Pompy ciepła - trochę teorii
Zadaniem pompy ciepła jest jak wskazuje nazwa przenoszenie ciepła. W praktyce jest to pobierania ciepła ze źródła niskotemperaturowego ( np. z gruntu ), i oddawanie go do źródła wysokotemperaturowego ( pomieszczenia mieszkalne ). Taki cykl jest realizowany za pomocą obiegu lewobierznego cyklu termodynamicznego, wymuszonego działaniem sprężarki.
Działanie typowej najprostszej pompy ciepłą przypomina więc lodówkę. W lodówce ciepło jest odbierane z wewnątrz ( tam znajduję się dolne źródło ciepło i następuje odparowanie czynnika chłodzącego) i odprowadzane do pomieszczenia ( tu znajduję się skraplacz i ciepło jest uwalniane do otoczenia). Podobnie w pompie ciepłą: ciepło jest odbierane od gruntu, który się ochładza a następnie oddawane w pomieszczeniu, w którym znajduje się skraplacz.
Główne czynniki wpływające na efektywność pompy ciepła.
- Typ pompy ciepła
- Rodzaj dolnego źródła i jego dostępność
- Parametry źródła górnego
- Straty ciepła na wymiennikach
- Straty ciepłą na czynnikach pośredniczących
- Ilość urządzeń pomocniczych: pompy, wentylatory, zbiorniki akumulacyje
Jak widać zagadnienia związane z ekonomicznym wykorzystaniem pomp ciepłą są dosyć złożone, ważne jest więc aby dobrać odpowiednie rozwiązania dla danych warunków lokalizacyjnych. W praktyce rzadko spotyka się pompy korzystające z jednego źródła ciepła, częściej są to dwa lub nawet kilka źródła.
Podział pomp ciepła
- Jednoczynnikowe pompy ciepła
- zasilane elektrycznie
- zasilane gazowo
- zasilane spalinowo
- inny napęd
- wykorzystujące zimno gazowe
- wyskotemperaturowe
- Sorbcyjne pompy ciepła
- absorbcyjne (podwyższające i obnożające)
- resorbcyjne
- Z obiegiem roztworów
- zeotropowe
- nieazeotropowe
- Kombinowane pompy ciepła
- Srumienicowe pompy ciepła
Ze względu na ilość źródeł
- monowalentne
- biwalentne
- multiwalentne
Ze względu na rodzaj źródła
- pierwotne: źródła energii odnawialnej
- wtórne: ciepło odpadowe, ścieki, itp.
Dlaczego pompy ciepła są coraz popularniejsze?
- wzrastają ceny tradycyjnych nośników energii takich jak węgiel czy gaz
- dąży się do wyeliminowania źródeł energii emitujących CO2
- opracowuje się coraz nowsze technologie i materiały pozwalające na niezawodną pracę oraz bezpieczeństwo użytkowania pomp ciepła
- spadają ceny urządzeń i aparatury stosowanej w chłodnictwe
- istnieje silne lobby środowisk ekologicznych
- produkcja pomp ciepła na szeroką skalę powoduje stopniowy, aczkolwiek wyraźny spadek cen pomp ciepła (w przeciągu ostatnich lat zestawy potaniały naweto 20 tys. zł. )
Warunki sprzyjające instalowaniu pomp ciepła
- istnieje naturalne źródło ciepła o temperaturze zbyt niskiej aby można było wykorzystać je bezpośrednio przy pomocy tradycyjnych wymienników ciepła
- dostęp do itniejącego źródła dolnego (woda gruntowa, powierzchniowa, grut) jest swobodny i nieograniczony
- istnieje zapotrzebowanie zarówno na ciepło jak i zimno: latem pompa chłodzi pomieszczenia, zimą ogrzewa
- w ruchunku ekonomicznym uwzglęniamy koszty ekologiczne (degradacji środowiska )
- istnieje możliwość wykorzystania ciepła odpadowego z procesów technologicznych
kolektory słoneczne; pompy ciepła