Co to jest pompa ciepła? Budowa, działanie i zastosowania

Ogrzewanie budynku często generuje bardzo duże koszty. Dlatego coraz więcej osób szuka ekologicznych i jednocześnie ekonomicznych alternatyw dla tradycyjnych kotłów na gaz lub na paliwa stałe. Wśród nich można wyróżnić pompy ciepła. Czym są takie urządzenia, jak działają i jakie są ich najważniejsze komponenty?

Pompa ciepła – co to jest?

Pompa ciepła to urządzenie, które bazuje na przepływie ciepła z obszaru o niższej temperaturze do tego, gdzie jest ona wyższa. Najczęściej z takiej instalacji korzysta się do ogrzewania pomieszczeń i wody użytkowej. Pompa pobiera ciepło z zewnętrznego źródła takiego jak powietrze, grunt lub woda. Zawsze zawierają pewną ilość energii, którą można wykorzystać do ogrzania budynku – również w sezonie zimowym. Źródło, z którego jest pobierane ciepło, zależy od rodzaju pompy. Wyróżnia się urządzenia:

• wodne,
• gruntowe,
• powietrzne.

W większości budynków montuje się pompy powietrzne. Nie wymagają przygotowywania wykopów i prowadzenia instalacji podziemnych. Na niektórych posesjach znacznie lepiej sprawdzą się modele gruntowe lub wodne, które będą działać wydajniej niż system powietrzny.

Pompy ciepła na przestrzeni czasu

Pompy ciepła były używane już w XIX wieku, choć wówczas działały inaczej niż współcześnie. Pierwszy sprzęt tego typu pojawił się w 1824 roku – był to projekt Nicolasa Carnota.

Z czasem pojawiały się coraz nowsze metody produkcji, dzięki którym współczesne pompy ciepła działają wydajnie. Obecnie są też o wiele bardziej funkcjonalne i ekonomiczne, dlatego często sięga się po nie jako alternatywę dla tradycyjnych systemów ogrzewania.

Zgodnie ze statystykami opublikowanymi przez Polską Organizację Rozwoju Technologii Pomp Ciepła w ostatnich latach liczba sprzedanych pomp ciepła wzrosła kilkukrotnie. W 2022 roku było to ponad 200 tysięcy urządzeń wszystkich typów. Dla porównania w 2012 sprzedano zaledwie około 7 tysięcy pomp.

Budowa pomp ciepła

Budowa pompy ciepła różni się w zależnie od jej rodzaju, choć w większości urządzeń są montowane podobne podzespoły. Najważniejsze komponenty takich urządzeń to:

• sprężarka – to “serce” pompy ciepła. Dzięki niej dochodzi do zwiększenia ciśnienia i temperatury czynnika roboczego, co prowadzi do przeniesienia energii z otoczenia o niższej temperaturze do tego, gdzie jest ona wyższa;
• wymiennik ciepła – odpowiada za pozyskiwanie energii z otoczenia. Dzięki niemu jest możliwe pobieranie ciepła nawet z powietrza, którego temperatura wynosi -20 ℃;
• zawór 4-drogowy – pozwala na zmianę kierunku obiegu w pompie ciepła. To umożliwia używanie urządzenia także w trybie chłodzenia. To element opcjonalny (nie montuje się go we wszystkich pompach ciepła);
• grzałka elektryczna – w niektórych modelach montuje się też dodatkowo grzałkę elektryczną, która pełni funkcję szczytowego źródła energii i zabezpiecza układ. Chroni pompę i wymiennik przed zamarzaniem. Wspomaga system również w trakcie zwiększonego zapotrzebowania na moc grzewczą;
• przepływomierz wirowy – zapewnia odpowiedni pomiar przepływu bez względu na zmiany ciśnienia;
• pompa obiegowa – wymusza i kontroluje przepływ wody przez hydrauliczną część instalacji.

Niektóre pompy ciepła są wyposażone również w dodatkowe elementy jak sterownik pogodowy czy system integrujący urządzenie z instalacją zarządzania energią w budynku. W ofercie firm zajmujących się profesjonalnym montażem pomp ciepła, jak np. Duneko, można znaleźć wiele modeli urządzeń. Specjaliści dobierają odpowiedni wariant do specyfiki nieruchomości, jej zapotrzebowania na energię oraz budżetu i potrzeb klienta.

Jak działa pompa ciepła?

