Darmowe ciepło ze środowiska naturalnego

10-08-2015

Pompy ciepła pozwalające na produkcję ciepłej wody użytkowej to obok kolektorów słonecznych jeden z podstawowych elementów ekologicznych i energooszczędnych systemów grzewczych. Co istotne, urządzenia te doskonale się uzupełniają i w pełni ze sobą współpracują, a ich połączenie pozwala stworzyć system niemal samowystarczalny.

Przeznaczeniem pomp ciepła PCWU jest podgrzewanie wody użytkowej w okresie od wczesnej wiosny do późnej jesieni oraz - przy dodatnich temperaturach - również zimą.

- Urządzenie to, przy niewielkim udziale energii elektrycznej, wykorzystuje niskotemperaturową energię cieplną zmagazynowaną w powietrzu i zamienia ją na cieplną energię użytkową, pozwalając zarówno na ogrzewanie, jak i klimatyzowanie pomieszczeń indywidualnych oraz przemysłowych – wyjaśnia Paweł Sokół z białostockiej spółki Soleo.

Proces ten jest jednocześnie tani i efektywny, pozwalając na znaczną redukcję kosztów ogrzewania. W tym wypadku bowiem tylko ok. 25-35% potrzebnej energii pochodzi z sieci elektrycznej. Pozostałe 65-75% to darmowe ciepło ze środowiska naturalnego.

- Z uwagi na fakt, iż konstrukcja pompy umożliwia bezpośredni przepływ przez nią wody, może być ona stosowana w niemal każdej istniejącej instalacji wyposażonej w pojemnościowy podgrzewacz wody. By jednak obniżyć koszty ogrzewania, stosowanie pomp ciepła zaleca się zwłaszcza w układach z podgrzewaczem wyposażonym w grzałkę elektryczną – dodaje przedstawiciel Soleo.

Jak to działa?

Działanie pomp ciepła to cykl obejmujący cztery podstawowe etapy pracy. W pierwszej fazie ciepło absorbowane jest do parownika ze źródła o niskiej temperaturze przez czynnik chłodniczy, który następnie zasysa się do sprężarki zwiększającej jego temperaturę i ciśnienie.

Później sprężony czynnik dociera do skraplacza i w wyniku chłodzenia ulega skropleniu, oddając tym samym energię do obiegu grzewczego w postaci ciepła. W kolejnym kroku czynnik chłodniczy przepływa przez zawór rozprężny, w wyniku czego spada jego ciśnienie i temperatura.

- Na końcu zaś czynnik dociera do parownika, w którym pozyskując ciepło z dolnego źródła ulega odparowaniu i w postaci gazu w kolejnej fazie sprężania podnoszona jest jego temperatura i ciśnienie – wyjaśnia Paweł Sokół.

Na efektywność pracy pompy wpływa przede wszystkim temperatura źródła ciepła oraz aktualna temperatura czynnika ogrzewanego. Warto zatem pamiętać, że wzrost różnicy temperatur pomiędzy nośnikiem niskotemperaturowym a nośnikiem o wysokiej temperaturze powoduje obniżenie wydolności systemu i mocy grzewczej.

Efekt synergii

Stale rosnące ceny tradycyjnych paliw oraz brak możliwości zastosowania tańszych nośników energii cieplnej sprawiają, że najefektywniejszą alternatywą dla ogrzewania elektrycznego, olejem opałowym lub gazem staje się połączenie pompy ciepła i kolektorów słonecznych.

- Kluczem do sukcesu jest w tym wypadku wybór systemu w pełni zintegrowanego – zestawu solarnego wyposażonego w podgrzewacz z wbudowaną pompą ciepła. Warto pamiętać, że łączenie systemów wymaga zarówno odpowiednio przystosowanej instalacji, jak i ekonomicznego uzasadnienia całej inwestycji – podpowiada ekspert firmy Soleo.

Pompy zaliczają się bowiem do niskotemperaturowych źródeł ciepła i mogą ogrzać wodę do temperatury 55-60°C (45-50°C po zmieszaniu wody w kranie), co jest wystarczające w przypadku wody użytkowej. Powyżej tych wartości, z powodu dużych strat, ogrzewanie wody przestaje być jednak opłacalne.

Z kolei kolektory słoneczne, w zależności od nasłonecznienia, mają możliwość nawet całościowo pokryć zapotrzebowanie na energię potrzebną do podgrzewania wody użytkowej lub podwyższyć jej temperaturę, tym samym ograniczając czas pracy pompy ciepła.

- Jak zatem widzimy, integracja systemu kolektorów z pompami łączy zalety obydwu urządzeń, tworząc system niemal samowystarczalny – dodaje na koniec Paweł Sokół.