Zasady działania pomp ciepła
Zadaniem pompy ciepła jest „wyciągnięcie” ciepła z jednego miejsca a następnie oddanie go z powrotem przy wyższej temperaturze w innym miejscu.
Pompę ciepła można smiało przyrównac do lodówki czy klimatyzatora, bo w zasadzie zasada działania jest identyczna.
Lodówka „wyciąga” ciepło z produktów w niej umieszczonych a następnie oddaje to ciepło na wymienniku ciepła umieszczonym z tyłu urządzenia. Pompy ciepła działają tak samo.
Zasada pracy pompy ciepła opiera się o pracę czynnika chłodniczego, którym jest specjalna ciecz wrząca w temperaturach poniżej -10°C, znajdująca się w wewnętrznym obwodzie pompy ciepła . W wymienniku do którego dostarczana jest energia cieplna niskotemperaturowa na przykład woda, lub solanka o temperaturze +10°C (znacznik 1) odbywa się parowanie czynnika chłodniczego. Podczas zjawiska parowania, pobierane jest ciepło z otoczenia. W tym przypadku ciecz parująca ma przykładowo -10°C i w związku z tym pobiera ciepło od wody, lub solanki i tak zagrzana para cieczy (znacznik 2) mająca już temperaturę +3°C jest zasysana przez elektrycznie napędzana sprężarkę.
Rolą sprężarki jest podniesienie cisńienia pary, które wynosi wten czas około 20 bar co jest równoznaczne z podniesieniem jej temperatury do około +70°C . Para o tej temperaturze oddaje ciepło w drugim wymienniku do wody obiegu grzewczego(znacznik 3). Oddanie ciepła oznacza jednocześnie zamianę pary w ciecz, czyli jej skroplenie (znacznik 4). Dlatego pierwszy z omawianych wymienników jest parownikiem, a drugi skraplaczem. Po skropleniu ciecz przechodzi przez zawór rozprężny gdzie następuje gwałtowny spadek ciśnienia i rozpylenie czynnika, który znów zaczyna parować i cykl w ten sposób się zamyka. Pompa ciepła transportuje energię z otoczenia. Jednocześnie zużywana jest energia elektryczna służąca do napędu sprężarki i pomp obiegowych. Ta energia elektryczna jest też zamieniona na ciepło.
Najczęściej stosowane instalacje dolnego źródła
Studnie pozwalają na pozyskiwanie energii z wód. Stała temperatura wód wynosząca od +8°C do +12°C predysponuje to źródło do wykorzystywania ze względu na wysoką roczną zdolność grzewczą. Przy wykorzystaniu jednej studni, czynnik chłodniczy krąży w obiegu zamkniętym. Przy wykorzystaniu dwóch studni, schłodzona woda zatłaczana jest do studni chłonnej.
Efektywność energetyczna
Stosując pompę ciepła 75% energii otrzymujemy za darmo ze środowiska, płacimy jedynie za energie zużywaną do napędu sprężarki. Innymi słowy z 1kWh energii elektrycznej otrzymujemy 4kWh enerii cieplnej. W pompach ciepła jedynym zużywanym rodzjem energii jest energia napędzająca sam mechanizm - pompę cyrkulacyjną i sprężarkę. Reszta energii pochodzi z naturalnych, odnawialnych źródeł energii. Ponadto urządzenia tego typu, są całkowicie przyjazne dla środowiska - nie emitują szkodliwych substancji, ani nie wykorzystują procesu spalania w miejscu instalacji.