Pompa ciepła okiem eksperta. Część I

Nowoczesne, dobrze dobrane systemy grzewcze umożliwiają nie tylko ogrzewanie pomieszczeń, ale również ich chłodzenie. Takie funkcje ma np. pompa ciepła. O jej zaletach i możliwościach ogrzewania i chłodzenia wnętrz mówi Marek Bosiacki, z firmy Stiebel Eltron.

Matka natura oferuje nam trzy naturalne źródła energii – powietrze, wodę gruntową oraz grunt. Pompa ciepła to najprościej mówiąc urządzenie, które przepompowuje ciepło z obszaru o niskich temperaturach do domowej instalacji grzewczej, w której temperatura czynnika jest wyższa. Ogrzewanie nie jest jednak jedyną funkcją tego typu urządzeń. Pompy, jeśli są odpowiednio przystosowane, można praktycznie z taką samą efektywnością wykorzystać do chłodzenia pomieszczeń. Dzięki temu w okresie zimowym otrzymujemy urządzenie grzewcze, natomiast w okresie letnim instalacja grzewcza służy do chłodzenia.

Czytaj także: Pompa ciepła oczami eksperta. Część II

Znane są dwa sposoby chłodzenia przy pomocy pompy ciepła - aktywne oraz pasywne.
W przypadku chłodzenia aktywnego sprężarka pompy ciepła pracuje, a obieg w obwodzie pompy ciepła zostaje odwrócony. Energia cieplna jest pobierana z wody grzewczej poprzez parownik (w trybie grzania skraplacz) i oddawana poprzez skraplacz (w trybie grzania parownik) do otaczającego powietrza. Do chłodzenia aktywnego, oprócz pomp ciepła typu solanka/woda i woda/woda idealnie nadają się również pompy typu powietrze/woda.

Warto zaznaczyć, że w trybie ogrzewania pompa ciepła ma trochę większą moc i efektywność, niż w trybie chłodzenia. Dzieję się tak dlatego, że energia elektryczna pobierana przez sprężarkę zamieniana jest w ciepło, które w trybie ogrzewania dodaje się do ciepła pobieranego z dolnego źródła. W trybie chłodzenia ta dodatkowa energia cieplna, która powstaje w sprężarce, pogarsza efekt chłodzenia. W przypadku drugiego sposobu, czyli chłodzenia pasywnego, sprężarka pompy ciepła nie pracuje. Korzysta się zatem z możliwości naturalnego schładzania pomieszczeń czynnikiem z dolnego źródła, którym może być grunt lub woda gruntowa.

Jeżeli pompa ciepła z sondami ziemnymi pracuje jako źródło ciepła, to może ona służyć w porze letniej do chłodzenia pasywnego, bez konieczności jej aktywnego załączania. Woda grzewcza jest chłodzona w porze letniej przez dodatkowy wymiennik ciepła. Dodatkową zaletą chłodzenia pasywnego jest efektywna regeneracja gruntowego wymiennika ciepła, co zostanie później wykorzystane do ogrzewania budynku w sezonie grzewczym. Jeżeli w budynkach z systemami ogrzewania na paliwa kopalne wymagane jest chłodzenie, powinniśmy pamiętać o dodatkowej instalacji urządzenia klimatyzacyjnego. W tym przypadku pompa ciepła sprawdza się równie efektywnie, gdyż może współpracować z systemem wentylacji.

Pozostaje jeszcze kwestia rodzaju instalacji grzewczo-chłodzącej do spełnienia warunków odpowiedniego działania pompy. Wykorzystanie instalacji ogrzewania podłogowego jest najprostszym i najczęściej wybieranym sposobem chłodzenia pomieszczeń w budownictwie jednorodzinnym. Należy jednak pamiętać o tym, że chłodzenie przy wykorzystaniu instalacji ogrzewania podłogowego może powodować dyskomfort ze względu na niską temperaturę powierzchni podłogi. W tego typu przypadkach bardzo ważną kwestią jest prawidłowe zaprojektowanie instalacji, odpowiedni system sterowania (wyeliminowanie powstawania zjawiska wykraplania wody na powierzchni podłogi – przekroczenia punktu rosy) oraz profesjonalny montaż.

W przypadku chłodzenia pasywnego wybierany jest system podłogowy. W biurach i dużych budynkach zazwyczaj wykorzystuje się sposób chłodzenia aktywnego. Do tego celu najczęściej stosuje się instalację z klimakonwektorami, które w zimie grzeją, a latem chłodzą pomieszczenia. Dzięki wbudowanemu wentylatorowi zapewniają szybkie i efektywne grzanie oraz chłodzenie.