Dom

Pompa ciepła - zasada działania i schemat idealny do zrozumienia jak to działa

Autor Janusz Kamiński
Janusz Kamiński17.09.20234 min.
Pompa ciepła - zasada działania i schemat idealny do zrozumienia jak to działa
banner

Pompy ciepła stają się coraz popularniejszym sposobem na ogrzewanie domu oraz podgrzewanie wody użytkowej. Ich zaletą jest wysoka efektywność energetyczna i niskie koszty eksploatacji. Jednak dla wielu osób pompa ciepła nadal pozostaje technologią tajemniczą. W niniejszym artykule wyjaśnimy, czym jest pompa ciepła, jak działa oraz jakie są jej podstawowe elementy i zasada działania.

Jak działa pompa ciepła? Wyjaśnienie w prosty sposób

Pompa ciepła pobiera ciepło z otoczenia (np. z powietrza, gruntu lub wody) i przekazuje je do instalacji grzewczej budynku. Robi to w oparciu o obieg termodynamiczny, który składa się z parownika, sprężarki, skraplacza i zaworu rozprężnego.

W parowniku następuje odparowanie czynnika roboczego, który zamienia się w gaz. Gaz ten zostaje sprężony w sprężarce, co powoduje znaczny wzrost jego temperatury. Następnie trafia do skraplacza, gdzie oddaje ciepło do instalacji grzewczej, a sam skrapla się z powrotem w ciecz. Na końcu w zaworze rozprężnym czynnik roboczy rozpręża się, obniżając swoją temperaturę i może ponownie odparować w parowniku.

Schemat ideowy pompy ciepła - jakie są jej podstawowe elementy?

Podstawowymi elementami pompy ciepła w uproszczonym schemacie ideowym są:

  • Parownik - pobiera ciepło z dolnego źródła i powoduje odparowanie czynnika roboczego
  • Sprężarka - spręża parę czynnika roboczego, zwiększając jego temperaturę
  • Skraplacz - schładza i skrapla czynnik roboczy, oddając ciepło do górnego źródła
  • Zawór rozprężny - obniża ciśnienie i temperaturę czynnika roboczego
  • Obieg czynnika roboczego

Te elementy tworzą zamknięty obieg, który umożliwia transport ciepła z dolnego źródła (np. grunt, powietrze) do górnego źródła (instalacja grzewcza).

Z czego zbudowana jest pompa ciepła?

Pompa ciepła - zasada działania i schemat idealny do zrozumienia jak to działa

Pompa ciepła składa się z wymienionych wcześniej podstawowych elementów, a ponadto zawiera:

  • Obudowę chroniącą wnętrze pompy
  • Automatykę i układy sterowania
  • Elementy zabezpieczające i kontrolno-pomiarowe (czujniki, zawory bezpieczeństwa itp.)
  • Osprzęt hydrauliczny i elektryczny

Nowoczesne pompy ciepła są urządzeniami wysokiej jakości, precyzyjnie wykonanymi i wyposażonymi w szereg układów optymalizujących ich pracę. Elementy składowe pompy umieszczone są w izolowanej akustycznie obudowie.

Jaka jest zasada działania pompy ciepła?

Zasada działania pompy ciepła opiera się na odwróconym obiegu chłodniczym. Polega on na transportowaniu ciepła z dolnego źródła o niższej temperaturze do górnego źródła o wyższej temperaturze. Możliwe jest to dzięki dostarczaniu energii do układu przez sprężarkę.

Kluczowe etapy tego procesu to:

  1. Parowanie czynnika roboczego w parowniku - pobiera ciepło z dolnego źródła
  2. Sprężanie pary przez sprężarkę - gwałtowny wzrost temperatury
  3. Oddawanie ciepła przez skraplacz do górnego źródła
  4. Rozprężenie i obniżenie temperatury czynnika w zaworze rozprężnym

Dzięki temu cyklowi pompa ciepła przenosi ciepło "pod górę", z niższej do wyższej temperatury.

Jak pompa ciepła ogrzewa dom lub wodę?

Pompa ciepła pobiera ciepło z zewnętrznego źródła, a następnie przekazuje je do instalacji centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej. Podstawowe sposoby wykorzystania pompy ciepła to:

  • Ogrzewanie domu - pompa przekazuje ciepło do grzejników lub ogrzewania podłogowego
  • Podgrzewanie wody - pompa podgrzewa zasobnik ciepłej wody użytkowej

Pompa ciepła może pokryć nawet 100% zapotrzebowania na energię cieplną w budynku dzięki pobieraniu ciepła z odnawialnego źródła, jakim jest otoczenie.

Gdzie znajduje się parownik i skraplacz w pompie ciepła?

Umiejscowienie parownika i skraplacza zależy od rodzaju pompy ciepła:

  • W pompie powietrznej parownik znajduje się na zewnątrz, a skraplacz wewnątrz jednostki.
  • W pompie gruntowej parownik umieszczony jest w ziemi, a skraplacz wewnątrz budynku.
  • W pompie wodnej parownik zanurzony jest w ciekach wodnych, a skraplacz znajduje się wewnątrz.

