Decydując się na wymianę starego kotła bądź innego systemu grzewczego, warto wziąć pod uwagę nowoczesne, ale sprawdzone już rozwiązania. Mowa o pompach ciepła, na które zdecydowało się już sporo osób w Polsce. Dlaczego są to urządzenia godne uwagi oraz w jaki sposób działają? Ten wpis spróbuje przybliżyć pompy ciepła wszystkim zainteresowanym oraz przekonać ich do tego, że w wielu przypadkach będą one trafnym wyborem.
Pompa ciepła jako doskonałe rozwiązanie?
Wybór systemu ogrzewania nie tylko w nowych domach, lecz również w tych starszych zależy od wielu czynników. Jednakże dziś coraz więcej osób decyduje się na pompy ciepła i to z kilku ważnych powodów. Są one przede wszystkim stosunkowo tanie w eksploatacji, a konkretne ich rodzaje (np. pompy powietrzne) – również w kupnie i montażu. Także aspekt ekologiczny ma tu ogromne znaczenie, ponieważ pompy ciepła nie uwalniają żadnych szkodliwych związków do atmosfery, tak jak ma to miejsce w przypadku różnego rodzaju kotłów. Ostatecznym argumentem przemawiającym za ich wyborem jest niesamowity komfort użytkowania. Warto zatem lepiej zapoznać się z zasadą działania tego typu urządzeń.
Pompa pompie nierówna
Pomimo że istnieje kilka głównych typów pomp ciepła, to ogólna zasada ich działania opiera się o ten sam mechanizm. Na początku warto zauważyć, że te urządzenia nie produkują niejako energii, lecz pobierają ją z konkretnego ośrodka. Wyróżnić można trzy – powietrze, wodę i grunt. W dzisiejszym artykule zajmiemy się jednak pierwszym przypadkiem, ponieważ jest on najczęściej wybieranym spośród wymienionych. Przede wszystkim dlatego, że to właśnie powietrzne pompy ciepła są najtańsze w zakupie, a sam ich montaż jest stosunkowo niedrogi i mało problematyczny. Jak zatem zbudowana jest powietrzna pompa ciepła?
Z czego się składają pompy ciepła?
Znajomość budowy urządzenia grzewczego jest niezwykle ważna w późniejszym zrozumieniu zasad jego pracy. W instalacji pompy ciepła znajduje się kilka kluczowych elementów, które bezpośrednio odpowiadają za produkcję energii termicznej. Pierwszym elementem jest wentylator tzw. jednostki zewnętrznej, który ma za zadanie zasysać powietrze z otoczenia. Jest on zawsze zbudowany z materiałów, które pozwalają mu na pracę w naprawdę niesprzyjających warunkach. Dzięki temu nawet przy bardzo niskiej temperaturze taki wentylator świetnie sobie radzi.
Sprawne pobieranie ciepła z otoczenia
To, co znajduje się za wentylatorem, to parownik. Pełni on funkcję odbiornika energii cieplnej z dostarczanego przez wentylator powietrza. We wnętrzu tego elementu krąży tzw. czynnik chłodniczy, którego parametry pozwalają na kumulację ciepła. Następnie substancja ta, docierając do obiegu sprężarki oraz oddaniu energii, wraca znów do parownika, a cykl się powtarza. Czym natomiast jest wspomniane urządzenie?
Jak z zimna wykrzesać ciepło?
Co ciekawe, sprężarka jest często określana jako serce każdej instalacji pompy ciepła. Nie bez przyczyny, bowiem jest to jej najbardziej kosztowny element. Co więcej, od jej kondycji zależy, jak długo posłuży nam pompa ciepła. Wracając jednak do sprężarki, ma ona do wykonania dwa zadania: sprężanie oraz rozprężanie czynnika. Co ważne, sprężarka posiada osobny, szczelny obieg substancji chłodniczej, która doskonale znosi jej pracę.
W pompach ciepła stosuje się różnego rodzaju sprężarki, które wykazują się nieco innymi parametrami pracy. Jednakże w każdym przypadku chodzi o sprawienie, żeby temperatura czynnika odbierająca energię z parownika wzrosła. Jak do tego dochodzi? Mechanizm sprężarki odpowiedzialny jest za „ściśnięcie” czynnika. W efekcie wzrasta jego ciśnienie, a co za tym idzie – również temperatura. Wynika to bowiem z zasad fizyki. W takim stanie niejako podgrzany czynnik wędruje dalej, w stronę skraplacza, który odbiera nagromadzone ciepło, a później wraca już wychłodzony do sprężarki, przechodząc przez zawór rozprężny.
