Wpis z mikrobloga

Pompy ciepła #budujzchaferem

Piszę artykuł na temat pomp ciepła. Dajcie znać jak się czyta :)

Pompy ciepła działają trochę inaczej niż inne źródła ogrzewania. Ciepło jest uzyskiwane z gruntu lub z powietrza, a następnie dostarczane do domu.

Ale jak to? Jak na dworze jest zimno, to jakim cudem w domu ma być ciepło?

Przyznaję, że to musi budzić zdziwienie. Pompy ciepła rzeczywiście radzą sobie nawet gdy na zewnątrz panują temperatury ujemne. Nie ma tu żadnego przekrętu, ale myślę, że warto wiedzieć, jak to wszystko działa.

POMPA CIEPŁA POWIETRZE-WODA - zasada działania.

Przede wszystkim "ciepło" i "zimno" jest pojęciem względnym. Jeżeli na zewnątrz jest -20 i wieje wiatr, a my wejdziemy do nieogrzewanego pomieszczenia, w którym jest -2, to będzie nam cieplej, prawda? Nasz organizm powoli zacznie się ogrzewać, a my będziemy się czuć coraz lepiej.

Pompa ciepła działa dlatego, że pomimo niskich temperatur, ogrzewamy coś, co ma jeszcze niższą temperaturę. Jest to czynnik chłodniczy. Nagrzewanie czynnika następuje w tak zwanym wymienniku dolnym (parowniku). Czynnik przejmuje ciepło, jego temperatura wzrasta i zaczyna parować. Im na zewnątrz cieplej, tym temperatura czynnika rośnie szybciej, im zimniej - wolniej. To logiczne. Skuteczność pompy ciepła maleje więc wraz z obniżeniem temperatury. Ta informacja się przyda niżej, gdy będę omawiał parametry COP i SCOP.

Jest to możliwe, bo parowanie czynnika zachodzi w dość niskiej temperaturze (nawet w -20). Czynnik teraz jest nieco cieplejszy, ale oczywiście dalej jest za chłodny do tego, aby ogrzać nasz dom.

Co dalej?

Pary czynnika następnie spręża się w sprężarce, dzięki czemu temperatura czynnika dalej rośnie, nawet do ok. 50 stopni. To już za darmo nie jest: sprężarka pobiera prąd.

Ciepły czynnik w postaci pary trafia do skraplacza (wymiennik górny), w którym przekazuje ciepło do obiegu grzewczego (np. wodzie, która płynie w podłogówce) lub ciepłej wodzie użytkowej. Czynnik ochładza się podczas oddawania ciepła i staje się znowu cieczą. Ten schłodzony czynnik jest jednak dalej zbyt ciepły i ma dalej za duże ciśnienie więc się go rozpręża w zaworze rozprężnym. Czynnik znowu jest zimny i gotowy do powtórzenia całego procesu. To też zresztą za darmo nie jest: czynnik musi się jakoś w rurach przemieszczać, a do tego służą pompy obiegowe, które też pobierają prąd.

Skomplikowane? Na pewno tak dla osoby, która czyta o pompach ciepła pierwszy raz. Osoby zainteresowane tym, jak dokładnie działa pompa ciepła, znajdą mnóstwo informacji, filmów i grafik na ich temat. Ja wychodzę z założenia, że nie muszę znać dokładnej budowy każdego urządzenia. Istotne jest to, czy dane urządzenie spełnia moje wymagania, a nie to, z jakich elementów się składa. Mimo wszystko dobrze wiedzieć, że pompa ciepła działa według znanych nam praw fizyki, a nie jest magicznym urządzeniem. Można się śmiać, ale ktoś jednak kupuje urządzenia, które po włożeniu do gniazdka zmniejszają nasze rachunki za prąd, urządzenia, które po włożeniu do gniazdka zapalniczki ograniczają zużycie paliwa o 50% oraz magiczne kable i podstawki, dzięki którym słuchając muzyki z twoich starych kolumn poczujesz się tak, jak na prawdziwym koncercie. Zauważyłem, że do pomp ciepła niektórzy podchodzą dość nieufnie - niesłusznie. Pompy ciepła działają i są skutecznym sposobem na ogrzanie domu.

No dobrze, ale pompa ciepła pobiera prąd. Grzejnik elektryczny także, a jest o wiele tańszy.

Sekret tkwi w tym, że przy pompie ciepła podnosimy temperaturę czynnika chłodniczego w dużej części za darmo! Może podniesienie temperatury z (przykładowo) -20 do -2 nie brzmi jakoś rewelacyjnie, ale to jest aż kilkanaście stopni!

Gdyby nasza pompa ciepła stała cały czas w domu, to podczas ogrzewania czynnika chłodzącego, dom by się wyziębiał i taka pompa ciepła działałaby prawdopodobnie ze skutecznością zwykłej grzałki elektrycznej lub farelki.
Efektywność grzejnika elektrycznego wynosi w przybliżeniu 100% , co oznacza, że z 1 kWh energii elektrycznej otrzymamy 1 kWh ciepła (i tego się nie przeskoczy - omówię to szerzej za ok. 3 tygodnie przy omawianiu paneli na podczerwień). 100% efektywności oznacza, że tak zwany COP wynosi 1.

Efektywność pompy ciepła jest większa od 100%, czyli jej COP jest większy od 1.

Uwaga: specjalnie piszę o efektywności, a nie o sprawności. Sprawność nie może wynosić więcej niż 100%.

Pobór prądu przez sprężarkę i pompy obiegowe jest niższy pobór prądu, który zostanie wykorzystamy bezpośrednio do ogrzewania i COP pompy ciepła może wynosić nawet 4 lub więcej.

