Na jakich zasadach działa pompa ciepła?

Choć dla wielu osób pompa ciepła wciąż wydaje się skomplikowanym urządzeniem, jej zasada działania jest prosta, a korzyści z jej stosowania – znaczące zarówno dla portfela, jak i środowiska. Nasza ekspertka wyjaśnia, jak działa pompa ciepła, skąd pobiera energię i jak przekształca ją w ciepło.

Pompa ciepła jest maszyną cieplną wymuszającą przepływ ciepła z obszaru o niższej temperaturze do obszaru o wyższej temperaturze. Proces ten przebiega wbrew naturalnemu kierunkowi przepływu ciepła i zachodzi dzięki dostarczonej z zewnątrz energii mechanicznej (w pompach ciepła sprężarkowych) lub energii cieplnej (w pompach absorpcyjnych).

Zasada działania pompy ciepła przypomina proces znany z lodówki, lecz działa w odwrotnym kierunku. W lodówce ciepło jest usuwane z wnętrza i przekazywane na zewnątrz. W pompie ciepła natomiast energia cieplna jest pobierana z otoczenia budynku i przekazywana do wnętrza w celu wykorzystania w systemie grzewczym.

Pompa ciepła korzysta z energii otoczenia – powietrza, gruntu (poprzez wymiennik poziomy lub pionowy nazywany odwiertem) lub wód gruntowych – pobierając z nich nawet trzy czwarte potrzebnej energii. Dzięki temu są one nie tylko ekonomiczne, ale także przyjazne dla środowiska.

Działanie pompy ciepła przebiega w trzech kluczowych etapach:

• Pobór ciepła – system źródła ciepła, taki jak solanka (czyli woda z glikolem) w przypadku pomp gruntowych, absorbuje ciepło z otoczenia i transportuje je do pompy. W powietrznych pompach ciepła powietrze jest zasysane przez wentylator, który kieruje je do urządzenia.
• Wykorzystanie ciepła – czynnik chłodniczy w pompie ciepła odbiera energię z otoczenia i przechodzi w stan gazowy. Następnie sprężarka podnosi temperaturę gazu, który w skraplaczu oddaje ciepło wodzie, co umożliwia jej przepływ przez system ogrzewania budynku.
• Dystrybucja ciepła – ogrzana woda krąży w instalacji grzewczej, rozprowadzając ciepło do różnych części budynku – zarówno do ogrzewania pomieszczeń, jak i podgrzewania wody użytkowej.

Istotnymi elementami do przeprowadzenia tego procesu jest parownik, sprężarka, skraplacz oraz zawór rozprężny. Dodatkowym wyposażeniem pompy ciepła może być również zawór czterodrogowy, który pozwala na zmianę kierunku obiegu i wykorzystywanie jej w trybie chłodzenia. Dla efektywnej pracy układu istotne mogą być również wydajna pompa obiegowa i przepływomierz, pozwalające na wymuszenie i kontrolę przepływu wody przez hydrauliczną część instalacji.

Wypowiedź Moniki Ciesiołkiewicz, Junior Product Manager w BDR Thermea Poland pojawiła się w magazynie Projekty Domów.