Wspomniany natomiast skraplacz to element odpowiedzialny za proces odebrania oraz przekazania ciepła do instalacji rozprowadzającej go po budynku. Znajduje się on już w jednostce wewnętrznej. Co istotne, temperatura czynnika trafiającego do skraplacza jest wyższa od docelowej temperatury pokojowej. Natomiast instalacje pompy ciepła są zazwyczaj niskotemperaturowe. Oznacza to, że doskonale współpracują one z ogrzewaniem podłogowym. W innym przypadku należy wybrać odpowiednie kaloryfery, dostosowane do takiego rodzaju ogrzewania.
Rozprowadzanie ciepła w budynku
Oczywiście oprócz tradycyjnych grzejników można również postawić np. na powietrzny system dystrybucji ciepła. To, na co lepiej się zdecydować, zależy nie tylko od możliwości technicznych budynku. Oprócz tego ważne jest także uwzględnienie komfortu użytkowników. Specjalne urządzenia nawiewowe, pomimo że generują ledwie słyszalne dźwięki, wynikające z pracy wentylatorów, to nie będą wymarzonym wyborem dla każdego. Dlatego też najczęściej spotykanymi rozwiązaniami są właśnie wspomniane powyżej specjalne kaloryfery przeznaczone do ogrzewania niskotemperaturowego czy podłogówki.
Kontrola procesu grzewczego
Warto pamiętać, że prawidłowe działanie instalacji pompy ciepła zależy również od całego systemu kontroli, w tym czujników oraz sterowników. System ten ma za zadanie monitorowanie temperatury wewnętrznej oraz uruchamianie sprężarki, a co za tym idzie – rozpoczynanie cyklu poboru ciepła z zewnątrz. Istotne w tym momencie jest dopasowanie pracy całego układu w taki sposób, aby odpowiednio reagował na zmiany temperatury w budynku. W tym celu należy należycie ustawić parametry włączenia oraz wyłączenia się sprężarki. Zbyt mała różnica w tym zakresie powodować może bowiem zbyt częste uruchamianie się tego urządzenia, a to oznacza drastyczne obniżenie jego żywotności. A tego trzeba unikać jak ognia.
Wiele możliwości instalacji pomp ciepła
Jak widać, zasada działania pomp ciepła wbrew pozorom nie jest skomplikowana. Pracuje ona praktycznie na takiej samej zasadzie co klimatyzacja, tyle że zamiast wyprowadzając ciepło z budynku, pobiera je z zewnątrz. Z tego względu wiele pomp ciepła oferuje już rozwiązania dwutorowe. Dzięki temu urządzenia mogą równocześnie ogrzewać dom zimą, jak również ochładzać go latem. Coraz więcej osób decyduje się na montaż pompy ciepła w nowych budynkach, ponieważ integracja układu klimatyzacji oraz ogrzewania stają się wtedy tańsze.
Co więcej, można również zdecydować się na połączenie dwóch systemów grzewczych. Pompy ciepła doskonale współpracują zarówno z kotłami pelletowymi czy gazowymi, jak i z innym dowolnym ogrzewaniem. Wystarczy tak zaprojektować instalację, aby pozwalała na płynną pracę pompy ciepła. Projektantom zawsze bowiem powinno zależeć na tym, żeby sprężarka uruchamiała się jak najrzadziej. W ten sposób oszczędza się ten element, a jak wspomniane było wcześniej, jest on najkosztowniejszy z całego układu.
Zrozumienie działania pomp ciepła pozwala porównać je z innymi, alternatywnymi systemami grzewczymi. Na pierwszy plan wysuwa się niemalże brak koniecznej obsługi takich układów. Jest to niebywała zaleta pomp ciepła. Dodatkowo wykorzystują one naturalne zasoby do ogrzewania, nie produkując przy tym ani grama spalin. Natomiast wiedząc już, z czym ma się do czynienia, o wiele łatwiej podjąć decyzję w kwestii wyboru nowego systemu ogrzewania.
