Pompy Ciepła - Pompa ciepła - Biuro Obsługi Budownictwa JaN

Pompa ciepła IVT jest urządzeniem grzewczym, którego zadaniem jest dostarczenie darmowej, ofiarowanej przez naturę energii cieplnej zgromadzonej w ziemi, wodzie i powietrzu do systemów grzewczych czyli “górnego źródła ciepła” jakim jest instalacja centralnego ogrzewania naszego domu lub każdej innej budowli oraz do przygotowania ciepłej wody, klimatyzacji itd.
Cała energia cieplna jaką przekazujemy do instalacji grzewczych, czyli do „górnego źródła ciepła” pochodzi z „dolnego źródła ciepła”, którym jest otaczająca nas przyroda. Pompa ciepła jest zatem urządzeniem transportującym energię cieplną z niższego poziomu temperatury do wyższego poziomu temperatury. Ten „transport” odbywa się w oparciu o prawo Bolye’a-Mariote’a przy pomocy odpowiedniej konstrukcji urządzenia kosztem dostarczonej do jego napędu energii elektrycznej. W naszym codziennym życiu na tej samej zasadzie działa domowa lodówka lub zamrażarka. Pobiera ona ciepło z wnętrza komory chłodniczej obniżając w niej temperaturę nawet do -18oC i przekazuje to ciepło do pomieszczenia, w którym się znajduje. Jest to oczywiste, że wewnątrz chłodziarki lub zamrażarki temperatura jest znacznie niższa niż w pomieszczeniu, w którym jest ustawiona. O ilości ciepła odbieranego z wnętrza chłodziarki i wysokości temperatury jaką tym sposobem się uzyskuje świadczyć może temperatura chłodnicy znajdującej się najczęściej w tylnej części chłodziarki.
Analogia chłodziarki domowej do pompy ciepła jest jak najbardziej odpowiednia, gdyż w pompie ciepła zachodzi ten sam proces termodynamiczny tylko w znacznie zwiększonej mocy. Pompa ciepła pobiera ciepło – ochładza ziemię, wodę lub powietrze i „transportując” ją na wyższy poziom temperaturowy przekazuje je do naszych instalacji grzewczych. Jedyną energią, za którą musimy zapłacić, jest energia elektryczna doprowadzana do poruszania sprężarki pompy ciepła i pomp obiegowych instalacji. Całość instalacji składa się z „dolnego źródła ciepła”, pompy ciepła i „górnego źródła ciepła”. Niewłaściwe zaprojektowanie lub wykonanie któregokolwiek z tych trzech elementów spowoduje nieefektywne lub nieekonomiczne działanie całego systemu.

Pompy ciepła IVT są urządzeniami produkcji szwedzkiej. Szwecja jest krajem, w którym 80% budynków i budowli ogrzewanych jest pompami ciepła, z czego ponad 50% jest produkcji koncernu IVT. Jako jedyny w Europie  koncern IVT współpracuje ściśle z japońską firmą Mitsubishi Electric i w wybranych modelach  przeznaczonych dla budownictwa jednorodzinnego zastosowane zostały sprężarki najnowszej generacji XXI wieku pozwalającej osiągnąć temperaturę na zasilaniu +65oC co daje możliwość zasilania tradycyjnych instalacji grzewczych. Niebagatelnym argumentem świadczącym o klasie urządzenia jest fakt pięcioletniej gwarancji na sprzedawane pompy.

Pompa ciepła jest urządzeniem pobierającym ciepło z przyrody tzn. z ziemi, wody i powietrza, dlatego zaprojektowanie oraz wykonanie „dolnego źródła ciepła” jest niezmiernie ważne. Jakiekolwiek oszczędności i uproszczenia mające na celu obniżenie kosztów są niedopuszczalne i mszczą się w trakcie eksploatacji urządzenia. Polska znajduje się w bardzo urozmaiconej i niejednorodnej strukturze geologicznej, gdyż przez nasz teren trzykrotnie przetaczał się lodowiec.  Efektem jest taka różnorodność geologiczna naszego kraju, że struktury geologiczne w odległości kilkudziesięciu metrów mogą być zasadniczo różne. Powoduje to konieczność posiadania odpowiedniej wiedzy geologicznej i doświadczenia w wykonaniu „dolnych źródeł ciepła”, aby zaproponować Inwestorowi najodpowiedniejszy system poboru ciepła. Najprostsze w wykonaniu są kolektory poziome lub spiralne, ale również mogą okazać się najmniej efektywne. Wokół rur kolektora tworzy się tzw. lej temperaturowy, który powinien wynosić do -5oC. Faktyczne obniżenie temperatury, przy dużych mrozach i intensywnej eksploatacji urządzenia, może być dużo większe i wówczas pompa nie zabezpieczy wystarczającej „dostawy” ciepła. Efektem tego zjawiska mogą być wysokie koszty eksploatacji przy jednoczesnym niedogrzaniu budynku. Dlatego preferowane są, jeśli to tylko możliwe, kolektory pionowe, które poza dużą efektywnością mają (pomijając trzęsienia ziemi lub inne zmiany struktur geologicznych) żywotność rzędu 100 lat.

