Jak działa pompa ciepła? Zasada działania i montaż w domu

 Jak działa pompa ciepła? Zasada działania i montaż w domu
Autor Ignacy Gajewska
Ignacy Gajewska13.09.2023 | 7 min.

Pompy ciepła stają się coraz popularniejszym sposobem na ogrzewanie domów i mieszkań. Ich zasada działania oparta jest o wykorzystanie energii cieplnej zgromadzonej w środowisku naturalnym - w powietrzu, gruncie lub wodzie. Dzięki temu pozwalają one na efektywne i ekologiczne uzyskiwanie ciepła. Jak dokładnie działają pompy ciepła i jakie są ich główne zalety oraz wady? W poniższym artykule postaramy się przybliżyć ich działanie.

Na jakiej zasadzie działa pompa ciepła?

Pompy ciepła działają w oparciu o obieg termodynamiczny zwany obiegiem Carnota. Wykorzystują w nim czynnik roboczy (najczęściej jest to czynnik R410A), który krąży w zamkniętym obiegu i zmienia swoje agregaty stany (ciecz-gaz). Sercem pompy ciepła jest sprężarka, która spręża parujący czynnik roboczy, powodując wzrost jego temperatury. Następnie ogrzany gaz oddaje ciepło do instalacji centralnego ogrzewania lub zasobnika ciepłej wody użytkowej. W wyniku oddawania ciepła, czynnik roboczy skrapla się i jego temperatura spada. Schłodzony czynnik ponownie odparowuje, pobierając energię cieplną ze środowiska zewnętrznego - z powietrza, gruntu lub wody. Tak zamyka się obieg i proces może być powtarzany.

Jak pompa ciepła ogrzewa dom i produkuje ciepłą wodę?

Aby pompa ciepła mogła pobierać energię cieplną ze środowiska, konieczne jest zastosowanie dodatkowych elementów zwanych dolnym źródłem. W przypadku pompy powietrznej będzie to parownik z wentylatorem umieszczony na zewnątrz budynku. Pompa gruntowa wymaga wykonania pionowych odwiertów lub poziomych wymienników w gruncie. Z kolei pompa wodna pobiera ciepło z wody gruntowej lub powierzchniowej. Pobrana energia cieplna jest następnie przekazywana do czynnika roboczego znajdującego się wewnątrz pompy ciepła.

Po sprężeniu w parowniku, gorący gaz trafia do skraplacza, gdzie oddaje ciepło do instalacji centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej. Schłodzony czynnik roboczy wraca do parownika i cykl się powtarza. Dzięki temu pompa ciepła potrafi produkować ciepło nawet przy niskich temperaturach powietrza, gruntu lub wody.

Pompa ciepła - rodzaje i działanie poszczególnych typów

Wyróżniamy trzy główne typy pomp ciepła, które różnią się dolnym źródłem pobierania ciepła:

  • Powietrzna - pobiera ciepło z powietrza zewnętrznego. Jest najłatwiejsza w montażu, nie wymaga budowy odwiertów czy wymienników. Jest wrażliwa na niskie temperatury powietrza.
  • Gruntowa - pobiera ciepło z gruntu za pomocą wymienników poziomych lub odwiertów pionowych. Charakteryzuje się wysoką efektywnością i stabilną pracą.
  • Wodna - pobiera ciepło z wód gruntowych lub powierzchniowych. Wymaga dostępu do ujęcia wody. Ma wysoką sprawność.

Poza dolnym źródłem, pompy ciepła różnią się miejscem poboru powietrza przez skraplacz: mogą pobierać powietrze zewnętrzne lub wewnętrzne z pomieszczenia. Te drugie nazywane są pompami ciepła typu monoblok.

Jaką pompę ciepła wybrać do domu jednorodzinnego?

 Jak działa pompa ciepła? Zasada działania i montaż w domu

Wybór odpowiedniego typu pompy ciepła zależy od kilku czynników:

  • Rodzaju budynku i temperatury projektowej instalacji c.o.
  • Możliwości wykonania dolnego źródła (odwiertów, wymienników)
  • Powierzchni działki i jej usytuowania
  • Zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową
  • Warunków klimatycznych danego obszaru

W domach jednorodzinnych często montuje się pompy powietrzne split lub pompy gruntowe z wymiennikami poziomymi. Pompy wodne stosuje się rzadziej ze względu na konieczność dostępu do zbiornika wodnego. Ważny jest też dobór odpowiedniej mocy urządzenia.

Gdzie zamontować pompę ciepła w domu?

Miejsce montażu pompy ciepła w dużej mierze zależy od jej typu:

  • Pompy powietrzne mają jednostkę zewnętrzną montowaną na ścianie lub na specjalnych stojakach.
  • Pompy gruntowe mają jednostkę wewnętrzną w domu, a wymienniki gruntowe na działce.
  • Pompy wodne wymagają dostępu do studni lub zbiornika wodnego.

Jednostka wewnętrzna może być montowana w pomieszczeniach technicznych, piwnicy, garażu lub specjalnej maszynowni. Ważne, aby zapewnić odpowiednią przestrzeń serwisową wokół urządzenia.

