Pompy ciepła – zasady działania i wybór rozwiązań - ebook

Od redaktora

Pompy ciepła to maszyny wymuszające przepływ ciepła z miejsca o niższej temperaturze do obszaru o temperaturze wyższej. Ten odwrotny niż w naturze proces jest możliwy dzięki energii dostarczonej z zewnątrz. Stosowanie pomp ciepła to efektywny i ekologiczny sposób ogrzewania budynków i przygotowywania ciepłej wody użytkowej. Wykorzystuje się w nim ciepło zgromadzone w ziemi lub wodach gruntowych czy powietrzu.

Instalacja pompy ciepła wymaga udziału elektryka. Wiedza o różnych rodzajach tych urządzeń jest więc przydatna elektroinstalatorowi. W tej publikacji jej autor – mgr inż. Janusz Strzyżewski, ekspert w zakresie elektryki i budownictwa – przedstawia zasady działania pomp ciepła. W kolejnych rozdziałach opisuje zalety i wady poszczególnych rozwiązań. Wskazuje, gdzie który rodzaj urządzeń może być stosowany. Podaje też, jakich formalności należy dopełnić przed instalacją pomp ciepła.

Zapraszam do lektury

Wiesław WaliszewskiPompy ciepła – zasada działania

Pompy ciepła można podzielić na rodzaje w zależności od typu źródła ciepła. W tym rozdziale przedstawiamy podstawowe informacje na temat sposobu działania pomp ciepła, opisujemy ich elementy oraz wykorzystywane źródła energii.

Podstawy fizyczne działania pomp ciepła

Pompa ciepła działa na tej samej zasadzie co chłodziarka, przy czym przekazywanie ciepła odbywa się w przeciwnym kierunku. Chłodziarka odbiera ciepło zawarte w produktach i oddaje je do otoczenia, a pompa ciepła pobiera ciepło z otoczenia i przekazuje je do systemu ogrzewania.

Pompy ciepła pobierają z otoczenia – gruntu, wody, powietrza – zmagazynowane ciepło słoneczne i oddają je w formie energii cieplnej, która może służyć do ogrzewania wody lub ogrzewania pomieszczeń, a także do obu tych celów jednocześnie. Pompa czerpie ciepło ze źródeł o temperaturze niższej niż temperatura w pomieszczeniach lub temperatura ogrzewanej wody. Pobiera energię cieplną z medium o niższej temperaturze (np. woda gruntowa ma temperaturę 7÷12°C, a powietrze może mieć nawet –20°C) i dostarcza ją do odbiorników o temperaturze +20°C lub wyższej. Proces taki kojarzy się z pompowaniem ciepła z dołu do góry. Od niższej do wyższej temperatury.

Urządzenia sprężarkowej pompy ciepła

Zasadnicza część pompy ciepła umieszczana we wnętrzu budynku swoim wyglądem przypomina większą chłodziarkę albo stojący kocioł grzewczy opalany gazem (rys. 1).

Rys. 1. Pompa ciepła powietrze-woda

W dużym uproszczeniu sprężarkowa pompa ciepła składa się z dwu wymienników ciepła: skraplacza i parownika oraz kompresora i zaworu rozprężnego (rys. 2).

Rys. 2. Schemat pompy ciepła

Glikol z obiegu dolnego źródła, płynąc w wężownicy, odbiera energię cieplną z gruntu, powietrza lub wody. W parowniku pompy podgrzany w ten sposób oddaje ciepło zimnemu czynnikowi chłodniczemu obiegu wewnętrznego pompy ciepła. Czynnik chłodniczy podgrzewa się i odparowuje, stając się gazem. Następnie gaz ten jest sprężany w kompresorze. Wytworzone w tym procesie ciepło zostaje przekazane w skraplaczu do systemu instalacji centralnego ogrzewania budynku lub użyte do podgrzania ciepłej wody użytkowej. Skroplony gaz po przejściu przez zawór rozprężny obniża swoje ciśnienie oraz temperaturę i wraca do parownika, gdzie ponownie odbiera ciepło od czynnika obiegu dolnego źródła i proces zaczyna się ponownie. Podstawą działania pompy ciepła jest wzrost temperatury gazu przy jego sprężaniu i spadek temperatury przy rozprężaniu.

Darmowy fragment