Pompa ciepła wytwarza obieg energii między obszarami, w których panują różne temperatury. Urządzenie pobiera ciepło z jednego z trzech źródeł (powietrza, gruntu lub wody zależnie od modelu pompy). Następnie przekazuje je do wnętrza systemu, gdzie dochodzi do jego przetworzenia i przekierowania do instalacji grzewczej w budynku.

W powietrznych pompach ciepła, które są najczęściej wybierane do gospodarstw domowych, bardzo ważny jest wentylator. Ma zapewniać odpowiedni przepływ powietrza przez wymiennik, co pozwala na odbieranie z niego energii. Następnie trafia ona do czynnika chłodniczego, który skrapla się i przekazuje ją do wody lub glikolu. Substancja płynna ogrzana ciepłem z powietrza przedostaje się do modułu hydraulicznego i jest rozprowadzana po systemie grzewczym.

Rodzaje pomp ciepła

Istnieją trzy podstawowe rodzaje pomp ciepła, które wykorzystują różne źródła energii. Wybór odpowiedniego modelu zależy w dużej mierze od budżetu klienta oraz tego, czy na danej posesji jest dostęp do zbiornika wodnego, czy nie. Wyróżnia się pompy powietrzne, gruntowe i wodne.

Pompy ciepła powietrzne

Pompy ciepła powietrzne wykorzystują energię pobieraną z powietrza znajdującego się na zewnątrz budynku. Ich działanie bazuje na wentylatorze, który kieruje masy powietrza w kierunku instalacji i czynnika odbierającego ciepło. By zamontować takie urządzenie, nie trzeba wykopywać studni głębinowej. To uniwersalne urządzenie, które można zamontować w większości budynków.

Pompy ciepła wodne

Pompy ciepła wodne można zamontować tylko tam, gdzie jest dostęp do zbiornika wodnego lub studni głębinowej. Dlatego budowa takiego systemu jest kosztowniejsza i czasochłonna. Jeśli na posesji nie ma naturalnego zbiornika wodnego i jest konieczne wydrążenie studni głębinowej, należy pamiętać o stworzeniu dwóch otworów. Jeden z nich będzie służyć do pobierania ciepła, a drugi – odbierania wody schłodzonej.

Pompy ciepła gruntowe

Pompy ciepła gruntowe pobierają ciepło z ziemi. Składają się z wymiennika pionowego, który umieszcza się w niższych warstwach gleby oraz poziomego montowanego blisko powierzchni. Elementy te odbierają ciepło z gruntu i kierują je do instalacji, gdzie jest zamieniane na energię ogrzewającą budynek lub wodę użytkową. Montaż takich pomp ciepła jest bardziej skomplikowany niż w przypadku modeli powietrznych – wymaga przygotowania głębokich wykopów.

Gdzie najlepiej sprawdzi się pompa ciepła?

Pompy ciepła montuje się zarówno w budynkach mieszkalnych, jak i firmowych, użyteczności publicznej czy przemysłowych. Najważniejsze jest dobranie odpowiedniej mocy urządzenia do wielkości budynku i stopnia jego ocieplenia. To należy do zadań specjalistów z Duneko, którzy zajmują się projektowaniem całego systemu. Wykonują wyliczenia z użyciem opatentowanego algorytmu doboru mocy pompy ciepła, co pozwala na zaspokojenie zapotrzebowania budynku na ciepło – nawet w przypadku bardzo dużych nieruchomości.

Pompa ciepła jest doskonałym sposobem na zmniejszenie kosztów ogrzewania budynku. Wykorzystuje odnawialne źródła energii i pobiera niewielką ilość prądu. Dlatego też inwestycja w system zwraca się już po kilku latach użytkowania, zwłaszcza gdy obiekt jest odpowiednio ocieplony. To coś, na co decydują się właściciele nowoczesnych domów pasywnych oraz starszych budynków w trakcie termomodernizacji.

FAQ

Czy pompa ciepła może działać zimą?

Tak, pompy ciepła są zaprojektowane z myślą o pracy również w niskich temperaturach. Mogą efektywnie ogrzewać budynki nawet podczas dużych mrozów. W powietrzu, gruncie i wodzie przez cały rok jest wystarczająca ilość energii, którą można wykorzystać do dostarczenia ciepła do obiektu.

Czy można zintegrować pompę ciepła z istniejącym systemem grzewczym?

Tak, pompy ciepła mogą być zintegrowane z istniejącymi systemami grzewczymi takimi, jak kotły gazowe czy olejowe w systemach hybrydowych. Ten wybór pozwala na zamontowanie urządzenia w już istniejących starszych budynkach.

Jakie są wymagania dotyczące konserwacji pompy ciepła?

