Pompa ciepła powietrze-woda – jaka jest zasada działania?

Pompy ciepła powietrze-woda wykorzystują energię cieplną zgromadzoną w powietrzu do ogrzewania wody użytkowej lub centralnego ogrzewania. Dzięki zaawansowanej technologii oraz wysokiej efektywności energetycznej stanowią one ekologiczną alternatywę dla tradycyjnych pieców węglowych, gazowych czy olejowych. Jaka jest zasada działania pomp ciepła powietrze-woda? Poznaj skład tych urządzeń oraz zalety.

Jak działa pompa ciepła typu powietrze woda?

Pompa ciepła typu powietrze-woda działa na zasadzie przetwarzania energii cieplnej zawartej w powietrzu na ciepło, które następnie przekazywane jest do wody, służącej do ogrzewania budynku lub przygotowania ciepłej wody użytkowej. Proces ten opiera się na cyklu termodynamicznym, który wykorzystywany jest również w klasycznych urządzeniach chłodniczych, takich jak lodówki czy klimatyzatory.

Podstawowy cykl działania pompy ciepła powietrze-woda można opisać w kilku etapach:

1. Pobieranie ciepła z powietrza – pierwszym krokiem jest pobranie ciepła z powietrza zewnętrznego za pomocą wymiennika ciepła, zwanego parownikiem. Nawet przy niskich temperaturach na zewnątrz powietrze zawiera pewną ilość energii cieplnej, którą pompa ciepła jest w stanie wykorzystać.
2. Sprężanie czynnika chłodniczego – zebrane ciepło przekazywane jest do czynnika chłodniczego (zwykle jest to gaz, taki jak R290), który w parowniku odparowuje. Następnie, aby podnieść temperaturę czynnika chłodniczego, gaz zostaje sprężony przez sprężarkę, co powoduje jego ogrzanie.
3. Wymiana ciepła do wody – ciepły gaz trafia do skraplacza, gdzie oddaje swoje ciepło wodzie w systemie grzewczym budynku. Pod wpływem tego procesu czynnik chłodniczy skrapla się, przechodząc z powrotem w stan ciekły.
4. Rozprężenie czynnika chłodniczego – ostatni etap polega na obniżeniu ciśnienia czynnika chłodniczego w zaworze rozprężnym, co powoduje spadek jego temperatury. Czynnik wraca do parownika, gdzie proces zaczyna się od nowa.

Pompa ciepła powietrze-woda działa więc zgodnie z obiegiem termodynamicznym, który pozwala na przekazywanie ciepła z powietrza do wody, mimo że sama temperatura powietrza może być bardzo niska. Nowoczesne pompy ciepła potrafią efektywnie pracować nawet przy temperaturach zewnętrznych sięgających -20°C.

Z czego składa się pompa ciepła powietrze woda?

Pompa ciepła typu powietrze-woda składa się z kilku kluczowych komponentów, które umożliwiają jej prawidłowe funkcjonowanie. Jakich? 

Parownik to element, w którym dochodzi do wymiany ciepła między powietrzem zewnętrznym a czynnikiem chłodniczym. Parownik pobiera ciepło z powietrza i przekazuje je do czynnika chłodniczego, który odparowuje pod wpływem tego procesu.

Sprężarka to natomiast serce pompy ciepła, które podnosi ciśnienie i temperaturę czynnika chłodniczego. W wyniku tego procesu gaz staje się bardzo gorący i może oddać swoje ciepło wodzie w skraplaczu. Za to skraplacz to miejsce, gdzie czynnik chłodniczy oddaje ciepło wodzie, która następnie trafia do systemu grzewczego budynku. Pod wpływem oddawania ciepła, czynnik chłodniczy skrapla się i przechodzi z powrotem w stan ciekły.

Następnie zawór rozprężny reguluje przepływ czynnika chłodniczego, zmniejszając jego ciśnienie i temperaturę przed powrotem do parownika. Dzięki temu cykl może być powtarzany, a urządzenie utrzymuje stałą efektywność.

Wymiennik ciepła (woda) to element, który przekazuje ciepło do systemu grzewczego. Woda podgrzewana przez pompę ciepła może być następnie używana do ogrzewania pomieszczeń (poprzez grzejniki lub ogrzewanie podłogowe) lub do przygotowania ciepłej wody użytkowej.

Warto także wiedzieć, że nowoczesne pompy ciepła są wyposażone w zaawansowane sterowniki, które umożliwiają precyzyjne zarządzanie pracą urządzenia. Dzięki nim można dostosować ustawienia pompy do aktualnych potrzeb energetycznych budynku.