Ogólna zasada działania powietrznej pompy ciepła

Pompa powietrzna w rzeczywistości jest pompą typu powietrze/woda. Wykorzystuje ona, jako źródło dolne, powietrze atmosferyczne. System grzewczy z powietrzną pompą ciepła pełni w domu rolę podobną do innych, konwencjonalnych systemów (węgiel, gaz, olej opałowy), czyli ogrzewać pomieszczenia i wodę użytkową (co i cwu).

Powietrze, zasysane do pompy ciepła, oddaje energię do znajdującego się w wymienniku ciepła czynnika chłodniczego. Jest on zimny w stanie ciekłym, a pod wpływem ogrzania powietrzem zmienia stan skupienia (paruje). W tej postaci trafia do sprężarki, gdzie wzrasta jego temperatura i ciśnienie. Następnie wędruje do wymiennika ciepła (skraplacza). Tam oddaje ciepło do wody znajdującej się w zasobniku, a schładzając się ponownie się skrapla i już w postaci ciekłej trafia do zaworu rozprężnego. Tam dochodzi do obniżenia ciśnienia i skierowania ciekłego czynnika chłodniczego do wymiennika ciepła (parownika). Cały cykl pracy zaczyna się od początku.

Powietrzna pompa ciepła jest rozwiązaniem bardzo ekonomicznym. Wykorzystuje ona do pracy nawet do 75 proc. energii z powietrza, a tylko 25 proc. ze źródła konwencjonalnego (sieć energetyczna). Można te wartości zmienić, jeżeli w domu zostaną zainstalowane panele fotowoltaiczne. Wówczas całość energii pobierana będzie ze źródeł odnawialnych.

Rodzaje powietrznych pomp ciepła

Powietrzna pompa ciepła zbudowana jest z kilku obiegów. Ich zadaniem jest pobieranie powietrza, odbieranie z niego ciepła i przekazanie go do obiegu grzewczego. Pod względem konstrukcyjnym rozróżnia się dwa rodzaje dostępnych na rynku powietrznych pomp ciepła:

- Split – składa się z dwóch modułów. Pierwszy – zewnętrzny – zawiera wentylator do pobierania powietrza, parownik, sprężarkę i zawór rozprężny. Drugi – wewnętrzny – składa się ze skraplacza, podgrzewacza wspomagającego (elektrycznego) i pompy obiegowej centralnego ogrzewania. Moduły połączone są ze sobą za pomocą rur chłodniczych

- Monoblok – pompa tego typu składa się z jednego modułu, montowanego na zewnątrz budynku. Zawiera sprężarkę, skraplacz, parownik, wentylator, zawór rozprężny, podgrzewacz elektryczny i pompę obiegową. Instalacja podłączona jest do stacji hydraulicznej, bądź do centrali grzewczej, skąd ciepło przesyłane jest do obiegów.

Obieg nr 1 to pobieranie powietrza przez wentylator i tłoczenie go do parownika. Układ chłodniczy, który się w nim znajduje, wypełniony jest niezamarzającym płynem (zwykle glikolem) o temperaturze zawsze niższej, niż temperatura otoczenia, co umożliwia mu odbieranie ciepła z powietrza nawet przy temperaturze poniżej zera.

Obieg nr 2 to etap, na którym ogrzany płyn przekazuje energię czynnikowi chłodniczemu, który paruje nawet w niskiej temperaturze. Czynnik zmienia stan skupienia, trafia do sprężarki jako gaz i tam zostaje poddany sprężeniu pod wysokim ciśnieniem, a jego temperatura znacznie wzrasta.

Obieg nr 3 to przekazanie uzyskanego ciepła do obiegu grzewczego, gdzie może ono zostać spożytkowane do ogrzania wody grzewczej lub użytkowej.

Następnie gaz, po oddaniu ciepła, schładza się i ponownie się skrapla, jednak wciąż jego temperatura i ciśnienie są wysokie. Dlatego, aby płyn mógł powrócić do obiegu nr 1, powinien przejść przez zawór rozprężny, gdzie ulega dalszemu silnemu schłodzeniu, a jego ciśnienie zostaje obniżone. Dopiero teraz płyn może powrócić do układu chłodniczego.

Zalety i realizacje powietrznych pomp ciepła

Powietrzna pompa ciepła jest rozwiązaniem najczęściej wybieranym przez budujących domy jednorodzinne. Koszty jego montażu są niewielkie w porównaniu z montażem innych systemów grzewczych. Nie wymaga osobnego pomieszczenia na kotłownię, przyłącza gazowego, itp. Emisja szkodliwych gazów do atmosfery jest zerowa, jest to więc rozwiązanie ekologiczne. Nie ma konieczności czyszczenia i rozpalania pieca, kupowania opału, a poziom hałasu urządzenia kształtuje się na poziomie około 30 dB, co można porównać do tykania zegara ściennego.

Powietrzna pompa ciepła w Olsztynie instalowana jest w coraz większej liczbie domów jednorodzinnych, nie tylko nowobudowanych, ale także remontowanych z wymianą systemu grzewczego. Podobnie powietrzna pompa ciepła w Gdańsku i okolicach Trójmiasta znajduje się w większości nowych domów. Dzieje się tak również dlatego, że instalacja pompy ciepła, zwłaszcza w połączeniu z panelami fotowoltaicznymi, znacznie podnosi wartość domu w przypadku ewentualnej odsprzedaży.