Pompy ciepła powietrzne stają się coraz popularniejszym sposobem na ogrzewanie domu. Działają one w oparciu o prostą, ale niezwykle efektywną zasadę przenoszenia ciepła z jednego źródła do drugiego. W tym artykule wyjaśnimy dokładnie, czym jest pompa ciepła powietrzna, jak wygląda jej budowa oraz jaka jest zasada jej działania.
Co to jest pompa ciepła powietrzna?
Pompa ciepła powietrzna to urządzenie, które pobiera energię cieplną z powietrza zewnętrznego i wykorzystuje ją do ogrzewania budynku lub wody użytkowej. W odróżnieniu od tradycyjnych systemów grzewczych, pompa ciepła nie produkuje ciepła, a jedynie przenosi je z jednego źródła do drugiego. Dzięki temu zużywa znacznie mniej energii elektrycznej niż np. grzejnik elektryczny o tej samej mocy grzewczej.
Powietrzne pompy ciepła pobierają energię cieplną z powietrza atmosferycznego. Nawet przy niskich temperaturach zewnętrznych powietrze zawiera pewną ilość ciepła, którą pompa ciepła może wykorzystać. Im niższa jest temperatura powietrza, tym mniejsza wydajność pompy ciepła. Dlatego tego typu systemy najlepiej sprawdzają się w łagodniejszym klimacie.
Jak wygląda budowa pompy ciepła powietrznej?
Podstawowe elementy każdej powietrznej pompy ciepła to:
- Parownik - wymiennik ciepła, w którym następuje pobieranie ciepła z powietrza.
- Sprężarka - podnosi ciśnienie i temperaturę gazu roboczego.
- Skraplacz - wymiennik ciepła, w którym następuje przekazanie ciepła do instalacji grzewczej.
- Zawór rozprężny - obniża ciśnienie gazu roboczego.
- Parowacz - zamienia ciecz roboczą z powrotem w gaz.
Cały proces odbywa się w zamkniętym obiegu, w którym krąży specjalny ekologiczny czynnik chłodniczy. Najczęściej jest to czynnik R410A lub R32. Nie niszczy on warstwy ozonowej i nie przyczynia się do globalnego ocieplenia.
Jak pompa ciepła powietrzna pobiera ciepło z powietrza?
Aby pompa ciepła mogła pobrać energię cieplną z otoczenia, w parowniku musi nastąpić zmiana stanu skupienia czynnika roboczego - z cieczy w gaz. W tym celu obniża się ciśnienie czynnika, dzięki czemu jego temperatura wrzenia spada. Para czynnika chłodniczego zaczyna wrzeć już przy niskich temperaturach, pobierając ciepło z otaczającego ją powietrza. W ten sposób pompa ciepła odbiera ciepło z powietrza i akumuluje je w parze czynnika roboczego.
Jak pompa ciepła powietrzna ogrzewa wodę?
Ciepło zgromadzone w parze czynnika roboczego jest następnie przekazywane do instalacji grzewczej lub zasobnika ciepłej wody użytkowej. Dzieje się to w skraplaczu, w którym para ulega skropleniu, oddając swoją energię. Dzięki temu woda grzewcza lub woda w bojlerze nagrzewa się do żądanej temperatury.
Aby para mogła skroplić się w skraplaczu, jej ciśnienie i temperatura muszą wzrosnąć. Służy do tego sprężarka, która spręża parę czynnika roboczego, podnosząc jej parametry termiczne. Dzięki temu para może łatwiej oddać ciepło do wody i skroplić się.
Jaka jest rola parownika w pompie ciepła?
Parownik pełni kluczową rolę w całym obiegu pompy ciepła. To właśnie w parowniku następuje pobieranie ciepła z powietrza poprzez odparowanie cieczy roboczej. Parownik wykonuje się zwykle z aluminium lub miedzi i ma postać skręcanych ze sobą rurek, pomiędzy którymi przepływa powietrze. Im większa jest jego powierzchnia, tym więcej ciepła może ono pobrać.
