fbpx
Menu Zamknij

Krótka historia pompy ciepła – początki powstania przełomowego wynalazku

Chociaż wielu osobom wydaje się, że pompa ciepła to nowoczesne urządzenie skonstruowane w ciągu ostatnich dwudziestu lat, w rzeczywistości historia wynalazku sięga aż XIX wieku. To właśnie wtedy, dokładnie w 1824 roku, francuski wynalazca Nicolas Carnot opublikował pierwsze zasady działania pompy ciepła. Wówczas była ona jednak wyłącznie teorią podpartą kilkoma mniejszymi eksperymentami, dlatego też powstanie prawdziwych, całkowicie sprawnych pomp ciepła zajęło ponad sto lat! Pierwsze duże systemy pomp ciepła uruchomiono w Zurychu; miały one za zadanie ogrzewać budynek kongresowy, ratusz, urzędy, a także jedną z krytych pływalni. Pierwsze gruntowne pompy ciepła to część historii amerykańskich wynalazków. W 1945 roku konstruktor Robert C. Webber zamontował pompę gruntowną w swoim domu w Indianapolis. Lata prac oraz błyskawiczny rozwój technologii sprowadza nas do współczesnych wersji pomp ciepła, charakteryzujących się doskonałą wydajnością oraz efektywnością. Dziś przyjrzymy się bliżej jednemu z jej najpopularniejszych rodzajów – powietrznej pompie ciepła.

Jak działa powietrzna pompa ciepła – poznaj dwa rodzaje

Podejmując decyzję odnośnie budowy domu, prędzej czy później na etapie realizacji projektu trzeba zastanowić się nad tym, czym konkretnie chcemy ogrzewać dom. Już od dobrych kilku lat obserwujemy wzrost zainteresowania powietrznymi pompami ciepła, które chodzą za jedne z najmniej kłopotliwych generatorów grzewczych. To rozwiązanie idealnie wpisuje się w nowoczesne standardy wystosowywane przez budownictwo energooszczędne, a także nowe przepisy prawne w zakresie wyboru pomp. Duże zmiany w tym zakresie zostały wprowadzone przez warunki techniczne, którym obecnie powinny podlegać budynki oraz ich usytuowanie. Powietrzna pompa ciepła składa się z kilku obiegów, które pozwalają na pobór powietrza z zewnątrz, odebranie z niego energii cieplnej, a następnie przekazanie jej do obiegu grzewczego w domu. Współczesny rynek obejmuje dwa typy systemów, różniące się od siebie przede wszystkim konstrukcją. Wyróżniamy kolejno:

  • powietrzne pompy ciepła typu split – system składający się z dwóch modułów, zewnętrznego i wewnętrznego; pierwszy moduł obejmuje wentylator, parownik, sprężarkę i zawór rozprężny (to właśnie w nim zachodzi większość procesów związanych z transportem i wytwarzaniem ciepła); na moduł wewnętrzny składa się skraplacz, elektryczny podgrzewacz wspomagający, a także pompa obiegowa (moduły połączone są ze sobą rurami chłodniczymi);
  • powietrzne pompy ciepła typu monoblok – zawierające w sobie jeden moduł montowany na zewnątrz budynku; kompaktowe urządzenie składa się ze sprężarki, skraplacza, parownika, wentylatora, zaworu rozprężnego, podgrzewacza i pompy obiegowej; tego rodzaju instalację podłącza się do stacji hydraulicznej bądź centrali grzewczej (tam, gdzie ciepło jest przekazywane bezpośrednio do obiegów grzewczych).

Omawiając to, jak działa pompa ciepła powietrza, warto wspomnieć, że w przeciwieństwie do urządzeń typowo gruntowych, powietrzne pompy ciepła nie wymagają od inwestorów budowy specjalnej instalacji czy wykonywania wykopów w gruncie. W związku z tym można wykorzystywać je nie tylko w dopiero powstających domach, lecz również w domach już zamieszkałych, gdzie budowa została zakończona. Pompy ciepła od NTS Energy charakteryzują się doskonałym dopasowaniem i łatwym montażem.

