Jak działa pompa ciepła powietrze?

1234 Wyświetlenia 6 Lubię
Wysłany dnia: 2023-09-07
 

Powietrzna pompa ciepła jest jednym z popularniejszych rozwiązań w dziedzinie ogrzewania i chłodzenia budynków. Działa na zasadzie pobierania ciepła z powietrza zewnętrznego i przekazuje je do pomieszczeń wewnątrz. Korzystając z energii odnawialnej, pompa ciepła powietrze pozwala oszczędzać na kosztach ogrzewania. Jeśli chcesz dowiedzieć się, jak dokładnie działają powietrzne pompy ciepła, przeczytaj poniższy artykuł. Powietrzne pompy ciepła charakteryzują się prostym i szybkim montażem oraz dużą efektywnością pracy. Podczas zimy mogą dostarczać ciepło do pomieszczeń, a latem służyć do chłodzenia. Dzięki temu są wszechstronnym i ekonomicznym rozwiązaniem zarówno dla domów jednorodzinnych, jak i obiektów przemysłowych.

Czym są powietrzne pompy ciepła?

✅ Powietrzne pompy ciepła są urządzeniami wykorzystującymi energię ze środowiska zewnętrznego - powietrza do podgrzewania lub schłodzenia pomieszczeń lub ogrzania wody użytkowej w domach i budynkach. Dzięki wykorzystaniu energii odnawialnej z otoczenia, pompy ciepła są bardziej energooszczędne i przyjazne dla środowiska niż tradycyjne systemy grzewcze oparte na spalaniu paliw kopalnych. 

Powietrzne pompy ciepła mogą być stosowane zarówno w nowych budynkach, jak i do modernizacji istniejących systemów grzewczych. Mogą być również używane w połączeniu z innymi źródłami ciepła, takimi jak kolektory słoneczne. W przypadku montażu powietrznej pompy ciepła istotne jest zapewnienie odpowiedniej przestrzeni do umieszczenia urządzenia oraz regularne konserwacje w celu utrzymania jego efektywności. Pompy ciepła są coraz bardziej popularnym rozwiązaniem w dziedzinie energooszczędnych technologii grzewczych, dając użytkownikom oszczędności finansowe i redukując emisję gazów cieplarnianych. 

Rodzaje powietrznych pomp ciepła - podział ze względu na medium

✅ Wyróżniamy dwa podstawowe rodzaje powietrznych pomp ciepła ze względu na stosowane medium. Pierwszym rodzajem jest pompa ciepła powietrze-powietrze, gdzie ciepło jest pobierane z powietrza na zewnątrz budynku i przekazywane do wewnątrz. Drugim rodzajem jest powietrze-woda, w którym ciepło jest pobierane z powietrza na zewnątrz budynku i przekazywane do systemu grzewczego do podgrzania wody. Poniżej opisujemy bardziej szczegółowo każdy z tych rodzajów.

Pompa ciepła powietrze-powietrze

✅ Pompy ciepła powietrze-powietrze są tanie, powszechnie stosowane i mogą pełnić dwie funkcje - ogrzewanie powietrza wewnątrz budynku lub jego chłodzenie (pompa działa wtedy jak klimatyzator). Ciepło pobierane jest z powietrza na zewnątrz budynku i przekazywane do pomieszczeń wewnątrz. Dzięki temu, pompy ciepła powietrze-powietrze są dość energooszczędne i przyjazne dla środowiska. 

W okresie zimowym mogą skutecznie ogrzewać wnętrza, zapewniając komfort termiczny. Natomiast w gorące dni, mogą działać jako klimatyzatory, odprowadzając ciepło na zewnątrz i zapewniając przyjemny chłód. Dzięki swojej wszechstronności, pompy ciepła powietrze-powietrze są dobrym rozwiązaniem dla domów i budynków o różnych potrzebach termicznych. 

Pompa ciepła powietrze-woda

✅ Pompy ciepła powietrze-woda są efektywnymi systemami grzewczymi, które mogą służyć jako główne źródło ciepła w domach i budynkach. Wykorzystują one energię zawartą w powietrzu zewnętrznym, aby wyprodukować ciepło, które jest przekazywane do instalacji grzewczej. 

