulowaną w wodach podziemnych, powierzchniowych lub morskich.

Wydajność pompy ciepła – współczynniki COP i SCOP

Współczynnik wydajności COP (Ceofficient of Performance) to jednen z najważniejszych parametrów opisujących efektywność pracy pompy ciepła. Określa stosunek ilości dostarczonego ciepła do ilości energii zużytej podczas wybranego punktu pracy. Im wyższa jego wartość, tym pompa ciepła jest tańsza w eksploatacji. Współczynnik COP wyznacza się zgodnie z normą PN-EN 14511. Zmienia się on w czasie pracy urządzenia i zależy od wielu czynników. Do najważniejszych należą: temperatura dolnego źródła, temperatura zasilania górnego źródła oraz różnica pomiędzy temperaturą wody zasilającej instalację grzewczą i temperaturą jej powrotu. Producenci najczęściej podają najwyższą wartość współczynnika COP, bez podania parametrów przy których jest osiągana.

Sezonowy współczynnik wydajności SCOP odnosi się do całego sezonu grzewczego. Określany jest jako stosunek energii cieplnej potrzebnej do ogrzania budynku podczas sezonu do energii elektrycznej zużytej przez urządzenie w tym czasie. Im wyższy współczynnik SCOP, tym lepiej. Wylicza się go w oparciu o normy PN-EN 14825 i PN-EN 12309-2.

Pompy ciepła – warto zapamiętać:

  • ekologiczne źródła ciepła, które nie powodują emisji do środowiska,
  • wykorzystują energię słońca zakumulowaną w glebie, powietrzu lub wodzie,
  • stosowane do ogrzewania domu i ciepłej wody użytkowej,
  • im wyższe wartości COP i SCOP, tym wyższa efektywność urządzenia.
Zobacz pompy ciepła i wybierz odpowiednią dla siebie
Pompa ciepła ROBERT BOSCH JUNKERS Supraeco W SWO 270-2X

Autor: ROBERT BOSCH JUNKERS

Powietrzna pompa ciepła ROBERT BOSCH JUNKERS Supraeco W SWO 270-2X o mocy grzewczej 2 kW i współczynniku COP sięgającym wartości 4,3. Wyposażona w zasobnik o pojemności 260 l. Wykorzystywana do podgrzewania ciepłej wody użytkowej. 

Rodzaj powietrze/woda
Funkcje podgrzewanie c.w.u.
Współczynnik  COP 4.3
Pojemność zasobnika c.w.u. 260 l
Pompa ciepła powietrze/woda IMMERGAS IMMERWATER 300 INOX V.3

Autor: IMMERGAS

Pompa ciepła powietrze/woda IMMERGAS IMMERWATER 300 INOX V.3 zintegrowana z zasobnikiem c.w.u. o pojemności 300 l. Przystosowana do montażu w pozycji stojącej. Zbiornik wyposażono w dodatkową wężownicę, która umożliwia współpracę pompy ciepła z dodatkowym źródłem ciepła, na przykład z instalacją solarną.

 

Rodzaj powietrze/woda
Funkcje podgrzewanie c.w.u.
Współczynnik  COP 4.3
Pojemność zasobnika c.w.u. 300 l
Hybrydowa pompa ciepła DAIKIN Altherma EHYHBH05A-EVLQ05CV3

Autor: DAIKIN

Hybrydowa pompa ciepła DAIKIN Altherma łączy technologię pompy ciepła powietrze/woda z technologią kondensacyjną. Do podgrzewania c.w.u. optymalizuje pracę kotła gazowego kondensacyjnego. Urządzenie dokonuje inteligentnego wyboru między pompą ciepła i/lub kotłem gazowym, ewentualnie decydując się na jednoczesną ich pracę. 

 

Rodzaj powietrze/woda
Funkcje ogrzewanie c.o., podgrzewanie c.w.u.
Współczynnik  COP 5.04
Pompa ciepła powietrze/woda na CO2 MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES Q-ton ESA30E-25

Autor: Elektronika S.A

Pompa ciepła powietrze/woda Q-ton przeznaczona do produkcji ciepłej wody użytkowej. Sprawdza się jako rozwiązanie dla budynków komercyjnych, jak hotele, pensjonaty, restauracje, SPA, apartamentowce, obiekty sportowe, akademiki, biurowce itp. Pompa ciepła c.w.u. instalowana jest na zewnątrz. Produkuje ciepło nawet przy temperaturze powietrza -25°C. By produkować ciepłą wodę użytkową, należy podłączyć zewnętrzny zbiornik c.w.u. 

 

Rodzaj powietrze/woda
Funkcje podgrzewanie c.w.u.
Współczynnik  COP

4.3 (okresy przejściowe), 

2.8 (regiony o niskich temperaturach)

Czy artykuł był przydatny?
Przykro nam, że artykuł nie spełnił twoich oczekiwań.
Czytaj więcej