Historia pomp ciepła
Rozwój technologii pomp ciepła sięga XIX wieku: Francuz Nicolas Carnot opublikował w 1824
r. pierwsze zasady dotyczące działania pompy ciepła. Pierwszą gruntową pompę ciepła
uruchomiono w USA w 1945 r., wyposażona była w sprężarkę o mocy nominalnej 2 kW, a za
pomocą wentylatora zasilała, system ogrzewania powietrzem. Od tego czasu pompy ciepła
do ogrzewania pomieszczeń i podgrzewania wody stały się niezawodnym i przyjaznym dla
środowiska wariantem grzewczym.
Zasada działania
Zasada działania pompy ciepła opiera się na technologii dobrze znanego urządzenia jakim
jest lodówka. Ogólnie, pompa ciepła wykorzystuje ciepło z otoczenia, wymaga tylko
niewielkiej ilości energii elektrycznej do napędu procesów i pompy obiegowej. W zależności
od tego, czy jest to energia z powietrza, gruntu, czy wody, zasada działania nieco się różni.
Jak zatem działa pompa ciepła?
Kiedy na dworze robi się naprawdę chłodno, jest to tylko kwestia czasu, zanim zrobi się też
chłodno w budynku, ponieważ ciepło zawsze przemieszcza się zgodnie z kierunkiem zmian
temperatury: od cieplejszego do chłodniejszego. To pozornie nieuniknione prawo naturalne
pompa ciepła “obchodzi” realizując pewien trik. Dzięki niemu możliwe jest przenoszenie
ciepła w odwrotnym kierunku, tj. od chłodnej przestrzeni do cieplejszej.
Jak to możliwe?
Pierwszym etapem pracy pompy ciepła jest pobranie i przekazanie ciepła z dolnego źródła.
Za ten etap odpowiada parownik. Gdy ciepło trafia do sprężarki, właśnie tam jest
podnoszone jego ciśnienie oraz temperatura. Skraplacz przejmuje czynnik już w postaci
gazowej. W tym momencie energia cieplna jest oddawana do górnego źródła. Następstwem
pracy skraplacza jest skroplenie czynnika. Po przejściu przez zawór rozprężny, czynnik wraca
do parownika. Cały proces jest powtarzany w sposób ciągły pobierając przy tym niewielką
ilość energii elektrycznej.
Pompy ciepła mają również obieg, w którym krąży gazowy czynnik chłodniczy. W przypadku powietrznych pomp ciepła to powietrze zewnętrzne ogrzewa czynnik chłodniczy.
W ogrzewanym budynku znajduje się instalacja grzewcza i zasobniki magazynujące ciepło. Zwykle krąży w niej woda jako czynnik grzewczy. Woda przejmuje ciepło, które czynnik chłodniczy oddał w skraplaczu w trakcie skraplania i kieruje go do systemu dystrybucji, takiego jak ogrzewanie płaszczyznowe lub grzejniki, do zbiornika wody grzewczej lub ciepłej wody użytkowej.