Pompy ciepła – jak działają?

Pompy ciepła zyskują w Polsce coraz większą popularność. Między innymi rosnące rachunki za gaz spowodowały chęć zmiany sposobu ogrzewania domów. Czym są pompy ciepła i w jaki sposób możemy je wykorzystywać?

Czym jest pompa ciepła?

Fizyczna definicja pompy ciepła jest następująca: jest to maszyna cieplna przenosząca ciepło z obszaru o niższej temperaturze do obszaru o temperaturze wyższej. Urządzenie wykorzystuje obieg termodynamiczny odwrotny do obiegu silnika cieplnego. Transport ciepła odbywa się za pośrednictwem czynnika roboczego, który pobiera ciepło pod niskim ciśnieniem w parowniku, po czym jego ciśnienie jest zwiększane, co powoduje wzrost temperatury. Czynnik roboczy oddaje ciepło, skraplając się w wymienniku ciepła (skraplaczu). Następnie jest on rozprężany i trafia z powrotem do parownika. Do wykonywania pracy większość urządzeń wykorzystuje energię elektryczną.

schemat działania pompy ciepła
Cykl działania pompy ciepła.

Główne korzyści ze stosowania pomp ciepła

Ponieważ funkcją pomp ciepła nie jest generacja energii cieplnej, ale jej przemieszczanie, ich sprawność rozumiana jako ilość energii uzyskanej w stosunku do dostarczonej (nazywana także współczynnikiem wydajności chłodniczej, COP), może być większa od 1. Często wynosi ona między 200 a 600%, a w niektórych przypadkach nawet 1000%, czyniąc pompy ciepła znacznie bardziej efektywnym energetycznie i ekonomicznie oraz ekologicznym rozwiązaniem niż tradycyjne elektryczne urządzenia grzewcze.

Pompy ciepła mogą służyć między innymi do ogrzewania lub chłodzenia pomieszczeń. Często możliwe jest wykorzystywanie jednego urządzenia do obydwu celów, wtedy zmianę sposobu pracy można uzyskać poprzez odwrócenie obiegu. Możemy to zaobserwować w przypadku części urządzeń klimatyzacyjnych.

Rodzaje pomp ciepła

Powietrzne (ASHP ? air source heat pump)

Powietrzne pompy ciepła transportują ciepło między wymiennikami, z których jeden znajduje się na zewnątrz, a drugi wewnątrz budynku. Powietrze jest zasysane przez wentylator, a następnie używane do ogrzewania bezpośrednio powietrza wewnątrz budynku lub wody, która następnie krąży po systemie grzewczym budynku. Gdy potrzebne jest obniżenie temperatury powietrza w budynku, możliwe jest odwrócenie obiegu urządzenia.

Powietrzne pompy ciepła mają najwyższy współczynnik wydajności chłodniczej przy niewielkiej różnicy temperatur (COP=3÷4). Z tego powodu najlepiej sprawdzają się w klimacie umiarkowanym. Przy spadku temperatury poniżej -30°C bardziej efektywne zaczyna stawać się używanie tradycyjnego ogrzewania elektrycznego wykorzystującego rezystory grzejne.

Na powietrze wylotowe (EAHP ? exhaust air heat pump)

Niektóre powietrzne pompy ciepła wykorzystują powietrze wylotowe z systemów ogrzewania. To umożliwia odzyskanie części ciepła zanim powietrze zostanie uwolnione do atmosfery. Tego rodzaju urządzenia charakteryzują się jednak niskim współczynnikiem odzyskiwania ciepła i wysokimi kosztami eksploatacji.

Gruntowe (GSHP ? ground-source heat pump)

Gruntowe pompy ciepła, zwane także geotermalnymi, wykorzystują ciepło z gleby lub wód gruntowych, których temperatura poniżej głębokości 9 m jest zbliżona do stałej na przestrzeni roku. Dzięki temu gruntowe charakteryzują się one wysokimi sprawnościami (zwykle w przedziale 300-600%). Ich wadą jest natomiast wysoki koszt w porównaniu z innymi typami, jako że ich instalacja wymaga wykonania odwiertów.

Hybrydowe

Hybrydowe pompy ciepła to urządzenia, które wykorzystują różne techniki, na przykład pobieranie ciepła z powietrza i gruntu, w taki sposób, aby zwiększyć swoją efektywność na przestrzeni doby czy całego roku. Zaliczają się do nich także pompy ciepła pracujące razem z innym urządzeniem grzewczym.

