Jak działa pompa ciepła powietrzna?

Jak działa pompa ciepła powietrzna zaraz wyjaśnimy. Zacznijmy jednak od tego, że o tym, że pompy ciepła to nie tylko proekologiczne, ale i bardzo ekonomiczne rozwiązanie. I przekonywać do tego trzeba już tylko największych sceptyków i niedowiarków. Pompy ciepła to po prostu jedno z najbardziej dostępnych rozwiązań do ogrzewania budynków i podgrzewania ciepłej wody użytkowej. To po prostu odnawialne źródło energii, którego popularność rośnie w gigantycznym tempie. A te powietrzne należą do najbardziej popularnych, gdyż w porównaniu do pomp gruntowych są po prostu tańsze. Powietrzne pompy ciepła korzystają z energii, która szczególnie w okresie zimowym wydaje się nieco abstrakcyjna, a więc z zimnego powietrza, które technologia pomp ciepła potrafi zamienić na ciepłą wodę, zarówno w kaloryferach, jak i w postaci ciepłej wody użytkowej.

Jak działa pompa ciepła powietrzna

Bardzo często nie zdajemy sobie sprawy, że praktycznie każdy z nas ma w domu coś, co działa jak pompa ciepła. Tak, tak, nie bądźcie zdziwieni, ale przecież każdy ma w domu lodówkę. Kto nie ma, niech podniesie rękę w górę. Najważniejszym elementem lodówki, podobnie jak w pompie ciepła jest sprężarka, która odpowiada za obieg czynnika chłodniczego w całym układzie, zwiększenie ciśnienia w ciepłej części układu i wzrost temperatury czynnika chłodniczego.

Dokładnie tak samo powietrzna pompa ciepła bazuje na krążącym w jej obiegu czynniku roboczym, który charakteryzuje się bardzo niską temperaturą krzepnięcia. Dzięki temu temperatura powietrza na zewnątrz jest dla niego zawsze wyższa, co powoduje, że czynnik jest w stanie odebrać energię cieplną z powietrza i przekształcić ją z pomocą odpowiednio zaprojektowanego systemu w ciepło użytkowe.

Każda pompa ciepła składa się z trzech podstawowych elementów:

• parownika, czyli wymiennika ciepła,
• sprężarki, której zadaniem jest podniesienie ciśnienia czynnika,
• skraplacza, czyli wymiennika ciepła pomiędzy obiegiem wewnętrznym pompy, a instalacją.

Poprzez czynnik roboczy, znany także jako chłodziwo, rozumiemy czynnik termodynamiczny, który bierze udział w wymianie ciepła w pompie ciepła. Zasada działania czynników roboczych jest prosta. Doprowadzając do wrzenia pod niskim ciśnieniem i w niskiej temperaturze w instalacji chłodniczej czynnik pobiera powstałe w ten sposób ciepło, a następnie oddaje je w trakcie skraplania pod wyższym ciśnieniem i w wyższej temperaturze.

Skuteczność pompy ciepła powietrznej w zimie

Pompy ciepła działają skutecznie do temperatury około -20 stopni. Im niższa temperatura, tym niższa jest też efektywność pompy. Dlatego też większość z nich wyposażona jest w dodatkową grzałkę elektryczną, która wspomaga pompę przy niskich temperaturach.

Srogie zimy w Polsce to w ostatnich latach już rzadkość, jeśli pominąć obszary Podhala oraz północno wschodnich krańców Polski. Nawet jednak i tam temperatury niezwykle rzadką spadają poniżej -20 stopni. W sytuacji, gdy sama energia czerpana przez pompę z powietrza nie jest wystarczająca do akcji wkracza grzałka elektryczna, która wspomaga pompę.

Możemy jednak spokojnie założyć, że takie sytuacje jeśli w ogóle wystąpią, to będą krótkotrwałe i nie wpłyną na zwiększone zużycie energii. Dlatego też bez żadnych obaw można powierzyć powietrznym pompom ciepła ogrzewanie domu, a także przygotowanie ciepłej wody użytkowej.

A przecież niektóre pompy ciepła, zwane rewersyjnymi, mają także funkcję chłodzenia, więc latem dadzą miły chłód w domu. Zważywszy na to, iż pompy ciepła są praktycznie bezobsługowe, to mamy zapewniony nie tylko komfort termiczny przez cały rok, ale także komfort użytkowania.

Jakie są rodzaje powietrznych pomp ciepła?

Powietrzne pompy ciepła, których głównym „paliwem” jest powietrze, różnią się między sobą sposobem „oddawania” wytworzonego ciepła.

Rozróżniamy więc powietrzne pompy ciepła typu:

• powietrze-woda – oddające ciepło w formie ciepłej wody,
• powietrze-powietrze – oddające ciepło w postaci ciepłego powietrza.

Przez wiele lat w Polsce budowało się i nadal buduje się domy z instalacjami centralnego ogrzewania opartego na grzejnikach oraz ogrzewaniu podłogowym. Często występuje także mix tych rozwiązań, stąd największą popularnością u nas cieszą się pompy typu powietrze-woda. Pompy typu powietrze-powietrze wymagają rozprowadzenia w budynku kanałów nadmuchowych. Jest to więc dobre rozwiązanie dla domów typu Kanadyjczyk, które w większości mają systemy ogrzewania nadmuchowego. Poza tym, to rozwiązanie sprawdzi się przede wszystkim w domach pasywnych oraz niskoenergetycznych.

Montaż powietrznej pompy ciepła

Sposób montażu powietrznej pompy ciepła zależy przede wszystkim od typu pompy i jej elementów dodatkowych.

Najprostsze są pompy typu Monoblok, w których wszystkie elementy pompy znajdują się w jednej obudowie, tak zwanej jednostce zewnętrznej. Wewnątrz montowany jest tylko sterownik pompy.

Drugi typ pompy to jednostki typu Split, w których występuje zarówno jednostka zewnętrzna, jak i wewnętrzna. W takim układzie w jednostce wewnętrznej zazwyczaj znajduje się skraplacz, automatyka, a także część hydrauliczna, więc jednostka zewnętrzna jest mniejsza. W przypadku pomp typu split jednostka wewnętrzna może być także zintegrowana z zasobnikiem na ciepłą wodę użytkową, a nawet buforem.