Co więcej, pompy ciepła powietrze-woda są również wykorzystywane do podgrzewania wody użytkowej w gospodarstwach domowych. Dzięki temu nie tylko zapewniają ciepło do ogrzewania pomieszczeń, ale również dostarczają gorącą wodę do codziennego użytku Jest to ich duża przewaga w porównaniu z pompami ciepła powietrze-powietrze. Powyższe zalety sprawiają, że są one popularnym wyborem dla osób, które pragną efektywnie podgrzewać zarówno powietrze w budynku, jak i wodę użytkową.

Rodzaje powietrznych pomp ciepła - podział ze względu na budowę

✅☑️Rodzaje powietrznych pomp ciepła można podzielić ze względu na budowę na pompę typu monoblok oraz split. Monoblok składa się z jednego bloku, który zawiera wszystkie komponenty (sprężarkę, skraplacz, parownik z wentylatorem, zawór rozprężny oraz pompę obiegową). Tego typu pompy są łatwe w montażu i nie wymagają dużej przestrzeni, ale są mniej energooszczędne. Pompa typu split oznacza, że jednostka wewnętrzna i zewnętrzna są od siebie oddzielone. Jednostka wewnętrzna jest instalowana wewnątrz budynku, a zewnętrzna na zewnątrz. Te pompy są bardziej energooszczędne, ale wymagają większego nakładu pracy przy montażu. 

Pompa powietrzna typu monoblok

✅ Pompa ciepła powietrzna monoblok to urządzenie, które może być zamontowane zarówno wewnątrz budynku, jak i na zewnątrz. Umiejscowienie wewnętrzne wiąże się z większym hałasem, ale wydłużoną żywotnością ze względu na kontrolowane - sprzyjające warunki pod kątem temperatury i wilgoci. Z kolei montaż na zewnątrz budynku skutkuje zmniejszeniem hałasu, jaki generuje urządzenie podczas pracy, lecz w tym przypadku konieczne będzie zabezpieczenie instalacji przed zamarzaniem.

Pompa typu monoblok to jeden z najczęściej wybieranych rodzajów pomp ciepła, ze względu na swoje liczne zalety. Jedną z nich jest możliwość szybkiego i łatwego montażu, co sprawia, że jest to idealne rozwiązanie nawet dla małych obiektów.

✅ Monoblokowa pompa ciepła powietrza ma swoją specyfikę, która szczególnie ujawnia się w regionach o surowych zimach lub w przypadku awarii prądu. ☑️Aby zapobiec zamarzaniu pompy ciepła (jej obieg znajduje się na zewnątrz), zaleca się jej zabezpieczenie za pomocą płynu przeciwzamrożeniowego (glikolu). Dodatkowo, cały system powinien być odseparowany od systemu budynku za pomocą specjalnego płytowego wymiennika ciepła przeznaczonego dla pomp ciepła (ponieważ chcemy uniknąć zalewnia glikolem również instalacji CO w budynku).

Poniżej znajdziesz przykłady takich wymienników (dla większych pomp ciepła).

Pompa powietrzna typu split

Pompa powietrzna typu split składa się z dwóch układów (zewnętrznego oraz wewnętrznego) połączonych rurami. Jest to urządzenie, które montuje i napełnia czynnikiem chłodniczym instalator odpowiednio przeszkolony i posiadający odpowiednie uprawnienia. Montaż pompy powietrznej typu split jest procesem precyzyjnym, który wymaga dokładności i znajomości zasad działania systemu. Instalator musi również wiedzieć, jak bezpiecznie obsługiwać czynnik chłodniczy. Montaż wymaga odpowiedniego przygotowania terenu, a także podłączenia do sieci zasilającej. Powietrzne pompy ciepła typu split są popularne ze względu na swoją efektywność energetyczną i możliwość podzielenia systemu na część zewnętrzną i wewnętrzną, co eliminuje problem hałasu w budynku. Do ich zalet należy również zaliczyć:

  • ✅ brak ryzyka zamarznięcia, ze względu na wypełnienie instalacji czynnikiem chłodniczym zamiast wodą,
  • łatwy transport,
  • małe straty ciepła.