Zintegrowane z instalacjami solarnymi

Część energii do zasilania pomp ciepła może pochodzić z paneli fotowoltaicznych. Umożliwia to jeszcze większą przyjazność środowisku oraz ograniczenie wydatków ponoszonych na ogrzewanie domu. Wyzwanie stanowi jednak optymalizacja warunków działania systemu, ponieważ pompy ciepła i panele fotowoltaiczne mają odwrotne trendy sprawnościowe np. w zależności od temperatury czynnika roboczego.

Absorpcyjne

Absorpcyjnych pomp ciepła nie zasila prąd elektryczny, ale energia pochodzącą z innego źródła. Może to być gaz ziemny, propan lub woda ogrzewana energią słoneczną czy geotermalną. Czynnikiem roboczym jest w tym przypadku amoniak. Jest on pochłaniany przez wodę, a następnie powstała mieszanina jest pompowana w celu zwiększenia ciśnienia. W celu rozdzielenia mieszaniny jest ona podgrzewana i amoniak odparowuje. Następnie cykl absorpcyjny rozpoczyna się od nowa.

Tego rodzaju urządzenia mają głównie zastosowania przemysłowe, ale bywają przydatne także w dużych budynkach mieszkalnych. Ich główną zaletą jest brak konieczności wykorzystywania do zasilania prądu i możliwość używania zamiast niego dowolnego źródła ciepła.

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Proszę wpisać swój komentarz!
Proszę podać swoje imię tutaj

