Jak działa pompa ciepła powietrze-woda?
W ostatnich latach zwiększamy naszą uwagę na odnawialne źródła energii, co widoczne jest w rosnącym zainteresowaniu instalacjami fotowoltaicznymi oraz poszukiwaniem sposobów na ogrzewanie domów przy użyciu taniej i ekologicznej energii. Ten trend znajduje odzwierciedlenie w ogromnym zainteresowaniu pompami ciepła. Ale czym dokładnie są te urządzenia i jak działają?
Ogólne zasady działania pomp
Pompy ciepła, nazywane często maszynami cieplnymi, operują na zasadzie podobnej do lodówek czy chłodziarek. Ich zadaniem jest przemieszczanie ciepła z obszaru o niższej temperaturze do obszaru o wyższej temperaturze, działając wbrew naturalnemu przepływowi ciepła, gdzie zazwyczaj ciepło przepływa z obszaru o wyższej temperaturze do obszaru o niższej temperaturze.
Za pomocą układu składającego się z kompresora, parownika i skraplacza, pompy ciepła odwracają ten proces, przekazując ciepło z obszaru o niższej temperaturze (tzw. dolne źródło, które może być powietrzem atmosferycznym, gruntem czy wodą) do systemu rozprowadzającego ciepło w budynku (tzw. górne źródło, które może obejmować np. ogrzewanie podłogowe, grzejnikowe czy ciepłą wodę użytkową).
Podczas pracy pompy ciepła, energia jest pobierana z dolnego źródła, a ciepło przekazywane jest do parownika, gdzie znajduje się płyn chłodniczy. Pod wpływem dodatkowego ciepła płyn ten paruje, a para jest następnie kompresowana przez sprężarkę. W układzie wykorzystuje się substancje, które parują już w niskich temperaturach, co oznacza, że pompa może działać nawet w warunkach mroźnych.
Następnie gaz pod ciśnieniem jest nagrzany do wysokiej temperatury w sprężarce i przekazywany do skraplacza, gdzie oddaje energię cieplną do górnego źródła, które służy jako źródło ciepła w budynku. Ciecz chłodnicza, po utracie ciepła, ponownie jest rozprężana i wraca do parownika, gdzie cykl się powtarza.
Potrzebujesz szybkiej wyceny?
Jak dokładnie działa pompa ciepła powietrze-woda?
W przypadku pompy ciepła powietrze-woda, zasada jej działania jest podobna do innych urządzeń tego typu. Polega ona na pozyskiwaniu ciepła o niskiej temperaturze z jednego źródła, a następnie przetwarzaniu go na ciepło o wyższej temperaturze i przenoszeniu do innego medium, na przykład wody w obiegu grzewczym budynku.
Ważne jest zrozumienie, że zgodnie z fizyką, każda temperatura powyżej zera bezwzględnego (-273°C) jest rodzajem ciepła.
Dlatego pompy ciepła, w tym również te powietrze-woda, mogą efektywnie działać nawet w bardzo niskich temperaturach, szczególnie jeśli są to wysokiej jakości urządzenia o wysokiej wydajności.
Proces działania pompy ciepła powietrze-woda przebiega następująco:
- Czynnik chłodniczy, będący w postaci cieczy o niskim ciśnieniu, przepływa do parownika w jednostce zewnętrznej, gdzie odparowuje i pobiera ciepło z powietrza.
- Po parowniku mamy więc chłodny gaz o niskim ciśnieniu, który trafia do sprężarki. Tutaj ciśnienie gazu jest zwiększane, co skutkuje wzrostem jego temperatury. Można to porównać do działania pompy rowerowej, gdzie zwiększając ciśnienie wewnątrz pompki, odczuwamy, że staje się ona gorąca.
- Gorący gaz o wysokim ciśnieniu, wychodzący ze sprężarki, trafia do skraplacza, gdzie oddaje ciepło do wody grzewczej w obiegu grzewczym budynku. Sam czynnik roboczy ulega skropleniu.
Obserwuj nas na naszych mediach społecznościowych!
Czym różnią się pompy ciepła powietrze-woda split i monoblok?
Pompy ciepła powietrze-woda dostępne są w dwóch głównych wariantach konstrukcyjnych: jako monoblok i jako systemy typu split. Każdy z nich ma swoje unikalne cechy i sposób działania.
Pompy typu monoblok charakteryzują się tym, że wszystkie kluczowe komponenty, w tym te związane z czynnikiem roboczym, znajdują się w jednym zintegrowanym module. Ten moduł jest zwykle instalowany na zewnątrz budynku. Główną zaletą takiego rozwiązania jest prostota montażu – nie jest wymagana specjalistyczna wiedza czy uprawnienia do obsługi czynników F-gazowych. Należy jednak zadbać o odpowiednią ochronę instalacji hydraulicznej łączącej pompę z budynkiem, by uniknąć problemów, takich jak zamarzanie.
