Rodzaje pomp ciepła. Zasada działania powietrznych, gruntowych, wodnych i hybrydowych pomp ciepła

redakcja.regiodomZaktualizowano 
Dwie trzecie kosztów utrzymania domu związane są z jego ogrzewaniem. Dlatego coraz częściej szukamy oszczędnych sposobów ogrzewania. Coraz częściej skłaniamy się ku pompom ciepła, które są komfortowe i tanie w eksploatacji. NIBE
Jest kilka rodzajów pomp ciepła, ale ich mechanizm działania jest bardzo podobny i opiera się głównie na zjawiskach sprężania i rozprężania gazów. Poznajcie rodzaje pomp ciepła i dowiedzcie się, jak działają.

Każdy z nas ma do czynienia z pompami ciepła niezależnie od tego, czy wykorzystuje je do ogrzewania domu czy nie, bo pompa ciepła to urządzenie, które nie wytwarza ciepła, a służy do przekazywania energii cieplnej. I dlatego pompami ciepła są choćby lodówka, zamrażarka czy klimatyzator. Po prostu, urządzenia te to pompy ciepła działające w trybie chłodzenia.

Krótka historia pomp ciepła

– Historia pomp ciepła ma już ponad dwieście lat. Jej początek sięga 1810 roku. Wtedy to szkocki naukowiec J. Leslie skonstruował pierwszy absorpcyjny agregat chłodniczy. Natomiast dwadzieścia lat później amerykański fizyk i wynalazca, Jacob Perkins zbudował chłodziarkę sprężarkową. Natomiast przełom nastąpił w roku 1852, kiedy to Wiliam Thomson opisał zasady działania pomp ciepła. Udowodnił przy tym, że maszyny chłodnicze można z powodzeniem wykorzystać też do ogrzewania – dodaje ekspert marki NIBE.

Pompy ciepła służące do celów c.o. i uzyskania c.w.u. pracują w trybie grzania. W nich ciepło pobierane z dolnego źródła o niższej temperaturze jest przekazywane dzięki energii elektrycznej do górnego źródła o temperaturze wyższej.

Pompy ciepła wykorzystywane do celów grzewczych klasyfikujemy według dolnego źródła zasilania, jakim mogą być: powietrze, grunt i woda.
Ze względu na dolne źródło zasilania pompy ciepła dzielimy na:

  • pompy ciepła powietrzne I,
  • pompy ciepła powietrzne II,
  • pompy ciepła gruntowe,
  • pompy ciepła wodne,
  • pompy ciepła hybrydowe.

Pompy ciepła powietrzne I

Powietrzne pompy ciepła typu I wykorzystują, jako dolne źródło, powietrze zewnętrzne. Ciepło pobierane z tego powietrza może być przekazywane do dwóch górnych źródeł ciepła w budynku. W przypadku, gdy odbiornikiem jest instalacja wodna centralnego ogrzewania i/lub ciepłej wody użytkowej, mamy do czynienia z pompą ciepła powietrze-woda I. Gdy energia przekazywana jest do instalacji ogrzewania powietrznego, pompa ta jest typu powietrze-powietrze I.

Powietrzne pompy ciepła należą do najbardziej rozpowszechnionych w budownictwie indywidualnym. Dzieje się tak ze względu na ich prostą konstrukcję i montaż oraz najniższe koszty montażu spośród pomp ciepła. Przykładowo powietrzną pompę ciepła NIBE SPLIT 6 kW służącą do centralnego ogrzewania budynku można kupić za 13 000 złotych netto, więc instalacja razem z montażem może zamknąć się w kwocie 18 000 złotych.

Powietrzne pompy ciepła są znakomitym rozwiązaniem w domach. Można je, praktycznie bez ograniczeń, zainstalować tam, gdzie nie ma możliwości wykonania wymienników gruntowych lub planujemy wykorzystanie pompy do wspomagania innego, istniejącego już źródła ciepła celem zmniejszenia kosztów ogrzewania.

Pompy ciepła powietrzne II

Ten rodzaj pomp wykorzystywany jest w budynkach z wentylacją mechaniczną. Źródłem dolnym pompy w tym przypadku jest powietrze wylotowe z budynku. Dzięki temu ciepło z wentylacji (tzw. ciepło odpadowe) nie jest przekazywane na zewnątrz budynku, ale jest odzyskiwane. Może być ono przekazywane do instalacji powietrza wlotowego dla pompy typu powietrze-powietrze II lub do wody w instalacji c.o. i c.w.u. dla pompy typu powietrze-woda II.

Pompa ciepła gruntowa

Zastosowanie gruntowych pomp ciepła wiąże się z pewnymi ograniczeniami. dotyczą one: wielkości działki, rodzaju gruntu czy możliwymi do zaakceptowania rozmiarami prac ziemnych. Ten rodzaj pomp wymaga ułożenia w gruncie (poniżej głębokości przemarzania gruntu) kolektora poziomego lub umieszczenia w głębokich odwiertach kolektora pionowego. Kolektory te to system rur wypełnionych specjalnym płynem niezamarzającym.

