Pompa ciepła to zaawansowane technologicznie urządzenie, które odgrywa coraz większą rolę w dziedzinie efektywnego wykorzystania energii i ekologicznego ogrzewania oraz chłodzenia budynków. Jej popularność stale rośnie, a to za sprawą licznych zalet, jakie niesie ze sobą. Ale jak dokładnie wygląda pompa ciepła i jakie są jej podstawowe elementy? W tym artykule zajmiemy się właśnie tym tematem. Dowiemy się, jakie są elementy pompy i jak ona wygląda, aby lepiej zrozumieć jej działanie i potencjał w zakresie oszczędności energetycznych. Zapraszamy do lektury!
1. Rodzaje pomp ciepła
Pompa ciepła może mieć różne typy i konfiguracje. Istnieją pompy gruntowe, wodne i powietrzne. Mogą być typu monoblok i split. W naszym artykule skupimy się na pompie ciepła powietrze-woda typu split, która jest najpopularniejszym rozwiązaniem na rynku. Odkryjemy, z jakich elementów się składa i jak działa, aby przekształcić dostępną energię z otoczenia w przyjemne ciepło lub chłód dla naszych domów i budynków.
2. Budowa pompy ciepła split
Pompa ciepła typu split składa się z dwóch głównych elementów: jednostki zewnętrznej i jednostki wewnętrznej. Ta konfiguracja rozdziela funkcje i umożliwia elastyczne umieszczenie poszczególnych elementów w budynku. Poniżej opiszemy każdy z tych elementów:
2.1. Jednostka zewnętrzna
Jest to część pompy ciepła, która jest umieszczona na zewnątrz budynku, najczęściej na utwardzonym podłożu lub na ścianie.
Składa się z kilku ważnych podzespołów:
- Parownik
Jest rodzajem wymiennika ciepła, który umożliwia czynnikowi roboczemu, pobranie energii cieplnej z otoczenia. Czynnik ten przepływa przez parownik, który składa się ze spiralnej rurki lub lamelowego układu rurek wykonanych z materiału o dobrych właściwościach przewodzenia ciepła. Takim materiałem jest miedź lub aluminium. Konstrukcja parownika ma na celu maksymalne zwiększenie powierzchni kontaktu czynnika z powietrzem, które zawiera energię cieplną.
Proces działania parownika polega na przekazaniu ciepła z otoczenia do czynnika roboczego. Gdy pompa ciepła działa w trybie grzewczym, ciepło jest pobierane z powietrza na zewnątrz i przekazywane do czynnika chłodniczego znajdującego się w parowniku. Czynnik, będąc w kontakcie z ciepłym medium, absorbuje energię cieplną, co powoduje jego parowanie. Następnie para czynnika jest przekazywana do jednostki wewnętrznej, gdzie zostaje dalej przetworzona w celu wygenerowania ciepła lub chłodzenia.
- Sprężarka
Głównym zadaniem sprężarki jest sprężenie czynnika roboczego, który w stanie gazowym opuszcza parownik po pobraniu energii cieplnej z otoczenia. Kiedy czynnik jest sprężany, zarówno jego ciśnienie, jak i temperatura wzrastają. Podniesienie temperatury czynnika roboczego jest kluczowe dla wydajnego przekazywania ciepła do układu grzewczego lub systemu ogrzewania wody. Wyższa temperatura czynnika pozwala na efektywne podgrzewanie wody, która jest następnie rozprowadzana w budynku w celu zapewnienia komfortu cieplnego.
- Zawór rozprężny
Zawór rozprężny jest umieszczony pomiędzy skraplaczem, a parownikiem. Jego podstawowym zadaniem jest kontrolowanie przepływu czynnika roboczego i obniżanie jego ciśnienia. Podczas gdy czynnik roboczy opuszcza skraplacz, jest on w stanie ciekłym i znajduje się pod wysokim ciśnieniem. Gdy czynnik przechodzi przez zawór rozprężny, jego ciśnienie zostaje obniżone. Obniżenie ciśnienia czynnika roboczego powoduje zmniejszenie jego temperatury. Jest to konieczne, aby czynnik był gotowy do pobrania ciepła z otoczenia w parowniku. Zawór rozprężny zapewnia kontrolowany przepływ czynnika, co umożliwia efektywne wykorzystanie energii cieplnej i zapewnia optymalne warunki działania pompy ciepła.
2.2. Jednostka wewnętrzna
Jest to część pompy ciepła, która jest umieszczona wewnątrz budynku, najczęściej w pomieszczeniu technicznym, kotłowni lub garażu.
Podobnie jak jednostka zewnętrzna, składa się z kilku kluczowych elementów:
- Skraplacz
Skraplacz odpowiada za przekazanie zgromadzonej energii cieplnej z czynnika roboczego do medium, które jest podgrzewane, czyli do wody, która zostanie użyta do ogrzewania pomieszczeń lub dostarczania ciepłej wody użytkowej. Skraplacz podobnie jak parownik składa się z cienkich rurek wykonanych z materiału o dobrej przewodności cieplnej. Gdy sprężony czynnik opuszcza sprężarkę, trafia do skraplacza, gdzie jest ochładzany i kondensuje się, zmieniając się z fazy gazowej na fazę ciekłą. W tym procesie uwalniana jest zgromadzona energia cieplna, która zostaje przekazana do przepływającej wody w systemie grzewczym.
- Układ sterujący
Układ sterujący nadzoruje cały proces pracy pompy. Składa się z komponentów, takich jak czujniki, regulatory i układy sterowania. Każdy z tych elementów pełni określoną rolę w monitorowaniu, kontrolowaniu i optymalizacji pracy pompy ciepła. Odpowiednie zarządzanie parametrami i funkcjami pozwala na osiągnięcie wysokiej efektywności energetycznej, optymalnego wykorzystania energii cieplnej i zapewnienie komfortu cieplnego w budynku.
3. Podsumowanie
W artykule zostały przedstawione elementy pompy ciepła, by lepiej zrozumieć jej budowę i zasadę działania, która została omówiona dokładnie tutaj. Pompa ciepła jest nowoczesnym systemem, który zmienia nasze podejście do ogrzewania, chłodzenia i uzyskiwania ciepłej wody użytkowej. Jej zalety, takie jak wysoka efektywność energetyczna, przyjazność dla środowiska i oszczędności finansowe, sprawiają, że staje się coraz popularniejszym wyborem dla wielu osób.