Jak działa powietrzna pompa ciepła?

W czasach powszechnych starań o zażegnanie kryzysu klimatycznego, kurczących się zapasów paliw kopalnych i rosnących cen energii, coraz częściej zwracamy się ku ekologicznym, a przy tym efektywnym metodom ogrzewania domów i przygotowania ciepłej wody użytkowej. Gdzie tylko można kotły węglowe, olejowe czy gazowe zastępuje się pompami ciepła – urządzeniami, które energię czerpią z natury. Jak działa powietrzna pompa ciepła?

Technologia nowoczesna, choć nie nowa

Wszystko zaczęło się od chłodnictwa. Prace nad pierwszymi chłodziarkami wiele dziesiątek lat temu okazały się niezbędną podstawą, by powstała pierwsza w pełni użytkowa pompa ciepła. Jej początków można upatrywać już w 1928 roku, kiedy to rozpoczęto ogrzewanie ratusza w Genewie przy wykorzystaniu ciepła wód Jeziora Genewskiego. Co ma jednak wspólnego grzanie z chłodzeniem? Otóż w obu przypadkach wykorzystuje się dokładnie te same procesy fizyczne. W skrócie: pompa ciepła działa jak lodówka, tylko odwrotnie.

Energia niemal darmowa

Powietrzne pompy ciepła KAISAI czerpią nawet 3/4 energii z natury. Mało kto zdaje sobie sprawę z faktu, że nasze otoczenie jest wręcz naładowane energią, występującą zarówno w ziemi, wodach gruntowych, jak i w powietrzu. Kwestia tylko w znalezieniu sposobu na jej pozyskanie i przetworzenie tak, by stanowiła źródło ciepła dla domu.

Rozróżniamy trzy typy pomp ciepła:

• pompa gruntowa, pobierająca energię z ziemi,
• wodna, gdzie energia pochodzi z wód gruntowych,
• powietrzna pompa ciepła.

Zasada działania w przypadku każdej z nich jest dokładnie ta sama, odmienność każdego z typów leży wyłącznie w środowisku, z którego pozyskiwane jest ciepło. Najpowszechniej stosuje się urządzenia, w których źródło ciepła stanowi powietrze.

Jak działa powietrzna pompa ciepła – proces

Podstawowe elementy urządzenia to: wentylator, parownik, sprężarka, zawór 4-drogowy i skraplacz.

Zasysane do pompy powietrze oddaje swoją energię cieplną w parowniku do czynnika chłodniczego, który w stanie ciekłym jest zimny. Podgrzany powietrzem czynnik paruje zmieniając stan skupienia na gazowy (w tym procesie pozyskiwana jest energia nawet z bardzo zimnego powietrza) i trafia do sprężarki. Tam znacznie rośnie jego ciśnienie i temperatura. Gorący czynnik w stanie gazowym przekazywany jest następnie do skraplacza i oddaje swoją energię cieplną do wody. Po schłodzeniu czynnik wraca do stanu ciekłego i przez zawór rozprężny, gdzie następuje obniżenie jego ciśnienia, kierowany jest ponownie do parownika – i cały cykl się powtarza.

Wymienione wyżej procesy zachodzą w każdym urządzeniu, bez względu na pochodzenie inicjalnego źródła energii – czy jest to wersja gruntowa, wodna, czy też pompa ciepła powietrzna.

Jak działa powietrzna pompa ciepła już wiemy, ale by dobrać odpowiedni dla danego domu model, powinniśmy poznać jeszcze inne aspekty całego zagadnienia.

Jak wybrać optymalną pompę ciepła?

Systemy gruntowe i pozyskujące energię z wody wymagają wykonania instalacji umożliwiającej pobieranie ciepła ze źródła. To zaś oznacza, że najprostszym rozwiązaniem są urządzenia typu powietrze – woda. Gdy jednak zagłębimy się w szeroką ofertę przeróżnych modeli, już pierwszy rzut oka na powietrzne pompy ciepła KAISAI postawi przed nami kolejny dylemat: monoblok czy split? Jedno i drugie to typowa powietrzna pompa ciepła, zasada działania pozostaje więc niezmienna, ale główna różnica leży w konstrukcji. By ową różnicę sobie unaocznić, przyjrzyjmy się konkretnym przykładom.

Pompa ciepła Arctic (KHC) jest urządzeniem typu monoblok, co oznacza, że cała opisywana wcześniej instalacja czynnika chłodniczego ze wszystkimi jej składowymi, czyli parownikiem, sprężarką i skraplaczem umieszczona jest wewnątrz obudowy jednostki zewnętrznej. Podstawową korzyścią płynącą z zastosowania tego rozwiązania jest oszczędność miejsca wewnątrz budynku, a także łatwiejszy i tańszy montaż. Umieszczana w całości na zewnątrz domu, fabrycznie hermetyczna pompa nie wymaga bowiem od instalatorów specjalnych uprawnień, ponieważ wystarczy tylko połączyć ją z układem centralnego ogrzewania.

System split, o czym świadczy już sama jego nazwa, jest podzielony na dwie części: wewnętrzną z pompą układu wodnego, skraplaczem i grzałką elektryczną, oraz zewnętrzną mieszczącą pozostałe komponenty pompy. Za główną zaletę pompy ciepła Split Arctic trzeba uznać możliwość pracy w bardzo szerokich zakresach temperatury otoczenia, oraz brak konieczności zabezpieczania układu wodnego przed zamarznięciem w przypadku awarii zasilania. Należy przy tym pamiętać, że aby wykonać połączenie chłodnicze pomiędzy jednostką zewnętrzną i wewnętrzną wymagane są specjalne uprawnienia F-gaz.

Zapewnienie komfortu termicznego domowników połączone ze świadomością dołożenia cegiełki do poprawy stanu środowiska naturalnego i niebagatelnymi oszczędnościami w postaci niższych rachunków za ogrzewanie – to wszystko może potencjalnemu użytkownikowi zapewnić pompa ciepła powietrzna. Jak działa? O tym najlepiej przekonać się samemu.