Schemat działania powietrznych pomp ciepła

Powietrzne pompy ciepła są coraz bardziej popularnym i skutecznym urządzeniem grzewczym. Główną ich funkcją jest wykorzystywanie dostępnego w powietrzu na zewnątrz budynku ciepła do ogrzania wody użytkowej oraz ogrzewania lub chłodzenia domu. 

Schemat działania tych urządzeń opiera się na wykorzystaniu cyklu termodynamicznego, który umożliwia pobranie ciepła z zewnętrznego środowiska i przekazanie go do wnętrza budynku. Dzięki pompom ciepła można znacząco zredukować rachunki za energię, co przyspiesza zwrot zainwestowanych środków. Zasada ich działania zostanie wytłumaczona bardziej szczegółowo poniżej.

Pierwszy obieg i dolne źródło ciepła

✅Dolne źródło ciepła to miejsce, skąd ciepło jest pobierane i przekazywane do układu grzewczego. W powietrznej pompie ciepła jest to powietrze na zewnątrz budynku.

W pierwszym obiegu wentylator pobiera powietrze znajdujące się na zewnątrz budynku i dostarcza je do parownika. W parowniku (rodzaju wymiennika ciepła) znajduje się układ chłodniczy wypełniony cieczą chłodniczą. Różnica temperatur między cieczą a powietrzem pozwala na transfer ciepła między tymi mediami. Ciecz odbiera ciepło z powietrza, nawet gdy na zewnątrz panuje ujemna temperatura. Ciecz, pobierając ciepło z powietrza, paruje i ma miejsce zmiana jej stanu skupienia z ciekłego na gazowy. W kolejnym kroku ogrzany i rozprężony gaz jest transportowany do obiegu drugiego. 

Drugi obieg

✅Czynnik w postaci gazowej trafia do sprężarki, gdzie ma miejsce jego sprężenie (wzrost ciśnienia) oraz ogrzanie do jeszcze wyższej temperatury. Następnie sprężarka przetłacza pary czynnika do skraplacza.

Trzeci obieg i górne źródło ciepła

✅Górne źródło ciepła w powietrznej pompie ciepła to termin używany do określenia instalacji grzewczej służącej do podgrzania powietrza lub wody użytkowej w budynku.

W trzecim obiegu czynnik roboczy w postaci sprężonego gazu o wysokiej temperaturze trafia do skraplacza (wymiennika ciepła), w którym ma miejsce kondensacja, czyli zamiana gazu w ciecz. Skraplacz omywany jest wodą grzewczą. W wyniku tego procesu dochodzi do transferu ciepła i ogrzaniu ulega woda grzewcza służąca do ogrzania budynku, z kolei czynnik roboczy ulega schłodzeniu i skropleniu.

Ostatnim krokiem jest powrót skroplonego czynnika do parownika poprzez zawór rozprężający, gdzie ma miejsce spadek ciśnienia i temperatury czynnika do wartości osiąganych na początku w parowniku.

✅☑️ Powyższe obiegi powtarzają się cyklicznie.

Jeśli chcesz zainstalować powietrzną pompę ciepła typu monoblok - i w celu zabezpieczenia jej przed mrozem decydujesz się na wypełnienie obiegu glikolem -, konieczny będzie dobór odpowiedniego wymiennika ciepła płytowego - aby móc połączyć obieg glikolowy PC z obiegiem CO w domu. W naszej ofercie znajdziesz pełny katalog wymienników przeznaczonych do podłączania pomp ciepła - zarówno niewielkich jednostek jak i dość dużych systemów, m.in. następujące modele:

___________

Aktualizacja: maj 2024

 
Opublikowany w: Wymienniki ciepła i wszystko z nimi związane, Pompy ciepła i wszystkie aspekty ich funkcjonowania

Zostaw komentarz

Kod bezpieczeństwa