Budowa pompy ciepła – jej elementy i ich znaczenie

Jak zbudowana jest pompa ciepła? Czym jest pompa ciepła? Co ma znaczenie przy wyborze pompy ciepła? Jak wybrać dobrze pompę ciepła? Te i podobne pytania zadaje sobie wielu inwestorów rozważając decyzję. Koszty zakupu i instalacji pompy ciepła, nawet pomimo różnych dotacji i możliwości odliczeń nadal są znaczne. Ponadto pompa ciepła to urządzenie technologiczne, które ma zapewnić nam ciepło i ciepłą wodę użytkową w domu. Awaria każdego źródła ciepła wiąże się z niepokojem dlatego wybierając pompę ciepła, chcemy mieć przysłowiowy „spokój na lata”. Kupujemy „Komfort i Bezpieczeństwo” do swojego domu.  Dlatego właśnie technologia ma znaczenie, bo to ona gwarantuje nam powyższe.

Co stoi za sukcesem pompy ciepła?

W dzisiejszych czasach, gdy zmiany klimatyczne stają się znacznie bardziej widoczne, coraz więcej osób zwraca uwagę na ekologiczne sposoby ogrzewania domów. Pompy ciepła są jednym z takich rozwiązań, które nie tylko pozwalają na redukcję emisji gazów cieplarnianych, ale także wykorzystują energię odnawialną, co przyczynia się do ochrony środowiska naturalnego. W dodatku, pompy ciepła są bardzo kompaktowe i zajmują niewiele miejsca - co oznacza, że są łatwe do zainstalowania nawet w niewielkich przestrzeniach.

Do sukcesu każdej pompy ciepła potrzebna jest technologia sprężarkowa, w której cyklicznie przepływa czynnik chłodniczy, odbierając energię cieplną ze źródła dolnego (jakim jest powietrze, grunt lub woda) i dostarcza ją do domowego systemu centralnego ogrzewania, zwane innaczej górnym źródłem ciepła. Podstawowym elementem jest parownik, czyli wymiennik ciepła, który w trybie grzania pośredniczy w wymianie ciepła między dolnym źródłem a czynnikiem chłodniczym, co następuje podczas przemiany fazowej, czyli zamiany cieczy w parę. Aby ta przemiana mogła nastąpić, niezbędne jest dostarczenie energii z zewnątrz, czyli pobranie ciepła z otoczenia. 

Następnie, podgrzany czynnik chłodniczy zasysany jest w formie pary do sprężarki, gdzie zachodzi proces sprężania pary czynnika chłodniczego od ciśnienia niskiego do wysokiego, dzięki czemu na wyjściu otrzymywany jest gaz o wysokiej temperaturze. Sprężarka stanowi serce pompy ciepła i musi być zasilana energią elektryczną, aby czynnik mógł przepływać. Za sprężarką znajduje się kolejny wymiennik ciepła – skraplacz, gdzie czynnik chłodniczy oddaje ciepło do instalacji grzewczej budynku, zmieniając swój stan skupienia z lotnego w ciekły. Podczas procesu skraplania energia oddawana jest do otoczenia, np. do wody w instalacji budynku. Podgrzana w ten sposób woda wykorzystywana jest do ogrzewania pomieszczeń lub do przygotowania ciepłej wody użytkowej. Aby zamknąć cykl, skroplony czynnik chłodniczy trafia do zaworu rozprężnego, gdzie obniżane są ciśnienie i temperatura czynnika, dzięki czemu ponownie trafia do parownika, a proces wymiany ciepła rozpoczyna się na nowo.

Warto wspomnieć, że pompa ciepła może być dodatkowo wyposażona w elementy usprawniające jej pracę i zwiększające możliwości jej wykorzystania. Może to być np. grzałka elektryczna, która pełni funkcję szczytowego źródła ciepła oraz zabezpieczenia układu. Dodatkowym wyposażeniem urządzenia może być również zawór czterodrożny, który pozwala na zmianę kierunku obiegu w pompie ciepła i wykorzystywanie jej w trybie chłodzenia. Dla efektywnej pracy układu istotne mogą być również wydajna pompa obiegowa i przepływomierz, pozwalające na wymuszenie i kontrolę przepływu wody przez hydrauliczną część instalacji.