Jaki powinien być układ pompy ciepła w domu?

Podstawowy układ pompy ciepła obejmuje:

  • Jednostkę zewnętrzną pompy ciepła (powietrzna) lub wymienniki gruntowe (gruntowa)
  • Jednostkę wewnętrzną z kompresorem i parownikiem
  • Zasobnik c.w.u. z wężownicą
  • Układ rur z czynnikiem roboczym łączący elementy
  • Instalację centralnego ogrzewania rozprowadzającą ciepło

Dodatkowo montuje się układ automatyki i pompy cyrkulacyjne. Całość musi być zamontowana zgodnie z projektem i sztuką instalatorską.

Ile kosztuje montaż i uruchomienie pompy ciepła?

Koszt montażu pompy ciepła w domu jednorodzinnym zaczyna się od 25 000 zł w przypadku powietrznej i może przekroczyć 50 000 zł przy pompie gruntowej. Na kwotę tę składa się:

  • Zakup samej pompy ciepła - od 15 000 do 40 000 zł
  • Wykonanie dolnego źródła - odwiertów lub wymiennika gruntowego
  • Materiały instalacyjne - rury, okablowanie itp.
  • Robocizna ekipy instalatorskiej
  • Uruchomienie i napełnienie układu czynnikiem

Dodatkowo w przypadku wymiany źródła ciepła mogą wystąpić koszty demontażu starej instalacji. Całkowity koszt montażu pompy ciepła należy oszacować indywidualnie dla każdego projektu.

Jakie są wady i zalety stosowania pomp ciepła?

Główne zalety pomp ciepła:

  • Wysoka efektywność - mogą osiągać COP nawet ponad 4
  • Niskie koszty eksploatacji
  • Przyjazne dla środowiska
  • Komfort cieplny i dostęp do c.w.u.
  • Praca bezobsługowa

Ewentualne wady:

  • Wysoki koszt inwestycyjny
  • W niektórych typach wrażliwość na niskie temperatury
  • Konieczność odpowiedniej przestrzeni na montaż

Podsumowując, pompy ciepła mogą być doskonałym sposobem na ogrzewanie domu jednorodzinnego i produkcję ciepłej wody użytkowej. Decydując się na ich montaż, należy dobrać odpowiedni typ i moc urządzenia do własnych potrzeb i możliwości instalacyjnych.

Podsumowanie

Pompy ciepła stanowią nowoczesną i ekologiczną technologię grzewczą wykorzystującą odnawialne źródła energii. Ich zasada działania oparta jest o obieg termodynamiczny czynnika roboczego, który pozwala na efektywne pozyskiwanie ciepła z powietrza, gruntu lub wody. W domach jednorodzinnych najczęściej montuje się pompy powietrzne lub gruntowe. Kluczowe przy wyborze odpowiedniego typu i mocy urządzenia są zapotrzebowanie na ciepło budynku i możliwości wykonania dolnego źródła. Mimo wysokich kosztów inwestycyjnych, pompy ciepła gwarantują niskie koszty eksploatacji i wysoki komfort cieplny przy zminimalizowanym wpływie na środowisko.

Najczęściej zadawane pytania

Pompa ciepła pobiera energię cieplną z otoczenia (gruntu, powietrza, wody) i przekazuje ją do instalacji c.o. i c.w.u. w domu. Wykorzystuje w tym termodynamiczny obieg czynnika roboczego.

Najlepsza pompa ciepła zależy od typu budynku i jego lokalizacji. W domach jednorodzinnych często montuje się modele powietrzne lub gruntowe z wymiennikiem poziomym.

Koszt montażu pompy ciepła zaczyna się od ok. 25 000 zł w przypadku powietrznych i może przekroczyć 50 000 zł przy gruntowych.

Jednostka wewnętrzna pompy ciepła może być montowana w piwnicy, garażu lub specjalnej maszynowni. Jednostki zewnętrzne na ścianie lub specjalnych stojakach.

Do wad pomp ciepła należą: wysokie koszty inwestycyjne, wrażliwość niektórych modeli na niskie temperatury i konieczność zapewnienia miejsca na montaż.

5 Podobnych Artykułów:

  1. Ile prądu zużywa pompa ciepła? Poznaj koszty eksploatacji tego urządzenia
  2. 23000 wnioskodawców oczekuje na zaległe wypłaty - NFOŚiGW i Czyste Powietrze - aktualizacja
  3. Jak obliczyć moc bierną i czynną? Wzory i przykłady obliczeń jednostek mocy
  4. Prosument - definicja, kto to jest i jak zostać prosumentem energetycznym
  5. Elektryczna deska surfingowa - jak wybrać i używać?
tagTagi
shareUdostępnij
Autor Ignacy Gajewska
Ignacy Gajewska

Lubię cieszyć się spokojem w wiejskim otoczeniu i ekologicznym podejściem do życia. Moje teksty skupiają się na OZE, budownictwie, oraz ciekawostkach ze świata kina i seriali.

Oceń artykuł
rating-fill
rating-fill
rating-fill
rating-fill
rating-fill
Ocena: 0.00 Liczba głosów: 0

Komentarze (0)

email
email

Polecane artykuły