Jaka jest rola skraplacza w pompie ciepła?
Zadaniem skraplacza jest przekazanie ciepła do ogrzewanego obiegu - najczęściej obiegu grzewczego budynku lub ciepłej wody użytkowej. Dokonuje się w nim skroplenie gorącej pary czynnika roboczego, dzięki czemu uwalnia się ciepło skumulowane wcześniej w parowniku. Skraplacz buduje się zazwyczaj z miedzi lub stali nierdzewnej.
Jak działa sprężarka w pompie ciepła powietrznej?
Sercem każdej pompy ciepła jest sprężarka. To ona umożliwia cyrkulację czynnika roboczego w obiegu i transport ciepła z parownika do skraplacza. Sprężarka spręża parę czynnika roboczego, zwiększając jej ciśnienie i temperaturę. Umożliwia to łatwiejsze oddanie ciepła w skraplaczu i ponowne skroplenie pary.
W powietrznych pompach ciepła najczęściej stosuje się sprężarki rotacyjne lub spiralne. Są one energooszczędne i charakteryzują się wysoką niezawodnością. Dobrze sprawdzają się również nowoczesne sprężarki typu scroll.
Jakie są zalety i wady pomp ciepła powietrznych?
Główne zalety powietrznych pomp ciepła to:
- Niskie koszty eksploatacji
- Przyjazność dla środowiska
- Prosta instalacja
- Komfort termiczny
Do wad można zaliczyć:
- Spadek wydajności przy niskich temperaturach
- Hałaśliwa praca (szczególnie starszych modeli)
- Wysokie koszty inwestycyjne
Mimo kilku niedogodności, powietrzne pompy ciepła są bardzo dobrym rozwiązaniem dla domów jednorodzinnych. Pozwalają zaoszczędzić na rachunkach za ogrzewanie i skutecznie ogrzeją budynek nawet podczas mrozów.
Podsumowanie
Pompy ciepła powietrzne to nowoczesne i ekologiczne urządzenia, które wykorzystują odnawialne źródło energii w postaci ciepła zawartego w powietrzu. Ich działanie opiera się na sprawdzonym termodynamicznym obiegu parowania, sprężania, skraplania i rozprężania czynnika roboczego. Choć koszt zakupu pompy ciepła jest wysoki, to niskie koszty eksploatacji szybko rekompensują tę inwestycję. Coraz więcej domów w Polsce decyduje się na zainstalowanie powietrznej pompy ciepła jako głównego źródła ogrzewania i ciepłej wody.
Najczęstsze pytania
Jaka jest optymalna temperatura pracy pompy ciepła powietrznej?
Powietrzne pompy ciepła działają najefektywniej, gdy temperatura zewnętrzna wynosi od -5 do +35°C. Przy mrozach poniżej -15°C ich wydajność znacząco spada.
Jak głośno pracuje pompa ciepła powietrzna?
Nowoczesne pompy ciepła powietrzne pracują bardzo cicho. Poziom hałasu dobrych urządzeń nie przekracza 40-50 dB, czyli porównywalnie z lodówką.
Jak często trzeba serwisować pompę ciepła?
Zalecane jest wykonywanie przeglądu pompy ciepła raz w roku przez autoryzowany serwis. Regularna konserwacja zapewnia bezawaryjną pracę i wysoką wydajność urządzenia.
Czy pompa ciepła nadaje się do starego domu?
Tak, pompa ciepła może być z powodzeniem zastosowana w starych, nieocieplonych budynkach. Należy jednak wziąć pod uwagę większe zapotrzebowanie na moc grzewczą.
Jak długo działa pompa ciepła?
Przeciętny czas eksploatacji powietrznej pompy ciepła wynosi 15-20 lat. Przy regularnej konserwacji może ona pracować nawet dłużej.
Tagi
Udostępnij