Regularna konserwacja to najczęściej sprawdzanie i czyszczenie filtrów, kontrola czynnika chłodniczego oraz ogólny przegląd systemu co najmniej raz w roku. Przegląd powinni wykonywać specjaliści.

Pompa ciepła – co to jest?

Pompa ciepła to urządzenie, które bazuje na przepływie ciepła z obszaru o niższej temperaturze do tego, gdzie jest ona wyższa. Najczęściej z takiej instalacji korzysta się do ogrzewania pomieszczeń i wody użytkowej. Pompa pobiera ciepło z zewnętrznego źródła takiego jak powietrze, grunt lub woda. Zawsze zawierają pewną ilość energii, którą można wykorzystać do ogrzania budynku – również w sezonie zimowym. Źródło, z którego jest pobierane ciepło, zależy od rodzaju pompy. Wyróżnia się urządzenia:

• wodne,
• gruntowe,
• powietrzne.

W większości budynków montuje się pompy powietrzne. Nie wymagają przygotowywania wykopów i prowadzenia instalacji podziemnych. Na niektórych posesjach znacznie lepiej sprawdzą się modele gruntowe lub wodne, które będą działać wydajniej niż system powietrzny.

Pompy ciepła na przestrzeni czasu

Pompy ciepła były używane już w XIX wieku, choć wówczas działały inaczej niż współcześnie. Pierwszy sprzęt tego typu pojawił się w 1824 roku – był to projekt Nicolasa Carnota.

Z czasem pojawiały się coraz nowsze metody produkcji, dzięki którym współczesne pompy ciepła działają wydajnie. Obecnie są też o wiele bardziej funkcjonalne i ekonomiczne, dlatego często sięga się po nie jako alternatywę dla tradycyjnych systemów ogrzewania.

Zgodnie ze statystykami opublikowanymi przez Polską Organizację Rozwoju Technologii Pomp Ciepła w ostatnich latach liczba sprzedanych pomp ciepła wzrosła kilkukrotnie. W 2022 roku było to ponad 200 tysięcy urządzeń wszystkich typów. Dla porównania w 2012 sprzedano zaledwie około 7 tysięcy pomp.

Budowa pomp ciepła

Budowa pompy ciepła różni się w zależnie od jej rodzaju, choć w większości urządzeń są montowane podobne podzespoły. Najważniejsze komponenty takich urządzeń to:

• sprężarka – to “serce” pompy ciepła. Dzięki niej dochodzi do zwiększenia ciśnienia i temperatury czynnika roboczego, co prowadzi do przeniesienia energii z otoczenia o niższej temperaturze do tego, gdzie jest ona wyższa;
• wymiennik ciepła – odpowiada za pozyskiwanie energii z otoczenia. Dzięki niemu jest możliwe pobieranie ciepła nawet z powietrza, którego temperatura wynosi -20 ℃;
• zawór 4-drogowy – pozwala na zmianę kierunku obiegu w pompie ciepła. To umożliwia używanie urządzenia także w trybie chłodzenia. To element opcjonalny (nie montuje się go we wszystkich pompach ciepła);
• grzałka elektryczna – w niektórych modelach montuje się też dodatkowo grzałkę elektryczną, która pełni funkcję szczytowego źródła energii i zabezpiecza układ. Chroni pompę i wymiennik przed zamarzaniem. Wspomaga system również w trakcie zwiększonego zapotrzebowania na moc grzewczą;
• przepływomierz wirowy – zapewnia odpowiedni pomiar przepływu bez względu na zmiany ciśnienia;
• pompa obiegowa – wymusza i kontroluje przepływ wody przez hydrauliczną część instalacji.

Niektóre pompy ciepła są wyposażone również w dodatkowe elementy jak sterownik pogodowy czy system integrujący urządzenie z instalacją zarządzania energią w budynku. W ofercie firm zajmujących się profesjonalnym montażem pomp ciepła, jak np. Duneko, można znaleźć wiele modeli urządzeń. Specjaliści dobierają odpowiedni wariant do specyfiki nieruchomości, jej zapotrzebowania na energię oraz budżetu i potrzeb klienta.

Jak działa pompa ciepła?

Pompa ciepła wytwarza obieg energii między obszarami, w których panują różne temperatury. Urządzenie pobiera ciepło z jednego z trzech źródeł (powietrza, gruntu lub wody zależnie od modelu pompy). Następnie przekazuje je do wnętrza systemu, gdzie dochodzi do jego przetworzenia i przekierowania do instalacji grzewczej w budynku.