Rozdzielenie parownika i skraplacza umożliwia transport ciepła z zewnątrz do wewnątrz budynku.

Jakie czynniki robocze stosuje się w pompach ciepła?

Pompa ciepła - zasada działania i schemat idealny do zrozumienia jak to działa

Jako czynniki robocze w pompach ciepła najczęściej wykorzystuje się ekologiczne gazy, takie jak:

  • R410A
  • R32
  • R134a
  • R407C
  • R744 (dwutlenek węgla)

Są to związki chemiczne o niskim współczynniku szkodliwości dla środowiska. Ich zastosowanie gwarantuje bezpieczną i efektywną pracę układu pompy ciepła.

Pompa ciepła - koszty eksploatacji i oszczędności

Koszty eksploatacji pompy ciepła są znacznie niższe niż w przypadku tradycyjnych kotłów grzewczych. Dzięki temu inwestycja w pompę ciepła pozwala na uzyskanie wymiernej oszczędności, np:

  • Nawet 60-80% oszczędności w stosunku do ogrzewania gazowego lub olejowego
  • Niższe rachunki za ogrzewanie nawet o 2/3
  • Szybki zwrot poniesionych kosztów (3-7 lat)

Dodatkowo pompa ciepła umożliwia rezygnację z drogich paliw kopalnych na rzecz darmowej energii z otoczenia. To sprawia, że inwestycja w pompę ciepła szybko się zwraca.

Podsumowanie - pompy ciepła to przyszłość ogrzewnictwa

Podsumowując, pompy ciepła działają w oparciu o obieg termodynamiczny, który umożliwia transport ciepła z zewnętrznego źródła do instalacji grzewczej budynku. Dzięki temu pozwalają one wykorzystać odnawialną i darmową energię z otoczenia. Coraz większa popularność pomp ciepła to znak, że stanowią one przyszłość w dziedzinie ogrzewania. Niskie koszty eksploatacji i wymierne oszczędności sprawiają, że inwestycja w pompę ciepła szybko się zwraca.

banner

Najczęstsze pytania

Wybór pompy ciepła zależy od wielu czynników, m.in. typu budynku, dostępnego źródła ciepła i powierzchni do ogrzania. Najpopularniejsze są powietrzne pompy ciepła - łatwe w montażu i niedrogie. Do nowych budynków polecane są gruntowe pompy ciepła o najwyższej efektywności.

Ceny pomp ciepła wahają się od 20 do 60 tys. zł w zależności od mocy i typu urządzenia. Na koszt wpływa też wykonanie dolnego źródła. Można jednak uzyskać dofinansowanie nawet do 30% kosztów.

Zalety to przede wszystkim niskie koszty ogrzewania, wysoka efektywność energetyczna i ekologiczność. Wadami są wysokie koszty inwestycyjne i konieczność dolnego źródła ciepła (np. gruntowy wymiennik).

Inwestycja w pompę ciepła zwraca się już po kilku latach dzięki oszczędnościom na ogrzewaniu rzędu 60-80%. Dodatkowym atutem jest komfort cieplny i korzystanie z odnawialnych źródeł energii.

Główne programy dopłat do pomp ciepła to "Czyste Powietrze", "Mój Prąd" i ulga termomodernizacyjna. Pozwalają one obniżyć koszty inwestycji nawet o kilkadziesiąt procent.

Oceń artykuł

rating-outline
rating-outline
rating-outline
rating-outline
rating-outline
Ocena: 0.00 Liczba głosów: 0

5 Podobnych Artykułów:

  1. Ile prądu wyprodukuje elektrownia fotowoltaiczna 10 kW: Dzienna produkcja kWh
  2. Zarobki przedstawiciela handlowego - ile zarabia handlowiec?
  3. Orange Kołobrzeg - dane kontaktowe i godziny otwarcia salonu
  4. Atakujące ceny fotowoltaiki w 2024! Panele od 19zł/Wp? Sprawdź!
  5. Nowa thermomodernizacja dla firm za mniej - zyskaj do 60% dofinansowania
Autor Janusz Kamiński
Janusz Kamiński

Jako doświadczony budowniczy i doradca w zakresie efektywności energetycznej domów, koncentruję się na łączeniu nowoczesnych technologii, takich jak pompy ciepła, oraz fotowoltaika, z tradycyjnymi metodami budowy. Ukończyłem Budownictwo na Politechnice Krakowskiej i rozszerzyłem swoją wiedzę o zarządzanie projektami budowlanymi. Jako członek Polskiego Stowarzyszenia Budownictwa Ekologicznego, regularnie publikuję artykuły w branżowych czasopismach. Moje praktyczne podejście do budowy przyniosło mi zaufanie klientów, którzy cenią moje skuteczne i ekonomiczne rozwiązania.

Udostępnij artykuł

Napisz komentarz

Polecane artykuły