Pompy ciepła

Istota działania pompy ciepła polega na zamianie energii cieplnej pobieranej ze środowiska naturalnego (dolne źródło ciepła) w energię użyteczną, służącą do ogrzewania i produkcji ciepłej wody użytkowej (górne źródło ciepła).

Proces zmiany energii cieplnej w energię użyteczną przebiega za pośrednictwem obiegu chłodniczego, w którym zachodzi zjawisko sprężania i rozprężania czynnika roboczego.

Parownik i skraplacz przekazują wytworzoną energię w obiegach pośrednich i stanowią, obok sprężarki i zaworu rozprężnego, główne elementy obiegu. Praca sprężarkowej pompy ciepła opiera się na wykorzystaniu zasobów energii naturalnej, której źródłem są: grunt, powietrze atmosferyczne, wody powierzchniowe lub podziemne.

Pompy ciepła są coraz częściej wykorzystywane w nowoczesnym energooszczędnym budownictwie. Są zautomatyzowane, bezobsługowe i ekonomiczne. Dzięki odpowiednio zainstalowanej pompie ciepła rachunki za ogrzewanie w domu mogą być znacząco niższe, a nakłady poniesione na inwestycje szybko się zwracają.

Powietrzne pompy ciepła

Powietrzne pompy ciepła można wykorzystać zarówno do ogrzewania jak i do chłodzenia budynku. Stanowią one znakomitą alternatywę dla pomp gruntowych. Idealnie sprawdzają się w momencie, gdy na działce nie ma wystarczająco dużo miejsca do zainstalowania wymiennika gruntowego.
Rozróżniamy dwa rodzaje powietrznych pomp ciepła. Najczęściej stosowaną jest pompa powietrze-powietrze. Odzyskuje ona ciepło z powietrza, a następnie przenosi je do wnętrza budynku lub na zewnątrz domu w zależności od pory roku.

Innym rodzajem pompy powietrznej jest pompa powietrze-woda, która nawet przy ujemnych temperaturach powietrza zapewnia wysoki współczynnik efektywności. Pompy typu powietrze-woda można wykorzystać do ogrzania domu oraz do produkcji ciepłej wody użytkowej. Pompy te umożliwiają również chłodzenie budynku, dzięki odwracalnemu obiegowi.

Pompy absorpcyjne instalowane są w miejscach, gdzie występuje nadwyżka ciepła odpadowego lub technologicznego. Absorpcyjne pompy ciepła różnią się od sprężarkowych inaczej wymuszoną pracą. Wymaga ona doprowadzenia ciepła, a nie energii elektrycznej. Energia elektryczna potrzebna jest jedynie do zasilania pomp. Absorpcyjne pompy ciepła składają się ze skraplacza, parownika i zaworu rozprężnego. Rolę sprężarki mechanicznej, która stosowana jest w sprężarkowej pompie ciepła, zastępuje zespół urządzeń takich jak: warnik, absorber i pompa, nazywany sprężarką termiczną.

Na rynku dostępne są absorpcyjne pompy ciepła typu amoniak-woda i bromek litu-woda. W przypadku urządzeń bromowo-litowych czynnikiem chłodniczym jest woda, natomiast absorbentem bromek litu. W przypadku urządzeń amoniakalnych czynnikiem jest amoniak, a woda stanowi absorbent.

Gruntowa pompa ciepła

Najbardziej ekonomicznym rodzajem pomp ciepła są pompy gruntowe. Za pomocą kolektorów wykorzystują one pokłady energii gruntu, studni głębinowych, wód z jeziora czy strumieni. Osiągniecie stałych parametrów urządzenia jest możliwe dzięki stabilnej temperaturze gruntu. Stanowi to podstawę ekonomicznego działania systemu, zapewniając tym samym stałą temperaturę (ogrzewania) w mieszkaniu.

Kolektory gruntowe występują w 2 wariantach – o przebiegu poziomym lub pionowym. Wymiennik powierzchniowy wykorzystuje energię słońca i wód opadowych, dlatego kluczową rolę odgrywa tu odpowiednie zagospodarowanie działki.

Przez odwrócenie cyklu pompa ciepła może również pełnić funkcję chłodzenia. Odwracalne pompy ciepła są droższe od tradycyjnych. Umożliwiają nie tylko zasilenie układu centralnego ogrzewania i podgrzanie ciepłej wody użytkowej, ale również chłodzenie pomieszczeń latem. W zależności od pory roku płytowy lutowany wymiennik ciepła zainstalowany w pompie pracuje wówczas jako skraplacz lub parownik.

Dedykowane pompy ciepła znajdują zastosowanie w krajach o chłodniejszym klimacie, w których klimatyzacja nie jest potrzebna, a co za tym idzie zastosowanie odwracalnych pomp ciepła jest nieopłacalne. Ze względu na to, że specjalna pompa ciepła ukierunkowana będzie tylko na ogrzewanie, koszty eksploatacji będą o wiele niższe niż w przypadku odwracalnych pomp ciepła.

Wodna pompa ciepła dużej mocy

Przemysłowe pompy ciepła mogą zapewnić ogrzewanie i chłodzenie wykorzystując energię pochodzącą z różnych procesów. Zainstalowanie wodnej pompy ciepła dużej mocy w budynkach przemysłowych może generować duże korzyści w zakresie redukcji kosztów, emisji zanieczyszczeń oraz poprawy jakości powietrza.

Działanie pompy polega na gromadzeniu wody pochodzącej z procesu przemysłowego w zbiorniku. Latem magazynowana woda jest chłodzona przez obieg z wentylatorami. Zimą natomiast zbiorniki stanowią dolne źródło ciepła w pompie. Woda ze zbiornika kierowana jest do parownika pompy ciepła, gdzie oddaje ciepło czynnikowi chłodniczemu. Woda c.o. jest ogrzewana w skraplaczu pompy, a wytworzone ciepło zasila system centralnego ogrzewania.