Poniżej omówimy najważniejsze elementy budowy pompy ciepła i ich znaczenie.

Budowa pompy ciepła - Sprężarka rotacyjna 

Przejdźmy jeszcze raz do sprężarek - serca układu pompy ciepła. Bez nich cały system grzewczy nie byłby w stanie działać. Kolokwialnie mówiąc, sprężarka stanowi niczym ogień w kominku, dostarczając ciepła. Dzięki niej czynnik roboczy zwiększa swoje ciśnienie i temperaturę, a to pozwala na przeniesienie energii z otoczenia o niższej temperaturze do otoczenia o wyższej temperaturze, co odbywa się dzięki przemianom fazowym i wymiennikom ciepła. Aby układy sprężarkowe były trwałe, zastosowane materiały muszą być najwyższej klasy. Dzięki zastosowaniu wysokogatunkowej stali pokrytej powłokami wytwarzanymi metodą fizycznego osadzania z fazy gazowej (PVD) można znacząco zmniejszyć zużycie i podnieść trwałość sprężarki, co umożliwia jej bezpieczną pracę przy wysokim ciśnieniu czynnika chłodniczego.

Wysokowydajny silnik spełnia wymagania przemysłowe pod względem efektywności. Pompa o zwiększonym wydatku w połączeniu z powiększonym zbiornikiem oleju zapewnia doskonałe smarowanie. Zbiornik czynnika chłodniczego o dużej pojemności pozwala umieścić w systemie odpowiednią ilość czynnika chłodniczego, co jest niezbędne przy wydłużonym orurowaniu. Konstrukcja sprężarki, poprzez zmniejszenie ciśnienia na wyjściu i zastosowanie tłumika z podwójnym tłokiem, zapewnia obniżenie poziomu hałasu przy optymalnej efektywności.

Warto wiedzieć: Sprężarka to serce pompy ciepła. Czy wiesz, że Panasonic wyprodukował 400 milionów sprężarek?  Więcej o sprężarkach dowiesz się tutaj: sprężarka rotacyjna.

Budowa pompy ciepła - Duży wymiennik ciepła 

Pompa ciepła jest urządzeniem, które może wykorzystywać energię cieplną z różnych źródeł, w tym z powietrza - które jest najłatwiejsze w pozyskiwaniu. Co ciekawe, może to robić nawet przy skrajnie niskich temperaturach, takich jak -20 ℃. Warto również zwrócić uwagę na podwójny wymiennik pomp ciepła Panasonic, który ma dużą powierzchnię wymiany ciepła. Dzięki niemu minimalizowana jest częstotliwość odszraniania, co wpływa na wydajność urządzenia w różnych warunkach atmosferycznych. W ten sposób pompa ciepła zapewnia maksymalną wydajność przy minimalnym zużyciu energii.

Budowa pompy ciepła - Zawór 4-ro drogowy 

Zastosowanie zaworu 4-drożnego w pompach ciepła umożliwiając jej szybkie i płynne przejście w tryb chłodzenia. Dzięki temu, w okresie letnim, przy odpowiedniej instalacji, możemy wykorzystać bieżący system grzewczy do chłodzenia budynku. 

Jednak, aby metoda ta była najskuteczniejsza, konieczne jest zastosowanie klimakonwektorów, które są jednym z najlepszych sposobów na klimatyzację pomieszczeń. Do tego rodzaju urządzeń, pompa ciepła Panasonic jest w stanie zasilić wodę do temperatury 50 ℃ w trybie ogrzewania oraz 7 ℃ w trybie chłodzenia , co pozwala na szybkie osiągnięcie żądanej temperatury docelowej w pomieszczeniach.

