Google

Pompy ciepła

Pompy ciepła to urządzenia, które czerpią energię głównie z gruntu – czyli niejako wnętrza Ziemi, dlatego pod tym względem można zaliczyć je do urządzeń wykorzystujących energię geotermalną. Jednak zgodnie z obowiązującym Rozporządzeniem Rady Ministrów (z dn. 14 lutego 2006) mówiącym: „(…) Do złóż wód termalnych zalicza się złoża wody podziemnej (…), z których wydobywana woda ma na wypływie z ujęcia temperaturę co najmniej 20°C (…)”, pompy ciepła można traktować jako odrębną dziedzinę wykorzystania alternatywnych źródeł energii, ponieważ wykorzystują ciepło z gruntu rzadko przekraczające 20°C.

Pompa ciepła jest to urządzenie, które pobiera niskotemperaturową energię z otoczenia, którym może być grunt, woda lub powietrze, lub ciepło odpadowe, a następnie podnosi jej potencjał na wyższy poziom temperatury dzięki dodatkowej energii doprowadzonej z zewnątrz.

Image

 

ImagePompy ciepła służą do ogrzewania i klimatyzowania budynków, są też wykorzystywane do przygotowywania ciepłej wody użytkowej. Pompy ciepła mogą same zasilać ogrzewanie budynków i podgrzewanie cieplej wody użytkowej lub też pracować w kombinacji z innymi urządzeniami grzewczymi. W odróżnieniu od innych systemów grzewczych, pompy nie generują ciepła, lecz przekazują je. By mogły funkcjonować, niezbędna jest co prawda dostawa pewnej ilości energii elektrycznej, paliwa czy też wysokotemperaturowego ciepła odpadowego z zewnątrz, jednak większość, bo aż 75% potrzebnej do celów grzewczych energii jest pobierana bezpośrednio z otoczenia. To dlatego stosując pompy ciepła oszczędzamy więcej energii niż wykorzystując jakikolwiek inny system ogrzewania. Przyjrzymy się teraz bliżej budowie i działaniu pomp.

Jak są zbudowane i jak działają?

We wnętrzu Ziemi, poniżej linii zamarzania panuje względnie stała temperatura, zimą wyższa, latem niższa niż na powierzchni ziemi. Fakt ten pozwala funkcjonować pompom ciepła, które w zimie transmitują ciepło z wnętrza ziemi do wnętrza budynków, a w lecie w odwrotnym kierunku: z wnętrza budynków do wnętrza ziemi. Jako źródła ciepła wykorzystują przy tym wody powierzchniowe i podziemne, grunt lub powietrze atmosferyczne.

Pompa ciepła wykorzystuje dolne źródło ciepła (grunt, powietrze lub wodę) do wygenerowania energii cieplnej w górnym źródle ciepła. Stosowany w pompach odpowiedni czynnik roboczy jest sprężany i rozprężany, przez co uzyskuje się efekt nagrzewania lub chłodzenia. Dla wytworzenia ciepła użytecznego odbiera się na niskim poziomie temperaturowym ciepło z powietrza, wody lub gruntu, poprzez odparowanie czynnika roboczego.

Image

Schemat budowy i działania pompy ciepła

Pompa ciepła składa się z:

  • parownika,
  • sprężarki,
  • kondensatora,
  • zaworu rozprężającego.


1. Ciepło pobierane z tzw. dolnego źródła ciepła przekazywane jest do zabudowanego w pompie ciepła wymiennika ciepła, zwanego też parownikiem. W parowniku następuje przekazanie ciepła do obiegu wewnętrznego pompy. Pierwotnie ciekły czynnik roboczy znajdujący się w układzie wewnętrznym, pod wpływem dostarczonej energii wrze i zmienia się w gaz.
2. Napędzana silnikiem elektrycznym sprężarka pompy znacznie podnosi ciśnienie gazu. Poprzez podwyższenie ciśnienia następuje zmiana poziomu energetycznego i czynnik uzyskuje wyższą temperaturę.
3. Następnie w kondensatorze następuje wymiana ciepła z tzw. górnym źródeł ciepła. Gaz ochładza się i zamienia ponownie w ciecz, a ciepło skraplania i ciepło sprężania oddaje wodzie z instalacji grzewczej.
4. Ciecz znajdująca się pod wysokim ciśnieniem zostaje rozprężona w zaworze rozprężającym, a następnie przepływa do parownika. Cały obieg rozpoczyna się od początku.


Zalety i wykorzystanie

Image

Wykorzystanie pompy ciepła na potrzeby ogrzewania domu

Pompy ciepła mają wiele zalet, których nie posiadają inne systemy grzewcze. Używając pomp ciepła można zmniejszyć wydatki na ogrzewanie, unika się ryzyka pożaru, zaczadzenia czy wybuchu. Obecnie w pompach stosuje się nietoksyczne, niepalne i w pełni biologicznie degradowalne czynniki robocze. Cała instalacja pracuje cicho, a będące częścią pomp rury mogą być eksploatowane nawet przez 30 – 50 lat. Wszystkie te zalety sprawiają, że pompy ciepła są coraz częściej wykorzystywane w budynkach mieszkalnych i publicznych, trochę rzadziej znajdują natomiast zastosowanie w przemyśle, gdzie służą głównie do produkcji pary, jak również do suszenia, odparowywania i destylacji.

 

Źródła:

www.mojaenergia.pl
www.eere.energy.gov
www.tva.gov
www.heatpumpcentre.org

Za pozycjonowanie tego serwisu odpowiada Sunrise System.

Copyright © 2007 - Biomasa | Realizacja: SoftTree.pl | Programowanie: Maszyna.pl