Jak działa pompa ciepła?

Pompa ciepła wykorzystuje darmową energię ze środowiska naturalnego. Ciepło słoneczne zakumulowane w gruncie, wodzie gruntowej lub powietrzu atmosferycznym (określane jako dolne źródła ciepła) przy pomocy energii elektrycznej przekształca w komfortowe ciepło grzewcze.

Energia środowiska naturalnego, którą pozyskała pompa ciepła przekazywana jest czynnikowi roboczemu krążącemu w pompie. Jako czynniki robocze stosowane są zazwyczaj: R407C, R410A, R404A i R134A – nie zawierają halogenów, są nietoksyczne, biologicznie degradowalne i niepalne. Czynnik roboczy o niskiej temperaturze wrzenia (nawet poniżej 0°C), ulega odparowaniu a tym samym odbiera pewną ilość ciepła ze środowiska naturalnego. Następnie, odparowany czynnik roboczy zasysany jest przez sprężarkę gdzie jest sprężany – wzrasta jego ciśnienie i temperatura.

Rys. 1

Para czynnika o podwyższonym ciśnieniu i temperaturze kierowana jest do skraplacza gdzie ulega skropleniu i przekazuje ciepło wodzie grzewczej zasilającej instalację centralnego ogrzewania budynku (górne źródło ciepła). W pompach ciepła jako parownik (oprócz pompy wykorzystującej powietrze jako źródło ciepła) i skraplacz stosuje się głównie płytowe wymienniki ciepła ze stali szlachetnej.

Obieg ciepła

Obieg ciepła

Po oddaniu ciepła w skraplaczu czynnik roboczy przepływa przez zawór rozprężny gdzie powraca do parametrów wyjściowych tj. niskiego ciśnienia i temperatury. Ponownie ulega odparowaniu w parowniku i cykl się powtarza.

Pompa ciepła a wykorzystanie energii elektrycznej

Można powiedzieć, że pompa ciepła transportuje ciepło z dolnego źródła ciepła do górnego. Przy czym pobiera również energię elektryczną potrzebną do napędu sprężarki. Energia przekazana wodzie grzewczej jest więc sumą ciepła pobranego w parowniku (ciepło ze środowiska) i energii elektrycznej pobieranej do napędu sprężarki. Nowoczesne pompy ciepła pobierają około 70% ciepła potrzebnego do ogrzewania budynku ze środowiska naturalnego, a jedynie w 30% energię elektryczną do napędu sprężarki i wszystkich urządzeń elektrycznych pracujących w instalacji.

Wykorzystanie i wytwarzanie mocy

Wykorzystanie i wytwarzanie mocy