Budowa pompy ciepła - Przepływomierz wirowy

Wirowy przepływomierz ma wiele zalet zastosowania. Przede wszystkim, zapewnia wysoką dokładność pomiaru przepływu bez względu na zmiany ciśnienia. Ponadto, charakteryzuje się wysoką stabilnością pomiaru, brakiem części ruchomych oraz wysoką dynamiką pomiaru. Dzięki temu, może być skutecznie stosowany w warunkach, w których wymagane są precyzyjne pomiary. Co więcej, warto zaznaczyć, że w okresie użytkowania, kalibracja nie ulega zmianie, co zapewnia długoterminowe, prawidłowe parametry pomiarów każdego pompy ciepła Panasonic. 

Budowa pompy ciepła - Grzałka elektryczna

To nie tylko awaryjne zabezpieczenie na wypadek wysokich mrozów. Grzałka elektryczna w pompie ciepła pełni przede wszystkim rolę zabezpieczenia układu i źródła szczytowego. Pierwsze zadanie grzałka realizuje poprzez pracę w ściśle określonych warunkach, dzięki czemu zabezpiecza pompę ciepła i jej wymiennik przez zamarznięciem. Drugim zadaniem grzałki jest wspomaganie pracy pompy podczas szczytowego zapotrzebowania na moc grzewczą budynku, gdzie oprócz samej pompy, moc grzewcza dostarczana jest także przez grzałkę. Praca pompy ciepła we współpracy z grzałką jest pożądaną i dobrą praktyką. 

W kontekście wykorzystania grzałki jako źródła szczytowego istnieją jasno określone wytyczne. Są to niemieckie wytyczne VDI 4546 oraz 7. część wytycznych Organizacji PORT PC. Te wytyczne stanowią, że aż 95% energii w ciągu roku musi zostać dostarczone przez pompę ciepła. To oznacza, że absolutna granica wykorzystania grzałki elektrycznej jako źródła szczytowego wynosi 5% energii dostarczanej w trakcie sezonu grzewczego. Grzałka może również zabezpieczać przed niską temperaturą wody w instalacji pozwala na wstępne rozgrzanie instalacji lub jej części do temperatury minimalnej, przy której sprężarka może zostać uruchomiona w bezpieczny, niezagrażający żywotności urządzenia sposób.

Grzałka może również wspomagać proces odladzania  pozwala na podgrzanie wody w instalacji w sytuacji, w której jej temperatura zaczyna gwałtownie spadać. Bez dodatkowego źródła ciepła mogłoby dojść do przemrożenia wymiennika i jego uszkodzenia.

Więcej o grzałce w pompie ciepła dowiesz się oglądając poniższy film:

Grzałka w pompie ciepła – wampir energetyczny czy niezbędny element? Stanisław Glodny radzi.

Budowa pompy ciepła - wydajna inwerterowa pompa obiegowa

Bardzo wydajna inwerterowa pompa obiegowa własnej konstrukcji, o szerokim zakresie modulacji oraz wysokim ciśnieniu dyspozycyjnym, pozwala na płynną regulację w polu pracy i pokonywanie oporów instalacji centralnego ogrzewania. Dzięki zastosowaniu takiej pompy możliwe jest zasilenie całej instalacji ogrzewania w budynku, co prowadzi do ograniczenia kosztów związanych z etapem wykonywania instalacji z pompą ciepła oraz zużycia energii elektrycznej.

Ponadto, pompa ta jest łatwa w obsłudze i charakteryzuje się wysoką niezawodnością, co pozwala na dłuższą eksploatację bez wymiany na nową. Warto zwrócić uwagę, że pompa ta spełnia najwyższe standardy jakości, co gwarantuje bezpieczeństwo użytkowania oraz długotrwałe działanie bez awarii.

Wiecej o pompie obiegowej dowiesz się oglądając poniższy film:

Pompy obiegowe w pompach ciepła Panasonic Aquarea

Potrzebujesz wsparcia lub chcesz znaleźć akredytowanego instalatora - skontaktuj się z nami