Kolejnym bardzo ważnym tematem jest odpowiednie przygotowanie budynku i instalacji grzewczej do współpracy z pompą ciepła. Budynek winien posiadać możliwie niski  współczynnik przenikania ciepła - „k”, a co za tym idzie niskie (w granicach 25-30 W/m2) zapotrzebowanie na ciepło. Biorąc pod uwagę największą efektywność pracy pompy ciepła przy niskich parametrach pracy instalacji grzewczych, należy te instalacje przygotowywać do parametrów rzędu 50/40oC lub niższych.

Przy odpowiednim zaprojektowaniu i wykonaniu „dolnego” i „górnego źródła ciepła” pompy ciepła IVT doskonale spełniają swoje zadanie, a Inwestorzy nie muszą się martwić zwyżkami cen ropy, gazu, zmianami politycznymi itd. Ponieważ pod względem elektroenergetycznym Polska jest krajem samowystarczalnym, a zarazem z  energii elektrycznej korzystają wszyscy Polacy, ceny energii są stabilne, a podwyżki zdarzają się rzadko i są niewielkie.

W otaczającej nas przyrodzie zgromadzone są duże wręcz nieograniczone rezerwy energii zmagazynowane w naturalnych źródłach. Energia ta w sposób bezpośredni nie może być  wykorzystana do celów technicznych lub bytowych z powodu niskotemperaturowego charakteru tych źródeł, tj. z powodu zbyt niskiej temperatury nośnika owej energii, która to bardzo często jest zbliżona do temperatury otoczenia. Jednak w większości przypadków energię pochodzącą z tych źródeł można eksploatować bezpłatnie lub przy niewielkim nakładzie finansowym, dlatego też jej zasoby budzą coraz większe zainteresowanie potencjalnych użytkowników. Pozyskiwanie i przetwarzanie tej energii do celów bytowych człowieka wymaga zastosowania pomp ciepła.

W obiegu termodynamicznym pompy ciepła zachodzą w sposób ciągły cztery procesy
W parowniku, wymiennik ciepła nr 2, czynnik roboczy - R407C ulega procesowi odparowania na skutek odbioru ciepła z „dolnego źródła” nr 1. W sprężarce nr 3 następuje sprężenie pary czynnika roboczego, czemu towarzyszy wzrost temperatury.
Następnie para ulega procesowi skraplania w skraplaczu, wymiennik ciepła nr 4 przez oddanie ciepła do systemu grzewczego. Ostatecznie czynnik roboczy w postaci skroplonej jest dozowany do parownika poprzez zawór rozprężny nr 5, gdzie następuje ponownie proces odparowania i rozpoczęcie nowego cyklu.
Pompa ciepła jest urządzeniem grzewczym, którego zadaniem jest dostarczanie energii cieplnej do systemu odbiorczego — sytemu grzewczego budynku, poprzez tzw. górne źródło ciepła. W pompie ciepła nie zachodzą żadne procesy energetyczne, w wyniku których określona postać energii „przekształcana” jest w energię cieplną źródła górnego (jak ma to miejsce w kotle gazowym czy olejowym) Cała energia cieplna, jaką mamy do dyspozycji w źródle górnym, pochodzi bezpośrednio z tzw. dolnego źródła ciepła.
Oznacza to, że pompa ciepła pobiera określoną ilość energii cieplnej z dolnego źródła ciepłą i przenosi ją do górnego źródła ciepła, które bezpośrednio stanowi system grzewczy budynku. Praca pompy ciepła jednocześnie sprawia, że energia cieplna dolnego źródła jest transformowana na wyższy poziom energetyczny. Jest to konieczne ponieważ temperatura z dolnego źródła ciepła jest najczęściej zbliżona do temperatury otoczenia i waha się w granicach od -5°C do +5°C, natomiast wymagana temperatura w instalacji grzewczej budynku to najczęściej +65°C

Dolne źródło ciepła stanowi naturalny akumulator energii cieplnej, który ładowany jest latem a rozładowywany zimą, energia cieplna czerpana z dolnego źródła przez pompę ciepła kierowana jest do instalacji grzewczej.
Zasoby energii cieplnej zgromadzonej w dolnym źródle ciepła nazywane są Źródłami Energii Odnawialnej.