Pompy ciepła - zasada działania

Woda w warunkach naturalnych płynie zawsze z góry na dół. Aby odwrócić ten kierunek potrzebujemy użyć pompę, która pracując przenosi wodę z dołu w górę, pobierając w tym celu pewną ilość energii. Im wyżej chcemy wodę wpompować tym więcej zużyjemy energii.

Tak samo jak woda, ciepło w przyrodzie płynie zawsze w jednym kierunku, z miejsca o wyższej temperaturze do miejsca o temperaturze niższej. Pompa ciepła jest urządzeniem pobierającym energię o „niskich parametrach” (temperaturze, ciśnieniu), z otoczenia i dostarczającym ją do budynku już o temperaturze wyższej. W analogii do wody można powiedzieć, że „przepompowuje” ciepło na wyższy poziom, z miejsca o temperaturze niższej do miejsca o temperaturze wyższej. Dzieje się tak, ponieważ „serce” pompy ciepła sprężarka „podnosi” parametry tej energii (ciśnienie i temperaturę) pobierając nieznaczne ilości energii elektrycznej.

W każdej instalacji z pompą ciepła można wyróżnić trzy obiegi.

1. Otoczenie, z którego pobierana jest energia, zwane dolnym źródłem ciepła.

2. Wewnętrzny obieg chłodniczy pompy ciepła.

3. Instalacja grzewcza budynku, zwana górnym źródłem ciepła.



1. Czynnik obiegu dolnego źródła, płynąc w wężownicy, odbiera energię cieplną z gruntu, powietrza lub wody.

2. W parowniku pompy ciepła czynnik obiegu dolnego źródła oddaje ciepło zimnemu czynnikowi chłodniczemu obiegu wewnętrznego pompy ciepła. Czynnik chłodniczy wrze i odparowuje, stając się gazem.

3. Gaz zostaje sprężony przez sprężarkę. Wzrastająca w tym procesie temperatura umożliwia przekazywanie energii w skraplaczu do systemu instalacji centralnego ogrzewania budynku.

4. Skroplony i schłodzony w skraplaczu gaz po przejściu przez zawór rozprężny obniża swoje ciśnienie oraz temperaturę i przepływa do parownika, gdzie ponownie odbiera ciepło od czynnika obiegu dolnego źródła i proces zaczyna się ponownie. 

 

COP (z ang. Coefficient Of Perfor- mance) – współczynnik efektywności energetycznej jest to stosunek energii dostarczonej do budynku w postaci ciepła do energii elektrycznej pobranej przez sprężarkę pompy ciepła ( wg nor- my EN255 ).

COP = Pbud/Pel

Gdzie,

Pbud - energia dostarczana do budynku,
Pel – energia pobierana przez sprężarkę,

COP jest parametrem służącym do oceny efektywności energetycznej pompy ciepła dla danych parametrów pracy. COP jest zmienny i zależy od wielu czynników ale przede wszystkim od temperatury górnego i dolnego źródła ciepła.