Pompy ciepła próba

Autor: mgr inż. Janusz Strzyżewski
- Absolwent Wydziału Elektrycznego Politechniki Warszawskiej.
- Doświadczenie w projektowaniu, budowie, i eksploatacji instalacji elektrycznych oraz oświetlenia w budownictwie.
- Członek Centralnego Kolegium Sekcji Instalacji i Urządzeń Elektrycznych, Polskiego Komitetu Oświetleniowego SEP, Izby Inżynierów Budownictwa.
- Publikacje: e-lettery oraz artykuły w poradniku „Instalacje elektryczne w praktyce”.
Kierownik Grupy Wydawniczej: Julita Lewandowska-Tomasiuk
Wydawca: Rafał Kępka
Redaktor prowadzący: Wiesław Waliszewski
Koordynator produkcji: Mariusz Jezierski
Korekta: Zespół
ISBN 978-83-269-6449-7
Copyright by Wydawnictwo Wiedza i Praktyka sp. z o.o.
Wydawnictwo: ul. Łotewska 9a, 03-918 Warszawa, tel. 22 518 29 29

Pompy ciepła to maszyny, które wymuszają przepływ ciepła z miejsca o niższej temperaturze do miejsca o temperaturze wyższej – proces przeciwny do naturalnego.
Proces ten możliwy jest dzięki energii dostarczonej z zewnątrz.
Pompy ciepła wykorzystują ciepło zgromadzone w ziemi, wodach gruntowych czy powietrzu do ogrzewania budynków i podgrzewania wody użytkowej.

Pompa ciepła działa podobnie jak chłodziarka, ale przekazuje ciepło w przeciwnym kierunku.
- Chłodziarka odbiera ciepło z produktów i oddaje je do otoczenia.
- Pompa ciepła pobiera ciepło z otoczenia i przekazuje je do systemu ogrzewania.
Ciepło może być pobierane z medium o niższej temperaturze, a dostarczane do odbiorników o temperaturze wyższej.
- Przykłady temperatur: woda gruntowa 7-12°C, powietrze do -20°C, temperatura w pomieszczeniach +20°C lub wyższa.

Sprężarkowa pompa ciepła składa się z:
- dwóch wymienników ciepła: skraplacza i parownika.
- kompresora oraz zaworu rozprężnego.
W parowniku glikol z obiegu dolnego źródła odbiera energię cieplną, podgrzany czynnik chłodniczy odparowuje i przekształca się w gaz.
- Gaz jest sprężany w kompresorze, ciepło jest przekazywane do systemu centralnego ogrzewania lub do podgrzewania wody użytkowej.
- Skroplony gaz przechodzi przez zawór rozprężny, obniża swoje ciśnienie i temperaturę, wraca do parownika, proces się powtarza.

Pompa ciepła musi pobierać energię nie tylko z dolnego źródła, ale także do działania mechanizmów (np. z sieci energetycznej lub z odnawialnych źródeł energii).
Bilans energetyczny pompy ciepła przedstawia stosunek między dolnym źródłem a źródłem wyższym (systemem grzewczym).

Używane są różne układy w zależności od dostępnej powierzchni gruntu.
Przy niewielkiej powierzchni stosuje się układy pionowe, a przy większej powierzchni – układy poziome.

Montaż pompy ciepła o mocy do 40 kW nie wymaga pozwolenia na budowę.
Konieczne jest zgłoszenie robót w starostwie.
Jeśli kolektory mają sięgać poniżej 30 m, podlegają przepisom Prawa geologicznego i górniczego.

Wybór kolektora zależy od rodzaju konstrukcji:
- Kolektor płaski, spiralny lub pionowy.
- Każdy typ korespondował z określoną powierzchnią.Dla kolektorów płaskich zajmowana powierzchnia gruntu to 1,5-5 razy większa od powierzchni domu do osiągnięcia wymaganego wydobycia ciepła.

Elementy pompy ciepła umieszczane są w budynku, mogą być zintegrowane w kompaktowym rozwiązaniu lub stanowić oddzielne elementy.
- Zestaw powinien zawierać zasobnik CWU, sprężarkę, centrale sterującą i niezbędne zabezpieczenia elektryczne.

Najczęściej stosowane są układy z czujnikiem temperatury umieszczonym na zewnątrz, dostosowującym wydajność do warunków.
Możliwe jest programowanie temperatury wewnętrznej, co wpływa na centralne ogrzewanie.

Pompy ciepła mają wyższe koszty inwestycyjne, ale niższe koszty eksploatacyjne w porównaniu z kotłownią.
Wydatki na pompę ciepła dla domu o pow. 200 m² wynoszą około 35.000 zł, a następnie od 10.000 do 25.000 zł na dolne źródło.
- Koszty kolektorów zależą od wybranego typu.

Wody gruntowe są tańszym rozwiązaniem niż kolektory gruntowe.
Użytkowanie wymaga przestrzegania przepisów wodnych oraz uzyskania odpowiedniego pozwolenia wodnoprawnego.

Dolnym źródłem mogą być wody powierzchniowe, gruntowe, geotermalne oraz ścieki.
- Kluczowe parametry to zasoby ciepła, koszty inwestycyjne oraz stałość temperatury.

Efektywność wyrażona jako współczynnik COP (Coefficient of Performance), który oblicza się jako stosunek energii cieplnej wyprodukowanej do energii zużytej na napęd.
Im mniejsza różnica temperatur, tym wyższa efektywność, oraz więcej energii pozyskuje się z dolnych źródeł.

Całe urządzenie montowane wewnątrz, co upraszcza instalację. Wymaga jednak odpowiedniego systemu wentylacji.

W tabeli podano moc grzewczą, efektywność COP oraz ceny różnych urządzeń różnych producentów.

Preferowane w budynkach energooszczędnych i jako wspomagający system do innego źródła ciepła.

Pompy ciepła także spełniają rolę klimatyzatorów, umożliwiając zarówno chłodzenie, jak i ogrzewanie.
Systemy VRF zapewniają elastyczną regulację ilości czynnika chłodniczego, dostosowując się do potrzeb instalacji.