W związku z koniecznością wykonania źródła dolnego (przeprowadzenie dodatkowych badań geodezyjnych, wykonanie prac ziemnych i zewnętrznych prac instalacyjnych), koszt montażu gruntowej pompy ciepła przekracza cenę montażu pompy powietrznej. Dla przeciętnego domu średnio różnica ta wynosi 15 tys. złotych. Jednak pompy te mają oczywistą przewagę nad pompami powietrznymi, ponieważ gwarantują stabilną temperaturę dolnego źródła, czego nie można powiedzieć o powietrznych pompach ciepła.

Pompa ciepła
Pompa ciepła jest niskotemperaturowym źródłem ciepła. Z tego względu najlepiej jest, gdy instalacja grzewcza w domu jest do tego przystosowana. Im temperatura wody grzewczej będzie niższa, tym pompa ciepła będzie pracować oszczędniej – zużyje mniej energii elektrycznej. NIBE

Wodne pompy ciepła

Dla wodnych pomp ciepła dolnym źródłem energii jest energia hydrotermalna. Pozyskuje się ją z wód podziemnych, powierzchniowych lub morskich. Pompy wodne charakteryzują się wyjątkowo wysoką efektywnością, jednak do ich działania konieczna jest pompa wodna, która zużywa dodatkową energię elektryczną. Ten rodzaj urządzeń wymaga odpowiedniej jakości prędkości przepływu wody przez wymiennik oraz (podobnie jak pompy gruntowe) dodatkowych nakładów na wykonanie instalacji zewnętrznej. Z tego względu dość rzadko wykonuje się je dla małych obiektów.

Hybrydowe pompy ciepła

Stałe dążenie do poprawy całorocznej efektywności energetycznej pomp ciepła wymusiło opracowanie nowych rozwiązań technicznych. W wyniku tych działań powstały nowe konstrukcje – hybrydowe pompy ciepła. Połączenie różnych rodzajów źródeł ciepła pozwoliło wykorzystać ich wyjątkowe zalety, eliminując jednocześnie większość ich wad. W urządzeniach hybrydach najczęściej spotykanym połączeniem jest gruntowa i powietrzna pompa ciepła lub powietrzna pompa ciepła i kocioł gazowy. Aby optymalnie wykorzystać oba źródła ciepła, całością zarządza sterownik mikroprocesorowy.

W ostatnich latach obserwuje się też znaczny wzrost zainteresowania wykorzystaniem pomp ciepła do chłodzenia. Ta sama pompa ciepła, która w okresie zimowym pełni rolę „kotłowni", może być w okresie letnim wykorzystywana do chłodzenia pomieszczeń pełniąc tym samym rolę klimatyzatora.

Pompy ciepła – podział ze względu na funkcjonalność i budowę

Z względu na funkcjonalność i budowę pompy ciepła dzielimy na:

  • pompy ciepła rewersyjne z możliwością chłodzenia aktywnego (do tej grupy zaliczamy większość pomp powietrznych) lub z możliwością chłodzenia pasywnego (wyłącznie pompy gruntowe, ponieważ czerpią chłód z naturalnego źródła chłodu jakim jest grunt);
  • pompy ciepła inwerterowe, których modulowana moc grzewcza umożliwia optymalne dostosowanie ich pracy do bieżącego zapotrzebowania;
  • pompy ciepła jednofunkcyjne (bez zbiornika c.w.u, pracujące wyłącznie na c.o.) i dwufunkcyjne (z wbudowanym ogrzewaczem c.w.u.);
  • pompy jedno- i dwusprężarkowe o większej mocy grzewczej do budynków komercyjnych i przemysłowych (urządzenia te mogą pracować w systemach kaskadowych, osiągając >0,5 MW mocy grzewczej).

polecane: FLESZ: Smartfony zamiast kas fiskalnych.

Wideo

Materiał oryginalny: Rodzaje pomp ciepła. Zasada działania powietrznych, gruntowych, wodnych i hybrydowych pomp ciepła

Rozpowszechnianie niniejszego artykułu możliwe jest tylko i wyłącznie zgodnie z postanowieniami „Regulaminu korzystania z artykułów prasowych”i po wcześniejszym uiszczeniu należności, zgodnie z cennikiem.

Komentarze

Ta strona jest chroniona przez reCAPTCHA i obowiązują na niej polityka prywatności oraz warunki korzystania z usługi firmy Google. Dodając komentarz, akceptujesz regulamin oraz Politykę Prywatności.

Podaj powód zgłoszenia

Nikt jeszcze nie skomentował tego artykułu.
Dodaj ogłoszenie

Wykryliśmy, że nadal blokujesz reklamy...

To dzięki reklamom możemy dostarczyć dla Ciebie wartościowe informacje. Jeśli cenisz naszą pracę, prosimy, odblokuj reklamy na naszej stronie.

Dziękujemy za Twoje wsparcie!

Jasne, chcę odblokować
Przycisk nie działa ?
1.
W prawym górnym rogu przegladarki znajdź i kliknij ikonkę AdBlock. Z otwartego menu wybierz opcję "Wstrzymaj blokowanie na stronach w tej domenie".
krok 1
2.
Pojawi się okienko AdBlock. Przesuń suwak maksymalnie w prawą stronę, a nastepnie kliknij "Wyklucz".
krok 2
3.
Gotowe! Zielona ikonka informuje, że reklamy na stronie zostały odblokowane.
krok 3