Według Research Nester globalny rynek rozproszonych systemów magazynowania energii w latach 2023-2035 osiągnie średni wskaźnik rocznego wzrostu na poziomie 9%. Według badań rynek osiągnie przychody w wysokości 15 miliardów USD do końca 2035 roku. W porównaniu z przychodami w wysokości około 5 miliardów USD w roku 2022. Wzrost rynku DESS...
Ministerstwo Rozwoju i Technologii ogłosiło rozpoczęcie pierwszej fazy programu wsparcia dla społeczności energetycznych. Całkowity budżet programu wynosi 435 milionów złotych, a mogą w nim uczestniczyć klastry energetyczne, spółdzielnie energetyczne oraz jednostki samorządu terytorialnego. Maksymalne kwoty wsparcia w pierwszej fazie wynoszą: 1,55 miliona złotych dla klastrów energetycznych, 1,4 miliona złotych dla...
Realizowana przez Busnex Poland dostawa dwóch elektrobusów Yutong E7 jest nie tylko polskim, ale również europejskim debiutem tego modelu. 7-metrowe pojazdy, które woziły pasażerów podczas Mistrzostw Świata w Piłce Nożnej w Katarze, niebawem wyjadą na ulice Pułtuska. Mieszkańcy miasta mieli okazję poznać nowe elektryczne autobusy podczas obchodów XXVI Dni...
ORLEN konsekwentnie rozwija nowe technologie w sektorze transportowym. Firma nabyła nowoczesną lokomotywę wodorową od PESA Bydgoszcz, która jest pierwszym tego typu pojazdem z napędem wodorowym w Polsce. Aktualnie przeprowadzane są testy lokomotywy. Pierwszy przejazd lokomotywy wodorowej miał miejsce na trasie Gdynia – Hel. Ta inwestycja wpisuje się w strategię Grupy...
Niemiecki startup Voltfang znalazł innowacyjny sposób na wykorzystanie starych baterii EV. Zamiast recyklingu, firma przekształca je w systemy magazynowania energii. W taki sposób cykl życia akumulatorów wydłuża się, niosąc korzyści ekonomiczne i ekologiczne. Startup został założony w 2021 roku przez kolegów z uczelni – Davida Oudsandjiego, Romana Albertiego i Afshina...
Qair, niezależny producent energii odnawialnej, uruchamia wielkoskalową elektrownię fotowoltaiczną w Kaliszu Pomorskim o mocy 60 MW. Inwestycja jest jednym z największych tego typu obiektów w Polsce. Powstała na terenie województwa zachodniopomorskiego, które jest krajowym liderem w produkcji zielonej energii. Elektrownia mogłaby zasilić w prąd około 20 tysięcy gospodarstw domowych,...
Rząd Ukrainy zaakceptował budowę farmy wiatrowej o mocy 1 GW w Czarnobylskiej Strefie Wykluczenia. Inwestycja powstanie we współpracy z niemieckim koncernem energetycznym Notus Energy. Strony podpisały porozumienie o współpracy w sprawie budowy farmy, która ma pokryć zapotrzebowanie na energię elektryczną około 800 000 gospodarstw domowych. Rozwój zahamowany wojną Ołeksandr Krasnołucki, wiceminister ekologii...
Długie i słoneczne dni wakacyjne są atrakcyjne nie tylko w kontekście wyczekiwanych urlopów, ale jest to również idealny czas dla pracy instalacji fotowoltaicznych. Tegoroczne wakacje przyniosły rekordową produkcję energii elektrycznej właśnie z tego źródła. Rosnący udział elektrowni słonecznych w produkcji energii Biorąc pod uwagę sumaryczną produkcję ze wszystkich źródeł energii w...
Według raportu przedstawionego przez Porsche Consulting akumulatory półprzewodnikowe mogą stać się bardzo atrakcyjną alternatywą dla baterii litowo-jonowych w kontekście rozwoju elektromobilności. Do pełnego wdrożenia takich rozwiązań jednak daleka droga. Porsche Consulting spodziewa się, że globalny rynek akumulatorów przekroczy 5 500 gigawatogodzin do 2030 roku. Dwie trzecie tej wartości to udział elektrycznych...
Wzrastająca świadomość ekologiczna oraz konieczność przeciwdziałania zmianom klimatycznym stawiają przed sektorem budownictwa nowe wyzwania i cele. W odpowiedzi na te wyzwania Unia Europejska wprowadza coraz bardziej restrykcyjne przepisy i cele dotyczące redukcji emisji gazów cieplarnianych oraz zrównoważonego wykorzystania zasobów naturalnych. W tym kontekście koncepcja budynków zeroemisyjnych staje się nie...
Enea Nowa Energia - będąca częścią Grupy Enea - nabyła od szwedzkiej spółki OX2 Holding Poland 100% udziałów w spółce Farma Wiatrowa Bejsce, która jest właścicielem projektu wiatrowego o mocy 19,8 MW. Położona w województwie świętokrzyskim farma jest w trakcie budowy i rozpocznie pracę w 2025 r. Inwestycja wpisuje...
Dziś premiera niezależnego eksperckiego raportu „Elastyczność energetyczna w Polsce” będącego kompleksowym podsumowaniem aktualnych badań i wiedzy na temat elastyczności energetycznej. Raport dostępny jest do pobrania na stronie: Elastyczność Energetyczna w Polsce – Raport Specjalistyczny (elastycznoscenergii.pl) O raporcie Raport "Elastyczność energetyczna w Polsce" stanowi wskazówkę dla decydentów i inwestorów, którzy chcą zaangażować się...
Gospodarstwa domowe, które korzystają z usług PGE, zapłacą o około 120 zł mniej za energię elektryczną w 2023 r. Jest to efekt znowelizowanego rozporządzenia Ministerstwa Klimatu i Środowiska w sprawie sposobu kształtowania i kalkulacji taryf oraz sposobu rozliczeń w obrocie energią elektryczną. Jakie warunki trzeba spełnić, żeby płacić mniej? W rozporządzeniu...
Rozporządzenie Ministra Klimatu i Środowiska z 9 września 2023 r., zmieniające rozporządzenie w sprawie sposobu kształtowania i kalkulacji taryf oraz sposobu rozliczeń w obrocie energią elektryczną, przynosi nowe możliwości i korzyści dla przedsiębiorstw oraz odbiorców energii elektrycznej w Polsce. Nowe sposoby rozliczania Zgodnie z nowelizacją sprzedawcy energii są zobowiązani do nagradzania...
Amerykańscy geologowie odkryli bogate złoża litu w kraterze wulkanu znajdującym się wzdłuż granicy Nevady i Oregonu. Według szacunków wielkość zasobów to nawet 40 milionów ton pierwiastka. Do tej pory za największe złoża litu uważano te odkryte na dnie wyschniętego słonego jeziora Salar de Uyuni (Boliwia) o powierzchni ponad 10 tys....

Najnowsze

konferencja e-magazyny.pl

PARTNERZY PORTALU

Kategorie

BĄDŹMY W KONTAKCIE

Najnowsze

PARTNER STRATEGICZNY PORTALU

PARTNERZY PORTALU

Kategorie

BĄDŹMY W KONTAKCIE