Heiztechnik - Producent kotłów

Blog

Jak działają pompy ciepła?

|

Pompy ciepła wykorzystują dwa zjawiska znane w naturze – parowanie i skraplanie. Aby ciecz zamienić w parę, należy ją ogrzewać, czyli dostarczyć ciepło z dowolnego źródła. Przy skraplaniu, czyli procesie odwrotnym, należy ciepło z pary danego czynnika odebrać – wtedy nastąpi zamiana w ciecz. Temperatura, przy jakiej zachodzą procesy parowania i skraplania zależą od rodzaju cieczy oraz ciśnieniu, przy jakim proces jest prowadzony. Np. woda pod ciśnieniem 1 atm fizycznej wrze w temperaturze 100 oC (wrzenie to proces parowania w całej objętości cieczy, nie tylko na jej powierzchni), a pod ciśnieniem niższym – temperatura wrzenia się obniża. Czynnik chłodniczy stosowany w pompie ciepła ma temperaturę parowania poniżej -40 oC, zatem powietrze o temperaturze -15 oC ma wystarczająco dużo energii, aby taki czynnik ogrzać i odparować. Następnie pary czynnika są kierowane do sprężarki. Sprężany gaz zwiększa swe ciśnienie i temperaturę. Gorący gaz trafia do skraplacza, przekazuje w nim ciepło wodzie grzewczej (która następnie płynie do grzejników), ochładza się i skrapla. Powstała w skraplaczu ciecz ma nadal wysokie ciśnienie, które należy obniżyć, aby możliwe było jej odparowanie w niskiej temperaturze. Za ten proces odpowiada zawór rozprężny. Po zaworze rozprężnym  ciecz o niskim ciśnieniu trafia do parownika, gdzie odparowuje, pobierając ciepło z otoczenia parownika – może to być powietrze w popach ciepła powietrznych lub grunt w pompach ciepła gruntowych. Stąd rozróżniamy pompy ciepła powietrzne i gruntowe.

 

Jak dobrać pompę ciepła?

 

Aby uzyskać najlepszy efekt pracy pompy ciepła, czyli najniższe możliwe dla danego obiektu rachunki za energię elektryczną, należy poprawnie określić zapotrzebowanie budynku na ciepło. Za mała moc pompy ciepła będzie skutkować zbyt częstym załączaniem grzałek elektrycznych, za duża moc pompy ciepła doprowadzi do pracy on off w temperaturach powyżej 7 oC, a takie temperatury spotyka się średnio przez  80 dni sezonu grzewczego. Nowoczesne pompy ciepła to pompy inwerterowe, które pracują płynnie, unikając pracy w trybie on of i dlatego powinny być dobrze dobrane. Zatem jak dobrać pompę ciepła? W budynku modernizowanym instalator dobierze ją na podstawie szczegółowych informacji o dotychczasowym zużyciu paliwa (ilość oleju, gazu czy węgla) lub należy wykonać audyt energetyczny tzw. obliczenie zapotrzebowania cieplnego w skrócie - OZC. W budynku nowo budowanych OZC jest zawarte w dokumentacji projektowej domów. Określona jest też maksymalna moc grzewcza dla obiektu. 

Ile prądu zużywa pompa ciepła?

Zależy to od sprawności pompy ciepła i systemu ogrzewania budynku.

Sprawność charakteryzuje COP. Jest wielkością bezwymiarową i oznacza ile kWh energii grzewczej pompa ciepła, jest w stanie wytworzyć z 1 kWh energii elektrycznej pobranej przez pompę z sieci elektrycznej. Przykład: pompa ciepła ma COP (A7W35)=5. Oznacza to, że gdy  temp zewnętrzna wynosi 7 oC a temperatura zasilania instalacji 35 oC, z 1kWh energii elektrycznej uzyskuje 5 kWh energii grzewczej. COP jest wielkością badaną w uprawnionych do tego ośrodkach, natomiast SCOP jest wielkością obliczaną, uwzględniającą ilość występowania danych temperatur zewnętrznych w trakcie sezonu grzewczego i jest to średnie COP.

Zakładając, że OZC określa zapotrzebowanie CO danego budynku na 15 000 kWh rocznie, a SCOP pompy ciepła dla instalacji grzejnikowej wynosi np. 3 , to roczne zużycie prądu wyniesie 5000 kWh. Dla tego samego budynku, ale z instalacją ogrzewania płaszczyznowego (np. podłogowego) ta sama pompa ciepła ma SCOP na poziomie 4, zatem będzie potrzebowała tylko 3750 kWh rocznie, aby wytworzyć 15000 kWh ciepła. Wynika z tego, że to ile prądu zużywa pompa ciepła, jest także uzależnione od rodzaju instalacji grzewczej budynku. W instalacji grzejnikowej można poprawić SCOP poprzez duże przewymiarowanie grzejników, tak aby do osiągnięcia pożądanej temperatury wewnętrznej wystarczała niska temperatura zasilania.

 

Ile miejsca zajmuje pompa ciepła?

Powietrzna pompa ciepła składa się zazwyczaj z dwóch elementów. Jednostka zewnętrzna, usytuowana minimalnie ok. 40 cm od ściany budynku, ale może być też odsunięta na 10-15 m. Należy tylko pamiętać, że im dłuższe przewody grzewcze, tym większa strata ciepła. Jednostka zewnętrzna to zwykle prostopadłościan, zajmuje do 1m2 powierzchni działki, i w zależności od mocy jego wysokość nie przekracza 180 cm. Jednostka wewnętrzna zawierająca zasobnik cwu ma wysokość do ok.180 cm, szerokość nie powinna przekraczać 70 cm ze względu na wymiary minimalne futryny, głębokość nie przekracza zwykle 1m.