W powietrznych pompach ciepła, które są najczęściej wybierane do gospodarstw domowych, bardzo ważny jest wentylator. Ma zapewniać odpowiedni przepływ powietrza przez wymiennik, co pozwala na odbieranie z niego energii. Następnie trafia ona do czynnika chłodniczego, który skrapla się i przekazuje ją do wody lub glikolu. Substancja płynna ogrzana ciepłem z powietrza przedostaje się do modułu hydraulicznego i jest rozprowadzana po systemie grzewczym.

Rodzaje pomp ciepła

Istnieją trzy podstawowe rodzaje pomp ciepła, które wykorzystują różne źródła energii. Wybór odpowiedniego modelu zależy w dużej mierze od budżetu klienta oraz tego, czy na danej posesji jest dostęp do zbiornika wodnego, czy nie. Wyróżnia się pompy powietrzne, gruntowe i wodne.

Pompy ciepła powietrzne

Pompy ciepła powietrzne wykorzystują energię pobieraną z powietrza znajdującego się na zewnątrz budynku. Ich działanie bazuje na wentylatorze, który kieruje masy powietrza w kierunku instalacji i czynnika odbierającego ciepło. By zamontować takie urządzenie, nie trzeba wykopywać studni głębinowej. To uniwersalne urządzenie, które można zamontować w większości budynków.

Pompy ciepła wodne

Pompy ciepła wodne można zamontować tylko tam, gdzie jest dostęp do zbiornika wodnego lub studni głębinowej. Dlatego budowa takiego systemu jest kosztowniejsza i czasochłonna. Jeśli na posesji nie ma naturalnego zbiornika wodnego i jest konieczne wydrążenie studni głębinowej, należy pamiętać o stworzeniu dwóch otworów. Jeden z nich będzie służyć do pobierania ciepła, a drugi – odbierania wody schłodzonej.

Pompy ciepła gruntowe

Pompy ciepła gruntowe pobierają ciepło z ziemi. Składają się z wymiennika pionowego, który umieszcza się w niższych warstwach gleby oraz poziomego montowanego blisko powierzchni. Elementy te odbierają ciepło z gruntu i kierują je do instalacji, gdzie jest zamieniane na energię ogrzewającą budynek lub wodę użytkową. Montaż takich pomp ciepła jest bardziej skomplikowany niż w przypadku modeli powietrznych – wymaga przygotowania głębokich wykopów.

Gdzie najlepiej sprawdzi się pompa ciepła?

Pompy ciepła montuje się zarówno w budynkach mieszkalnych, jak i firmowych, użyteczności publicznej czy przemysłowych. Najważniejsze jest dobranie odpowiedniej mocy urządzenia do wielkości budynku i stopnia jego ocieplenia. To należy do zadań specjalistów z Duneko, którzy zajmują się projektowaniem całego systemu. Wykonują wyliczenia z użyciem opatentowanego algorytmu doboru mocy pompy ciepła, co pozwala na zaspokojenie zapotrzebowania budynku na ciepło – nawet w przypadku bardzo dużych nieruchomości.

Pompa ciepła jest doskonałym sposobem na zmniejszenie kosztów ogrzewania budynku. Wykorzystuje odnawialne źródła energii i pobiera niewielką ilość prądu. Dlatego też inwestycja w system zwraca się już po kilku latach użytkowania, zwłaszcza gdy obiekt jest odpowiednio ocieplony. To coś, na co decydują się właściciele nowoczesnych domów pasywnych oraz starszych budynków w trakcie termomodernizacji.

FAQ

Czy pompa ciepła może działać zimą?

Tak, pompy ciepła są zaprojektowane z myślą o pracy również w niskich temperaturach. Mogą efektywnie ogrzewać budynki nawet podczas dużych mrozów. W powietrzu, gruncie i wodzie przez cały rok jest wystarczająca ilość energii, którą można wykorzystać do dostarczenia ciepła do obiektu.

Czy można zintegrować pompę ciepła z istniejącym systemem grzewczym?

Tak, pompy ciepła mogą być zintegrowane z istniejącymi systemami grzewczymi takimi, jak kotły gazowe czy olejowe w systemach hybrydowych. Ten wybór pozwala na zamontowanie urządzenia w już istniejących starszych budynkach.

Jakie są wymagania dotyczące konserwacji pompy ciepła?

Regularna konserwacja to najczęściej sprawdzanie i czyszczenie filtrów, kontrola czynnika chłodniczego oraz ogólny przegląd systemu co najmniej raz w roku. Przegląd powinni wykonywać specjaliści.