Podstawowe informacje

Pompa ciepła to urządzenie, które oddaje więcej energii w postaci ciepła niż pobiera w postaci energii elektrycznej. Czy możliwe jest, żeby urządzenie miało sprawność ponad 100%? Oczywiście, że nie – często zapominamy o tym, że ciepło które oddawane jest przez pompę do instalacji grzewczej jest pobierane z tzw. dolnego źródła ciepła, którym może być grunt, woda lub otaczające powietrze.

Każda pompa ciepła działa w oparciu o 2 zasady termodynamiki:

• I zasada termodynamiki (zachowania energii): w układzie zamkniętym energia nie może zniknąć, a jedynie zamienić się w inną formę energii. Energia cieplna i mechaniczna są równoważne.
• II zasada termodynamiki: ciepło przepływa zawsze z ciała o temperaturze wyższej do ciała o temperaturze niższej, nigdy odwrotnie, gdyż potrzebny byłby do tego wydatek energii.

Najczęściej używana do ogrzewania pompa ciepła składa się z 5 podstawowych elementów:

• parownika który pozyskuje ciepło z otoczenia
• sprężarki, która podnosi ciepło na wyższy poziom temperaturowy
• skraplacza, który oddaje ciepło do instalacji grzewczej
• zaworu rozprężnego
• czynnika roboczego, który służy do transportu ciepła

W parowniku – czynnik roboczy odparowuje osiągając temperaturę niższą niż temperatura otoczenie i dzięki temu pobiera energię. Jako para jest zasysany przez sprężarkę, która zwiększa jego ciśnienie, czemu towarzyszy wzrost temperatury. Czynnik w postaci gorącej pary trafia do skraplacza, gdzie oddaje swoje ciepło do wody grzewczej i ulega skropleniu. Skroplony czynnik roboczy kierowany jest na zawór rozprężny, gdzie następuje spadek ciśnienia do takiego jak panuje w parowniku. Procesowi rozprężania towarzyszy gwałtowny spadek temperatury, na tyle duży, że czynnik roboczy osiąga temperaturę niższą niż otoczenie i znów może pobrać energię w procesie odparowania.

Bilans mocy pompy ciepła (w kilowatach) wygląda następująco:

Podzielenie ilości energii oddanej w postaci ciepła grzewczego przez ilość energii elektrycznej zużytej przez pompę daje w wyniku współczynnik efektywności – COP (z ang. Coefficient Of Performance) który znajduje się w charakterystyce pompy ciepła.