Nowoczesne pompy ciepła mają za zadanie zamieniać przy pomocy energii elektrycznej niskotemperaturową energię rozproszoną w środowisku (ziemia, powietrze, woda) na ciepło, pozwalające na ogrzanie oraz klimatyzowanie obiektów.
Proces przemiany energii dokonywany przy wykorzystaniu pomp ciepła nie jest kosztowny, a jednocześnie posiada wysoki poziom skuteczności. Płacimy wyłącznie za pobór energii elektrycznej, co stanowi ułamek wytworzonej energii cieplnej. Znaczna większość energii pobierana jest ze środowiska naturalnego w postaci darmowej energii.
Rys 7. Proporcje źródeł energii.
Do najważniejszych zalet opisywanych pomp z pewnością należy ich dwufunkcyjność. Odpowiadają zarówno za ogrzewanie, jak i klimatyzowanie pomieszczeń. Są niezawodne i nie wymagają obsługi. Co ważne – nie powodują one ryzyka wystąpienia pożaru czy wybuchów. Eliminują również zagrożenie zatrucia tlenkiem węgla. Możliwość sterowania poszczególnymi procesami. Brak konieczności budowy dodatkowych elementów, takich jak komin czy przyłącza.
Jak to działa?
Zasada działania sprężarkowej pompy ciepła polega na wykorzystaniu właściwości czynnika roboczego – specjalnego płynu, którym wypełniona jest instalacja wewnętrzna pompy. Płyn, płynąc przez parownik, pobiera ciepło z gruntu lub wody (tzw. dolne źródło ciepła)zamieniając się w gaz. Ogrzany gaz trafia do sprężarki, gdzie ulega kompresji, a temperatura jego znacznie wzrasta.
Podgrzany czynnik trafia do skraplacza, gdzie ochładza się, a swoje ciepło oddaje wodzie wypełniającej instalację grzewczą i cwu, nazywanych górnym źródłem ciepła. Następnie ochłodzony płyn przechodzi przez zawór rozprężny, gdzie następuje redukcja wysokiego ciśnienia i powrót do parownika, by cały proces rozpoczął się ponownie.
Rys. 8. Schemat działania pompy ciepła.
Integralną częścią pompy ciepła jest wbudowany sterownik, umożliwiający bezobsługową eksploatację całego systemu, zapewniając sterowanie wszelkimi procesami związanymi zarówno z ogrzewaniem jak i chłodzeniem.
Dolne źródła ciepła
Kolektory gruntowe poziome to ułożone w jednej płaszczyźnie rury polietylenowe, które są wypełniane wodnym roztworem glikolu. Rury są układane w rozstawie co 1m na głębokości ok 1,5m poniżej poziomu tereny. Zastosowany roztwór glikolu pozostaje w obiegu dzięki pompie dolnego źródła ciepła. W trakcie obiegu ogrzewa się od gruntu a następnie transportuje uzyskaną energię do pompy ciepła. Następnie w parowniku następuje odebranie energii z roztworu glikolu, czyli jego ochłodzenie.
Zaleca się aby teren na którym zostanie umieszczony kolektor był duży i przede wszystkim nie posiadał zabudowy a także drzew.
Inną opcją wykorzystania energii z wewnątrz ziemi jest kolektor gruntowy pionowy. Składa się on również z rur polietylenowych, które umieszcza się w specjalnie przygotowanych odwiertach o głębokości od 40 do 100m. Tak umieszczone rury tworzą petlę, połączoną szeregowo o odległości między odwiertami od 5 do 8m.
Zaletą tego rozwiązania jest znacznie mniejsze zapotrzebowanie na teren (w porównaniu do rozwiązania poziomego).
Studnie głębinowe stanowią najtańsze i niezajmujące dużej powierzchni dolne źródła ciepła dla pomp ciepła. Ponieważ woda jest bardzo dobrym nośnikiem ciepła (energii cieplnej), urządzenia pracujące na tym nośniku mają wysoką efektywność. Mankamentem jest jednak wymagana duża wydajność źródła wody i jego stała temperatura powyżej +8 C. Odległość między dwoma studniami czerpną i zrzutową wynosić powinna ok. 20 m.
Ciepło odpadowe z procesów technologicznych jest najbardziej ekonomicznym dolnym źródłem ciepła. Zastosowanie pompy ciepła pozwala więc na równoczesne dostarczenie energii do ogrzewania i obsłużenia procesów chłodniczych.
Przykładowymi gałęziami przemysłu, w których zastosowanie pompy ciepła łączy ze sobą procesy technologiczne są: oczyszczalnie ścieków, mleczarnie, zakłady przetwórstwa mięsnego, baseny itp.
Zalety
Systemy grzewcze, bazujące na oferowanych przez nas pompach ciepła znanych marek Vatra, Stiebel Eltron, Danfoss są instalacjami zaawansowanymi technologicznie i wykorzystują najnowsze osiągnięcia techniki, służące obniżeniu kosztów ogrzewania.
Zalety pomp ciepła:
- dwufunkcyjność tj. możliwość ogrzewania i klimatyzacji,
- niezawodność, bezobsługowość i nowatorskie rozwiązania, umożliwiające sterowanie dowolnymi procesami takimi jak: ogrzewanie konwekcyjne, nadmuchowe, przygotowanie cwu,
- współpraca z układem solarnym, siłownią wiatrową, fotoogniwami,
- niezmienna sprawność przez cały czas eksploatacji,
- najwyższy współczynnik efektywności COP,
- brak konieczności budowy komina, składu opału, przyłącza gazu itp.,
- brak ryzyka pożaru, wybuchu i zatrucia tlenkiem węgla,
- wykorzystanie ciepła odpadowego z procesów technologicznych,
- najniższe koszty eksploatacji.
