Pompa ciepła: co to jest, do czego służy i zakres zastosowania

Zapewne osoby, które choć raz pomyślały o autonomicznym ogrzewaniu własnego domu, spotkały się z określeniem „pompa ciepła”, jednak nie do końca rozumiały, co to jest. Dzisiaj postaramy się szczegółowo wyjaśnić to pojęcie.

Ludzie są przyzwyczajeni do tego, że w swoich domach ciepło uzyskuje się poprzez spalanie czegoś. Na przykład wcześniej w każdym prywatnym domu znajdował się piec opalany drewnem. Ludzie palili drewnem, węglem i ogrzewali swoje domy. W zasadzie ten sposób ogrzewania został zachowany do dziś, ale staje się coraz mniej powszechny. W miastach do ogrzewania wieżowców spala się gaz, węgiel i produkty naftowe. Oznacza to, że zasada pozyskiwania ciepła pozostaje taka sama: musisz coś spalić, aby się ogrzało.

Ale musisz zrozumieć, że ta metoda wytwarzania ciepła nie może trwać wiecznie. Wcześniej czy później zasoby do spalania zaczną się wyczerpywać. Ta myśl nie dawała spokoju wielu osobom, dlatego zaczęli myśleć o alternatywnych źródłach ciepła.

Pompa ciepła to jeden z alternatywnych sposobów wytwarzania ciepła. Jeśli się temu przyjrzeć, wokół ludzi panuje dużo ciepła w powietrzu, wodzie i ziemi. Pompa ciepła pomaga wygenerować z nich ciepło bez spalania czegokolwiek.

Pompa ciepła – co to jest?

Pompa ciepła to urządzenie, które wytwarza ciepło z otoczenia i dostarcza je do systemu grzewczego domu.Pompy ciepła zasilane są energią, która jednak nie jest zużywana na ogrzewanie domu, jak w przypadku kominka elektrycznego, ale na przekazywanie ciepła z otoczenia do domu. Dzięki takiemu podejściu efektywność zużytej energii jest znacznie wyższa niż przy bezpośrednim ogrzewaniu domu. Dzięki temu oszczędzana jest energia elektryczna, co pozytywnie wpływa na środowisko.

Pompy ciepła: rodzaje

Pompy ciepła występują w trzech typach, w zależności od sposobu wytwarzania ciepła:

1. Powietrze - wytwarza ciepło z masy powietrza.
2. Geotermalna – wytwarza ciepło z gruntu.
3. Woda - wytwarzaj ciepło z wody rzek, jezior, mórz i źródeł podziemnych.

Zasada działania jest prosta. W jednym z opisanych powyżej środowisk umieszczony jest wymiennik ciepła, który pobiera ciepło z gruntu, powietrza lub wody. Za pomocą pompy ciepła ciepło to jest akumulowane, wzrasta jego temperatura i przesyłane jest do systemu grzewczego domu.

Tak naprawdę każdy człowiek w swoim życiu widział pracującą pompę ciepła. Wybitnymi przedstawicielami tych pomp są lodówki i klimatyzatory. Tak, służą do chłodzenia. Ale pompa ciepła może pracować zarówno w trybie ogrzewania, jak i chłodzenia. Wszystko zależy od tego, jak zorganizowany jest cykl wymiany ciepła. W lodówce cykl termodynamiczny jest zorganizowany w celu chłodzenia. Ale jeśli skierujesz to w odwrotnej kolejności, lodówka będzie działać jako grzejnik. Nie, nie oznacza to, że gdzieś w lodówce znajduje się termodynamiczny przełącznik cykli. Oznacza to, że zasada działania jest diametralnie odwrotna, ale bardzo podobna. Ponieważ bardzo często podczas ogrzewania pompą ciepła instalacja wykorzystuje również freon jako czynnik chłodzący.

W zależności od rodzaju chłodziwa w układach wejściowym i wyjściowym modele pomp ciepła dzielą się na 8 kategorii:

• "ziemska woda";
• "woda woda";
• "powietrze woda";
• „ziemia-powietrze”;
• „woda-powietrze”;
• „powietrze-powietrze”;
• „woda freonowa”;
• „freonowe powietrze”.

„Freon-air” to system chłodzenia w klimatyzatorach i lodówkach. Do ogrzewania częściej stosuje się freon-wodę, powietrze-powietrze i powietrze-woda.

W związku z tym wydajność pompy ciepła i systemu grzewczego będzie zależeć od użytego chłodziwa i warunków klimatycznych. Na przykład w gorących krajach system powietrze-powietrze sprawdził się doskonale. W chłodniejszych krajach częściej stosuje się metodę powietrzno-wodną, ​​jednak skuteczność tego systemu spada w przypadku wystąpienia mrozów poniżej -25. Jeżeli mróz spadnie poniżej, instalacja grzewcza nie będzie w stanie sobie z tym poradzić i konieczne będzie podłączenie dodatkowych źródeł ciepła.

W regionach górskich powszechne są systemy ziemia-powietrze i woda-powietrze. Mieszkańcy krajobrazów górskich aktywnie „wypompowują” ciepło z gór. Ponadto instalacje mogą być zarówno poziome, jak i pionowe. W układach pionowych powszechna jest następująca zasada wytwarzania ciepła:

• kopanie głębokiej studni;
• opuszcza się do niego wymiennik ciepła, przez który przepływa środek przeciw zamarzaniu, rozcieńczony alkohol, freon lub po prostu woda;
• studnia jest wypełniona wodą, a woda „przenosi” ciepło z kamieni do wymiennika ciepła.

Głębokość takich studni sięga 170 metrów.

Generalnie najbardziej efektywną metodą ogrzewania jest pobranie ciepła z gruntu. Ta metoda jest dobra, ponieważ temperatura gleby, nawet na małych głębokościach, pozostaje niezmieniona przez cały rok. Temperatura wody lub powietrza zmienia się, ale ziemi nie. Dlatego instalacje ogrzewania gruntowego są praktycznie niezależne od warunków atmosferycznych.Kraje skandynawskie wyprzedzają resztę w stosowaniu takiego systemu. Mają obsesję na punkcie zielonej energii i ochrony środowiska, co czyni ich trochę lepszymi od innych krajów. Istota tej metody polega na tym, że system grzejników należy zakopać w ziemi na głębokość co najmniej 50 centymetrów, poniżej poziomu zamarzania gruntu. Konwencjonalnie jest to 1,2-2 metry „pod ziemią”. Do układu grzejników wlewa się środek przeciw zamarzaniu, który wprowadzi do domu „ciepło ziemi”. Środek zapobiegający zamarzaniu „napędza” pompę ciepła przez system. Problem z tą metodą jest taki, że jest bardzo droga i zwraca się po nie mniej niż 10-15 latach.

Wniosek

Pompa ciepła jest istotną częścią systemu grzewczego lub chłodniczego, która wykorzystuje ciepło z otoczenia. Pompa ciepła to urządzenie elektryczne, które „przetłacza” płyn wymieniający ciepło przez system grzewczy. Warto go kupić, jeśli planujesz zorganizować w swoim domu autonomiczne ogrzewanie, korzystając z ciepła natury.

Na naszych szerokościach geograficznych ta metoda ogrzewania mieszkań nie jest zbyt powszechna ze względu na jej wysoki koszt, pracochłonność realizacji i specyficzny klimat. Jeśli klimat jest zbyt zimny, ta metoda ogrzewania nie poradzi sobie, więc nadal będziesz musiał korzystać z tradycyjnego ogrzewania.