Jak działają pompy ciepła?

By ogrzać nasz dom, najczęściej spalamy węgiel lub gaz, które są nieodnawialnymi źródłami energii i powodują zanieczyszczenie środowiska naturalnego. Pompa ciepła została natomiast zaprojektowana w ten sposób, by dostarczyć nam energię cieplną dzięki prostym procesom termodynamicznym, a jej działanie było w pełni ekologiczne. Jak zbudowane są pompy ciepła? Na czym dokładnie polega ich działanie?

Rodzaje pomp ciepła

Wyróżniamy trzy główne rodzaje pomp w zależności od źródła, z którego czerpane jest ciepło. Pierwszym z nich jest pompa powietrze/woda, wykorzystująca ciepło zmagazynowane w powietrzu. To najtańsza inwestycja, która zajmuje minimalną powierzchnię wewnątrz budynku. Pompa typu glikol/woda wymaga z kolei prac podziemnych, a ciepło czerpane jest w tym wypadku z energii słonecznej zmagazynowanej w gruncie. Trzecim typem pompy o najwyżej sprawności jest z kolei pompa woda/woda, mająca swoje źródło energii w wodzie gruntowej. Instalacja pompy ciepła może zostać połączona z basenem letnim, a nawet rozbudowana o system pasywnego chłodzenia

Podstawowe zasady działania pompy ciepła

Pompy ogrzewające domy rodzinne lub większe kompleksy budynków pobierają więc ciepło z otoczenia, które zostało ogrzane przez energię słoneczną. Ciepło doprowadzane jest do obwodu cyrkulacyjnego przez system przewodów, w których płynie tzw. czynnik roboczy – ciecz chłodniejsza od temperatury otoczenia. Kluczowa dla działania pompy ciepła jest właśnie różnica temperatur, pozwalająca pobierać systemowi grzewczemu energię z zewnątrz.

Ogrzany płyn przekazuje następnie ciepło do drugiego obiegu, w którym znajduje się środek chłodniczy, czyli substancja wrząca i parująca już w bardzo niskich temperaturach – tłumaczy ekspert z firmy PLAST-BUD.

Powstała para trafia wreszcie do sprężarki, gdzie temperatura gazu w wyniku podniesienia ciśnienia zwiększa się i może osiągnąć nawet 60°C. Środek chłodniczy przekazuje ciepło do systemu grzewczego, podnosząc temperaturę wody użytkowej i powietrza w naszym domu.

Zamknięcie drugiego obiegu

Środek chłodniczy, który oddaje ciepło, ulega schłodzeniu i powraca do stanu ciekłego. Skroplona para ma jednak wciąż zbyt wysoką temperaturę, by móc od nowa pobierać ciepło z otoczenia. Cyrkulację w przewodach pompy ciepła zamyka zawór rozprężny (nazywany również zaworem dławiącym), który doprowadza do zmniejszenia ciśnienia i gwałtownego spadku temperatury. Zimny środek chłodniczy jest gotowy, by ponownie pobrać ciepło od czynnika roboczego i rozpocząć cykl grzewczy na nowo.