Co to jest pompa ciepła i jak działa?

Podczas projektowania domu należy skupić się na wielu różnych aspektach, które w mniejszym lub większym stopniu wpływają na nasz ostateczny komfort i wygodę. Jedną z ważniejszych kwestii jest wybór ogrzewania. Warto wiedzieć, że coraz więcej osób decyduje się na zakup pompy ciepła, która jest rozwiązaniem nie tylko wydajnym, ale i ekologicznym. Czym dokładnie jest pompa ciepła i jaka jest zasada jej działania? Czytaj dalej, a wszystkiego się dowiesz!

Zanim przejdziemy do odpowiedzi na pytanie "czym jest pompa ciepła", omówimy pokrótce funkcjonowanie klasycznych urządzeń grzewczych. Te mogą być zasilane olejem, gazem, elektrycznością lub paliwami stałymi. Działanie klasycznych systemów grzewczych, takich jak piece i kotły polega na spalaniu powyższych paliw – dzięki temu procesowi otrzymujemy pożądaną temperaturę w ogrzewanych pomieszczeniach.

W tym miejscu warto jednak zwrócić uwagę na dość istotną kwestię: jeśli zależy nam na osiągnięciu komfortowej temperatury we wnętrzu (czyli ok. 20°C), cały system musi wytworzyć temp. dochodzącą nawet do 1500°C. To olbrzymie marnotrawstwo energii, któremu można w prosty sposób zapobiec. Wystarczy postawić na nowoczesną i ekologiczną pompę ciepła oraz inne rozwiązania jak choćby wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła (czytaj więcej o systemach rekuperacji).

Pompa ciepła to wydajne urządzenie grzewcze, które pobiera energię cieplną z zewnątrz budynku – z wody, powietrza lub gruntu, w zależności od rodzaju pompy. Energia ta jest następnie przekształcana i "przenoszona" do wnętrza (z wykorzystaniem energii elektrycznej) w celu ogrzania domu, wody użytkowej, ale również do efektywnego chłodzenia pomieszczeń w czasie wysokich temperatur.

Wiele osób po usłyszeniu hasła "ogrzewanie pompa ciepła" wychodzi z założenia, że urządzenie to można traktować jako prosty odpowiednik kotła. To nie do końca prawda, bo pompa ciepła stanowi 1 z 3 elementów złożonego systemu grzewczego, na który składają się:

• dolne źródło ciepła – miejsce, z którego pobierana jest energia (woda, grunt lub powietrze);
• pompa ciepła do domu – samo urządzenie, które pobiera energię cieplną z otoczenia i zmienia ją w użyteczną postać;
• górne źródło ciepła – tak określana jest instalacja grzewcza w budynku; zwykle jest to ogrzewanie płaszczyznowe (do którego zalicza się ogrzewanie podłogowe, sufitowe i ścienne), rzadziej tradycyjne grzejniki, które powinny być obsługiwane specjalną pompą wysokotemperaturową (o czym powiemy później).

Wiele osób zadaje sobie pytanie "pompa ciepła co to jest", ale chyba jeszcze więcej zastanawia się, w jaki sposób działa to urządzenie. Co ciekawe, nie jest to wynalazek ostatnich 20/30 lat, gdyż pierwsze teorie i zasady działania pompy ciepła zostały przedstawione przez Francuza Nicolasa Carnota w... 1824 roku. Pierwszą całkowicie sprawną pompę skonstruowano dopiero po ok. 100 latach, zaś kolejne dekady upływały pod znakiem ciągłego udoskonalania i rozwijania tej technologii. Dzięki temu współcześnie dostępne pompy ciepła są systemami niezwykle efektywnymi i wydajnymi.

Pompa ciepła jak to działa? Otóż urządzenia te działają na takiej samej zasadzie, jak lodówki. Choć może to brzmieć niedorzecznie, to jednak pompy ciepła i lodówki prezentują analogiczny sposób działania – pompa oddaje ciepło do wewnątrz, lodówka zaś odwrotnie, odbiera ciepło ze swojego wnętrza i przenosi je na zewnątrz. Stąd też tył lodówki zawsze jest nagrzany.

Można więc powiedzieć, że funkcjonowanie pompy ciepła opiera się na zasadzie odwróconego działania lodówki. Warto wiedzieć, że pompa wykorzystuje w tym przypadku ważną zasadę fizyczną, zwaną efektem Joule'a-Thompsona.

Ogrzewanie pompa ciepła, czyli do czego sprawdzi się pompa? Większość tych urządzeń określana jest jako niskotemperaturowe, co oznacza, że będą dobrze współpracować np. z ogrzewaniem podłogowym – a tym samym zapewnią najniższe koszty ogrzewania. Co jednak w sytuacji, gdy pompa ciepła do domu ma się pojawić w budynku poddanym modernizacji ogrzewania, gdzie główną instalację grzewczą stanowią klasyczne grzejniki? Tutaj najlepiej sprawdzi się wysokotemperaturowa pompa ciepła,

Załóżmy hipotetyczny scenariusz: 4-osobowa rodzina mieszkająca w domu o powierzchni 150 m² planuje wymienić stary kocioł węglowy na nowoczesną pompę ciepła. Nie chcą lub nie mogą pozwolić sobie na jednoczesną modernizację odbiorników ciepła, czyli zastąpienie klasycznych grzejników żeliwnych nowym ogrzewaniem płaszczyznowym. Najlepszym rozwiązaniem będzie dla nich zakup pompy ciepła wysokotemperaturowej, która świetnie poradzi sobie z przekazywaniem ciepła do grzejników.

W przygotowaniu tekstu pomógł Rafał Krębiasz z firmy Synteza OZE, zajmującej się profesjonalnym doradztwem i sprzedażą rozwiązań z zakresu odnawialnych źródeł energii. Od 2013 roku działają w branży energetycznej, pomagając klientom indywidualnym i biznesowym w zwiększaniu świadomości ekologicznej oraz w skutecznym oszczędzaniu na opłatach za energię elektryczną i ogrzewanie. Przekonaj się już teraz i dowiedz się więcej o pompach ciepła!

nad,