GRUNTOWA POMPA CIEPŁA

Zasada działania jest podobna, ale czynnik chłodniczy jest ogrzewany nie dzięki powietrzu, a dzięki ciepłu, które jest w gruncie. W gruncie jest średnio wyższa temperatura od tej, która jest w powietrzu, co oznacza, że czynnik chłodniczy na starcie osiąga wyższą temperaturę, a pompa osiąga lepsze parametry.

Niestety coś za coś. Aby pobrać ciepło z gruntu należy się w niego wkopać i ułożyć odpowiednio rury, które odbiorą ciepło.

To kosztuje. Są dwie możliwości:

1) Jeżeli mamy dużą działkę to wybierzemy rozwiązanie (prawdopodobnie) tańsze. System rur zwany wymiennikiem poziomym, kolektorem poziomym lub kolektorem gruntowym zostanie ułożony w poziomie na odpowiedniej głębokości. Sposób ułożenia rur i inne parametry powinny być dobrze przemyślane. Jeżeli rury będą ułożone nieprawidłowo (np. za gęsto) to grunt się wyziębi, a skuteczność pompy może spaść do zera.

2) Jeżeli mamy małą działkę to wybierzemy rozwiązanie droższe - rury zostaną wpuszczone w głąb ziemi, dość głęboko. To tak zwany wymiennik pionowy lub kolektor pionowy. W tym przypadku wyziębienie gruntu raczej nie grozi, ponieważ regeneracja gruntu jest możliwa dzięki ciepłu z niższych warstw ziemi, ale oczywiście dalej instalację trzeba dobrze przemyśleć.

Czy pompa gruntowa jest lepsza od pompy powietrzne - woda? Tak.

Czy potrzebujesz pompy gruntowej? To zależy. Pompa gruntowa jest droższa. Jeżeli do ogrzania i przygotowania ciepłej wody użytkowej wystarczy pompa powietrze - woda, to po co przepłacać? Dobre pompy ciepła powietrze-woda poradzą sobie z domami o powierzchni 160 m2 i więcej. O tym, jaką pompę ciepła wybrać, będę jeszcze pisał niżej.

POMPA CIEPŁA POWIETRZE-POWIETRZE (NAWIEWOWA)

Zasada działania pompy powietrze-powietrze jest podobna do pompy ciepła powietrze-woda, ale różnica jest w przekazywaniu ciepła. W pompie ciepła powietrze-woda przekazujemy ciepło do wody, która jest w instalacji (np. w podłogówce), a w powietrznej ogrzewamy powietrze, które jest następnie nadmuchiwane kanałami do pomieszczeń.

Ma to swoje wady i zalety.

Do wad tej pompy zaliczyłbym to, że musimy mieć miejsce na kanały, aby doprowadzić ciepłe powietrze do każdego miejsca w domu. Jest to do zrobienia, ale trzeba o tym pomyśleć już na etapie projektu, aby nie okazało się, że kanały będą za nisko lub nie będzie na nie miejsca.

Drugą wadą jest konieczność podgrzania wody użytkowej w inny sposób, np. bojlerem lub inną pompą ciepła. Inne rodzaje pomp ciepła mogą podnieść temperaturę wody, powietrzna tego nie potrafi.

Zalety?
Koszt. Założenie powietrznej pompy ciepła powinno być tańsze od innych pomp. Uwaga: Licząc koszty trzeba policzyć wszystkie elementy niezbędne do tego, aby w domu było ciepło i komfortowo, a nie tylko koszt samej pompy. Przy powietrznej pompie mamy pompę, kanały i osobne urządzenie do c.w.u., przy pompie powietrze-woda dochodzi instalacja podłogówki itp. To istotne - powietrzna pompa ciepła nie wymaga ogrzewania podłogowego i grzejników w pomieszczeniach. Co prawda brak podłogówki oznacza zimną podłogę (a ja lubię bardzo ciepłą podłogę), ale jest to kwestia subiektywna.

Druga zaleta to klimatyzacja w cenie :) W domu jest za gorąco? Pompa powietrze-powietrze przyjemnie wychłodzi nam cały dom

W opracowaniu:

- Klimatyzacja przy pompie ciepła
- Parametry COP, SCOP
- Po co grzałka elektryczna?
- Jak wybrać odpowiednią pompę do naszego domu

Planowane artykuły to:

- Panele na podczerwień. Oj, będzie się działo.
- Szczegóły budowy pewnego domu, który zaprojektował i wybudował projektant.

Subskrybuj: #budujzchaferem

Facebook: https://www.facebook.com/search/top/?q=jak%20si%C4%99%20wybudowa%C4%87%20i%20nie%20zwariowa%C4%87&epa=SEARCH_BOX
blog: http://blog.poradnik-budowlany.com

#pompaciepla
  • 10
Ciekawy artykuł się zapowiada.

Może i piszesz, że w internecie jest sporo grafik, ale ja mimo to na początku gdy tłumaczysz pompę to dodałbym jakiś rysunek by ktoś mógł sobie wyobrazić schemat.
@Gewon: Pomysł dobry, ale problem w tym, że nawet proste schematy wychodzą mi krzywo :) Mimo wszystko spróbuję coś narysować. Mam nadzieję, że do wtorku skończę artykuł i go udostępnię.
via Wykop Mobilny (Android)
  • 0
@sheepman: urządzenie 20-35 tys
Dolne źródoł(tylko gruntowa)od 3(samemu poziomy) do 20tys(pionowy na gotowo z papierami)
Podłogowka 10-15
Montaż i pierdoły 5-10tys