Budowa i zasada działania pomp ciepła

21.05.2024

Rosnąca świadomość ochrony klimatu i środowiska oraz wynikające z niej unijne i krajowe programy pomocowe, a także systematyczny wzrost cen nośników energii to podstawowe przyczyny rosnącej popularności OZE. W ostatnich latach zjawisko to dotyczyło w naszym kraju przede wszystkim systemów fotowoltaicznych, ale coraz większym zainteresowaniem cieszą się instalacje c.o. i przygotowania c.w.u. wykorzystujące pompy ciepła.

 

Czytelnikom niezajmującym się na co dzień tematyką instalacji odnawialnych źródeł energii (OZE) należy się na wstępie wyjaśnienie, czym są pompy ciepła i z czego wynikają korzyści z ich stosowania.

 

Zgodnie z prawami fizyki w warunkach naturalnych energia cieplna przepływa z obszaru o wyższej temperaturze do obszaru o temperaturze niższej. Istnieją jednak urządzenia, które potrafią odwrócić kierunek przepływu ciepła tak, aby płynęło ono z obszaru zimniejszego do cieplejszego, wykorzystując w tym procesie dodatkową porcję energii, w tym przypadku energię elektryczną. Takimi urządzeniami są właśnie pompy ciepła. Nazwa wzięła się z analogii do przepływu wody – aby woda popłynęła „w górę”, potrzebna jest pompa.

 

>>> Odnawialne źródła energii w systemach grzewczych w budynku jednorodzinnym

>>> Zastosowanie pomp ciepła w wentylacji i klimatyzacji

 

budowa pomp ciepła

Rys. 2. Zasada działania pompy ciepła

Budowa pomp ciepła

Podstawowe podzespoły, z których składa się pompa ciepła, to: parownik, skraplacz, sprężarka i zawór rozprężny (rys. 2). Są one połączone rurociągiem, w którym krąży specjalny czynnik zwany chłodniczym. Jego charakterystyczną cechą jest stosunkowo niska temperatura wrzenia. Dzięki tej właściwości czynnik jest w stanie odparować, pobierając ciepło z obszarów o temperaturze nawet znacznie poniżej 0oC. Proces ten zachodzi w parowniku (stąd nazwa tego podzespołu). Cały proces wymiany ciepła w pompie przebiega w następujący sposób:

  • po odebraniu ciepła z dolnego źródła, np. z powietrza otaczającego budynek, wody lub gruntu, i odparowaniu czynnik zostaje zassany przez sprężarkę, a następnie sprężony, w wyniku czego rośnie jego ciśnienie i temperatura;
  • po sprężeniu czynnik o wysokiej temperaturze zostaje wtłoczony do skraplacza, w którym oddaje ciepło do obiegu centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej w budynku;
  • po przejściu przez skraplacz i oddaniu ciepła czynnik ulega skropleniu w wyniku spadku temperatury, a następnie dociera do zaworu rozprężnego, gdzie w trakcie rozprężania spada jego ciśnienie i następuje dalszy, znaczny spadek temperatury;
  • w tym momencie czynnik o bardzo niskiej temperaturze jest gotowy do pobrania ciepła z dolnego źródła i cały wyżej opisany proces się powtarza.

 

W dalszej części artykułu:

Budowa pomp ciepła cd.

Przykładowe schematy instalacji z pompą ciepła

Podział pomp ciepła

 

Cały artykuł dostępny jest w numerze 5/2024 miesięcznika „Inżynier Budownictwa”.

 

Mariusz Ossowski
Główny Specjalista ds. rozwoju OZE
Urząd Dozoru Technicznego
Departament Techniki
Wydział Nowych Technologii

 

 

>>> Wybór pompy ciepła. Jak dobrać moc do potrzeb?

>>> Pompy ciepła – efektywność, moc oraz obowiązki użytkowników i monterów

>>> Powietrzne pompy ciepła – zasada działania, wydajność, koszty

>>> Lekcja języka angielskiego: A heat pump

www.facebook.com

www.piib.org.pl

www.kreatorbudownictwaroku.pl

www.izbudujemy.pl

Kanał na YouTube

Profil linked.in