Jak działa pompa ciepła solanka/woda krótko wyjaśnione

Aby lepiej zrozumieć, jak działa pompa ciepła solanka/woda, warto przyjrzeć się strukturze systemu. Właściwa pompa ciepła znajduje się nad powierzchnią ziemi i oprócz sprężarki posiada dwa wymienniki ciepła - parownik i skraplacz. W praktyce do pozyskiwania ciepła z gruntu stosuje się sondy geotermalne albo kolektory geotermalne.

Kolektory i sondy zasilają pompę ciepła w energię cieplną

Sondy geotermalne są zagłębiane w ziemi za pomocą otworów. Z kolei kolektory geotermalne znajdują się tuż pod powierzchnią ziemi, ale mają większe powierzchnie, które mogą absorbować energię cieplną. Obie składają się z zamkniętego obiegu, w którym może krążyć odporna na mróz ciecz (solanka). Zintegrowana pompa zapewnia stały ruch solanki i przekazuje ciepło z gruntu do pompy ciepła.

Czynnik chłodniczy jest odparowywany z energią cieplną uzyskaną przez kolektory geotermalne lub sondy. Ze względu na specjalne właściwości termiczne, jego stan fizyczny zmienia się w niskich temperaturach. Z dodatkiem ciepła czynnik chłodniczy staje się parą, a jego temperatura wzrasta. Aby podnieść ją do wymaganego poziomu, para czynnika chłodniczego jest sprężana za pomocą sprężarki. Dzięki temu wzrasta nie tylko jego ciśnienie, ale również temperatura. W drugim wymienniku ciepła (skraplaczu) para czynnika chłodniczego przekazuje wytworzone wcześniej ciepło do instalacji grzewczej i skrapla się. Zanim skondensowany czynnik chłodniczy będzie mógł ponownie odbierać ciepło geotermalne, najpierw zostaje rozprężony w zaworze rozprężnym. W tym procesie spada zarówno jego temperatura, jak i ciśnienie. Gdy to ostatnie osiągnie stan początkowy, proces może rozpocząć się ponownie.

Efektywność zależy od wielu czynników

Pompa ciepła wytwarza ciepło, najpierw odparowując czynnik chłodniczy z energią otoczenia, a następnie sprężając go. Do tego procesu sprężania pompa ciepła potrzebuje prądu napędowego.

Wytyczna VDI 4650 jest stosowana do przewidywania efektywności systemu tego rodzaju. Ta metoda obliczeniowa oblicza sezonowy współczynnik wydajności na podstawie COP pompy ciepła i różnych parametrów systemu. COP reprezentuje chwilowy stosunek wytworzonego ciepła użytkowego do zużytej energii napędowej w postaci energii elektrycznej w znormalizowanych warunkach. Z kolei SPF jest sumą wszystkich COP, które wystąpiły w ciągu jednego roku. Aby wyznaczyć rzeczywisty SPF, należy rozpatrzyć łącznie ilości ciepła i energii elektrycznej (odczytane z liczników ciepła i energii elektrycznej).

Różnica pomiędzy źródłem ciepła a temperaturą zasilania systemu grzewczego ma decydujący wpływ na sprawność systemu. Jeśli np. temperatura początkowa wynosi dziesięć stopni Celsjusza, a temperatura zasilania 30 stopni Celsjusza, pompa ciepła solanka/woda musi zwiększyć ilość czynnika chłodniczego tylko o 20 stopni Celsjusza. Jeśli instalacja grzewcza składa się z grzejników o małej powierzchni i minimalnej temperaturze zasilania 50 stopni Celsjusza, sprężarka musi zużyć dwa razy więcej energii, aby osiągnąć wymaganą temperaturę.

Pompy ciepła solanka/woda do pracy w trybie mono

Dzięki stosunkowo stałemu i wysokopoziomowemu źródłu ciepła, pompy ciepła solanka/woda pracują bardzo wydajnie przez cały rok. W zależności od obszaru zastosowania zapewniają one zazwyczaj wystarczające ogrzewanie i ciepłą wodę użytkową jako jedyny generator ciepła. W niektórych przypadkach sensowne jest również połączenie z istniejącą instalacją grzewczą. Ta ostatnia może być włączona w czasie szczytowego obciążenia i przez cały czas gwarantuje wysoki poziom komfortu w pomieszczeniach mieszkalnych. Aby zapewnić ekonomiczną eksploatację, należy wcześniej rozważyć kilka kwestii. Szczegółowe informacje i wskazówki na ten temat znajdują się w rozdziale Pompa ciepła.