Opis budowy i działania pompy ciepła

Pompa ciepła jest urządzeniem grzewczym niskotemperaturowym, którego zasadę działania oparto na odkrytych zjawiskach i przemianach fizycznych, oraz właściwościach pewnych gazów. W dużym uproszczeniu to odwrócona lodówka, która zamiast chłodzić odzyskuje energię z otoczenia i oddaje ją do instalacji grzewczej budynku.

Urządzenie to składa się z czterech podstawowych elementów tworzących obieg termodynamiczny. Są to; parownik, kompresor, skraplacz i zawór rozprężny. W całym układzie krąży gaz R 290, który posiada zdolność wrzenia w niskich temperaturach. W takim zestawieniu, po uruchomieniu urządzenia zachodzą w sposób ciągły cztery procesy. Pierwszy to odbiór ciepła z otoczenia (na parowniku - radiatory), następny to sprężanie w kompresorze, potem oddanie ciepła w skraplaczu (wymienniku), a dalej rozprężanie realizowane na zaworze rozprężnym.

Zasada działania pompy ciepła

Czynnik chłodniczy (gaz) w formie cieczy przepływa przez sieć miedzianych rurek otoczonych potężnymi aluminiowymi powierzchniami (radiatorami) ułatwiającymi przyjmowanie energii z zewnątrz. Powierzchnia radiatorów zastępuje około 800 m bieżących rury ułożonej poziomo pod powierzchnią ziemi do pobierania ciepła, w przypadku takiego typu pompy cieplnej.
Gaz przepływając przez magistralę otoczoną radiatorami ulega podgrzaniu pobierając ciepło z zewnątrz. Tu należy przypomnieć, iż ujemna temperatura nie oznacza braku tej energii. To nadal jest energia cieplna. Znaczącym czynnikiem energetycznym jest zawartość pary wodnej w powietrzu (wilgotność powietrza) i wiatr.

Dlaczego? Wytłumaczenie jest proste. Wilgoć w powietrzu (w postaci gazu, lub opadów atmosferycznych), osiadając (skraplając się) na powierzchni radiatorów oddaje tam swoje ciepło. Dzieje się to tak szybko, iż następnym stanem skupienia jest po prostu szadź lub lód. Następuje szybki transfer energii do przepływającego w rurach czynnika. Wynikiem takiej przemiany jest jego nagrzanie i przejście z cieczy do stanu lotnego. Jako gaz trafia on do kompresora (sprężarki), gdzie podnoszone jest jego ciśnienie. W momencie otwarcia zaworu ekspansyjnego sprężony gwałtownie ogrzewa się i gorący trafia do wymiennika cieplnego o dużej wydajności. Tam oddaje swoją energię (ciepło). Ogrzewając wodę, znów przechodzi w stan ciekły. Woda krążąc w systemie centralnego ogrzewania oddaje energię cieplną do budynku. W chwili gdy ubędzie jej ponad zadane wartości, powyżej opisany proces rozpoczyna się od nowa.

Istnieją cztery podstawowe prawa, które umożliwiają pobieranie ciepła z powietrza:
1. Aby jakąś ciecz doprowadzić do wrzenia i zamienić w parę, potrzebna jest energia cieplna.
2. Kiedy para przechodzi ponownie w ciecz, oddaje ona tyle samo energii cieplnej ile pobrała podczas parowania.
3. Gdy sprężamy gaz, temperatura rośnie wraz z ciśnieniem.
4. Gdy zwiększamy ciśnienie nad ciecz, rośnie jej temperatura wrzenia.

Źródło: pompy ciepła octopus

Pompa ciepła jest urządzeniem wymuszającym przepływ ciepła z obszaru o niższej temperaturze do obszaru o temperaturze wyższej. Proces ten przebiega wbrew naturalnemu kierunkowi przepływu ciepła i zachodzi dzięki dostarczonej z zewnątrz energii mechanicznej (w pompach ciepła sprężarkowych) lub energii cieplnej (w pompach absorpcyjnych).

Pompy ciepła najczęściej mają zastosowanie w:

• gospodarstwach domowych (chłodziarki, zamrażarki)
• przetwórstwie spożywczym (chłodnie, zamrażalnie, fabryki lodu)
• klimatyzacji pomieszczeń (chłodzenie pomieszczeń)
• chłodnictwie
• ogrzewaniu pomieszczeń ciepłem pobieranym z otoczenia (z gruntu, zbiorników wodnych lub powietrza)

W chłodziarkach i zamrażarkach ciepło jest “wypompowywane” z przechowywanych produktów (co obniża ich temperaturę) a oddawane do pomieszczenia, w którym stoi lodówka lub zamrażarka. Pompa ciepła zastosowana do ogrzewania pomieszczeń “wypompowuje” ciepło z otoczenia o niskiej temperaturze (z gruntu lub powietrza na zewnątrz budynku) i po podniesieniu temperatury czynnika roboczego oddaje ciepło do ogrzewanego pomieszczenia. (more…)

Tradycyjny, grawitacyjny system wentylacji mieszkań polega na usuwaniu zużytego powietrza za pomocą kanałów w formie przewodów kominowych. Kanały takie murowane są w sposób identyczny jak kanały spalinowe kominów przeznaczonych do kominków lub pieców CO.

Nawet laik zauważy, że tego typu instalacja wentylacyjna nie zawsze działa poprawnie. Czasami kratka wentylacyjna zamiast wysysać powietrze np. z łazienki powoduje… nawiewanie zimnego powietrza do środka. Czasem powietrze w takim pomieszczeniu “ani drgnie” i tworzy się zaduch. Na ścianach pojawiają się skropliny a za nimi pleśń.

(more…)

Warto zwrócić uwagę, czy wentylacja działa poprawnie. Ale skąd wiadomo, że może ona nie działać prawidłowo? Łatwo rozpoznać ten fakt zwracając uwagę na kilka nieprawidłowości:

ZAPAROWANE OKNA
Brak wymiany powietrza powoduje gromadzenie się pary wodnej w pomieszczeniach. Para powstaje nie tylko podczas gotowania czy kąpieli. Każdy z nas produkuje jej dość sporo każdego dnia, podczas tak banalnej czynności jak oddychanie. Zbyt szczelny dom i brak odprowadzenia nadmiaru wilgoci rozpoznać można po zaparowanych szybach w oknach lub po kafelkach i lustrach w łazience. Brak wymiany powietrza może powodować także kiepski sen oraz złe samopoczucie domowników.

(more…)

Wciąż w wielu polskich domach ogrzewanie centralne oparte jest na gorącej wodzie użytkowej i centralnych kotłach grzewczych. Ciekawą alternatywą dla takiego typu ogrzewania są kominki z płaszczem wodnym. Kominki te wyposażone są w specjalne komory, w których zbiera się wodę użytkową, która może być przez taki kominek ogrzana i przepompowana do kaloryferów znajdujących się w naszym budynku mieszkalnym. Niektóre kominki z płaszczem wodnym pozwalają na ogrzania do 300 metrów kwadratowych powierzchni użytkowej w sposób bezpieczny i oszczędny.

(more…)