Z kolei systemy typu split składają się z dwóch odrębnych jednostek: jednej umieszczonej na zewnątrz, a drugiej wewnątrz budynku. Zewnętrzna jednostka zawiera elementy układu chłodniczego, takie jak parownik, sprężarka i zawór rozprężny. Jednostka wewnętrzna zaś mieści składniki systemu hydraulicznego (na przykład naczynie przeponowe czy pompę obiegową) oraz wymiennik ciepła (skraplacz). Instalacja systemu split wymaga specjalnych uprawnień F-gazowych, ponieważ instalator musi zajmować się częścią chłodniczą urządzenia. W przypadku niektórych modeli, na przykład oferowanych przez Immergas, odległość między zewnętrzną a wewnętrzną jednostką może wynosić do 15 metrów bez konieczności uzupełniania czynnika roboczego, a nawet do 50 metrów po jego odpowiednim uzupełnieniu.
Chociaż parametry techniczne obu typów pomp ciepła są porównywalne, różnią się one znacząco pod względem konstrukcji, instalacji i obsługi.
Wybór pomiędzy monoblokiem a systemem split zależy od indywidualnych preferencji, warunków montażowych oraz uprawnień instalatora.
Moc i wydajność
Dobór właściwej pompy ciepła powietrze-woda do potrzeb Twojego domu jest kluczowy dla optymalnej efektywności i kosztów ogrzewania. Nieodpowiednia moc urządzenia może prowadzić do niewystarczającego ogrzewania lub nieefektywnego zużycia energii. Zbyt mała pompa nie zapewni ciepła w zimowe dni, a nadmierna moc może prowadzić do nadmiernych kosztów i skrócenia żywotności urządzenia przez tzw. taktowanie.
Aby właściwie ocenić zapotrzebowanie na moc grzewczą, warto przeprowadzić audyt energetyczny budynku lub skorzystać z dostępnego kalkulatora online (tutaj), uwzględniających różne parametry obiektu.
Ważne jest, aby proces wyboru mocy powietrznej pompy ciepła oraz oszacowania kosztów eksploatacji powierzyć specjalistom, ze względu na skomplikowany charakter tej decyzji. Aspekty takie jak izolacyjność budynku czy rodzaj zastosowanych materiałów budowlanych mają istotny wpływ na finalny wybór.
Wydajność pompy ciepła oraz jej faktyczna moc, a nie tylko moc nominalna, są zmienne i zależą od zewnętrznej temperatury powietrza oraz temperatury wody w instalacji grzewczej.
Kluczowe jest zatem ustalenie wymaganej temperatury wody, aby efektywnie ogrzać dom, oraz optymalny wybór temperatury, przy której pompa ciepła przestaje być jedynym źródłem ciepła.
Innymi ważnymi parametrami, które należy wziąć pod uwagę, są współczynniki efektywności: COP, SCOP i SPF.
Współczynnik COP określa stosunek wyprodukowanego ciepła do zużytej energii elektrycznej w określonym momencie. Na przykład, COP wynoszący 4 oznacza, że urządzenie produkuje 4 kW ciepła na każde 1 kW zużytej energii. SCOP to wskaźnik, który pozwala ocenić przewidywany koszt ogrzewania w całym sezonie grzewczym, natomiast SPF mierzy faktyczną wydajność urządzenia w konkretnym sezonie, bazując na rzeczywistej ilości dostarczonego ciepła i zużyciu prądu.
Wnioskując, dokładny dobór pompy ciepła jest procesem złożonym, wymagającym uwzględnienia wielu czynników. Specjaliści Problast mogą pomóc w dokonaniu najlepszego wyboru, zapewniając optymalną efektywność i wygodę użytkowania systemu grzewczego.
Kontakt
Rozważasz zainstalowanie pompy ciepła powietrze-woda w swoim domu? Skontaktuj się z nami, a umówimy spotkanie z naszym doświadczonym doradcą. Zapewniamy kompleksowe wsparcie na każdym etapie inwestycji, począwszy od oceny potrzeb cieplnych Twojego budynku, przez dobranie i instalację urządzenia o optymalnych parametrach, aż po pomoc w uzyskaniu dostępnych dotacji.
Dodatkowo zapewniamy regularne przeglądy serwisowe oraz obsługę posprzedażną, aby zapewnić Ci pełną satysfakcję z wyboru naszych rozwiązań!
Czekamy na Ciebie!