Powietrzna pompa ciepła – zasada działania

Wpisując w wyszukiwarkę hasło „powietrzna pompa ciepła jak działa”, możesz natknąć się na szereg artykułów w tym temacie, dotyczących zarówno poszukiwanych przez Ciebie modeli powietrznych, jak i gruntownych. W istocie, ich działanie jest do siebie bardzo podobne; główną różnicą jest wybór dolnego rodzaju źródła ciepła. W przypadku powietrznej pompy ciepła jest nim, jak sama nazwa wskazuje, powietrze atmosferyczne. Sam schemat pobierania ciepła z otoczenia i wykorzystywania go w budynku jesteśmy w stanie podzielić na trzy etapy.

Etap I → powietrze pobierane jest przez wentylator i dostarczane do parownika; znajduje się w nim układ chłodniczy, który wypełniony jest niezamarzającą cieczą o temperaturze zawsze niższej od otoczenia. Dzięki tej właściwości ciecz może odbierać ciepło z powietrza nawet w przypadku, gdy zewnętrzna temperatura jest ujemna.

Etap II → ogrzana ciecz jest kierowana do kolejnego obiegu, przekazując energię cieplną czynnikowi chłodniczemu, którego właściwości sprawiają, że paruje nawet w bardzo niskich temperaturach. Pod wpływem ciepła czynnik zaczyna wrzeć, parować i właśnie w tym stanie (gazowym) trafia do sprężarki. Tam, w wyniku wysokiego ciśnienia, następuje proces sprężenia gazu. Czynnik w formie gazowej zwiększ swoją temperaturę do tego stopnia, że możliwe jest ogrzanie nim wody w obiegu grzewczym.

Etap III → wysokotemperaturowy gaz przekazuje ciepło bezpośrednio do obiegu grzewczego, zaś pozyskana energia może posłużyć między innymi do ogrzania wody użytkowej.

Kiedy najlepiej zainwestować w powietrzną pompę ciepła?

Wiemy już, jak działa powietrzna pompa ciepła. Stosowanie jej do ogrzewania domu i przygotowania ciepłej wody to obecnie jedno z najbardziej ekonomicznych wyjść, zwłaszcza wtedy, gdy:

  • jej montaż będzie dotyczył energooszczędnego domu, o niewielkim zapotrzebowaniu na ciepło;
  • nie ma możliwości montażu pompy ciepła czerpiącej z gruntu bądź wody;
  • w najbliższej okolicy w której znajduje się dom, nie ma sieci gazu ziemnego;
  • potrzebujemy urządzenia wspomagającego instalację grzewczą zasilaną gazem płynnym bądź olejem opałowym.

Pompa powietrzna nie jest urządzeniem tanim w zakupie, jednak większość traktuje ją jako inwestycję. Sprzęt jest praktycznie bezobsługowy, a niższe koszta eksploatacji systemu grzewczego pozwalają w ciągu roku sporo oszczędzić – zwłaszcza, jeżeli mamy do czynienia z domostwami nowoczesnymi, w których do ogrzania budynku wystarczy zastosowanie urządzenia grzewczego o mocy 5-8 kW. W przypadku takiego domu nawet gdy zimą zostaną włączone grzałki elektryczne, opłaty za prąd nie ulegną gwałtownemu podwyższeniu.

Główne korzyści wynikające z montażu powietrznej pompy ciepła

Ogrzewanie pompą ciepła zyskuje coraz więcej fanów. Ten energooszczędny, wydajny i ekologiczny system znajduje swoje zastosowanie w wielu budynkach, niezależnie od tego czy są one dopiero w planach, czy może już od kilku lat zamieszkują je rodziny szukające lepszych rozwiązań. Powietrzne pompy ciepła to jedno z najpopularniejszych rozwiązań. Dlaczego tak jest?

Głównych zalet doszukiwać się można w wielokrotności zastosowań – z pompy ciepła korzystać można zarówno do ogrzewania, jak i chłodzenia pomieszczeń, a także przygotowania ciepłej wody użytkowej. Ponadto, brak konieczności zakupu materiałów grzewczych stanowi jeden z dodatkowych plusów, umożliwiając uzyskanie realnych oszczędności. Jedynym kosztem okazuje się wydatek na energię elektryczną, lecz i to są niewielkie ilości. Użytkowników pomp ciepła nie interesują również rosnące ceny gazu czy materiałów opałowych; sprzęt czerpie energię ze źródeł odnawialnych. Powietrzne pompy ciepła oferowane przez NTS Energy to także niezawodność i wygoda użytkowania – na pompie ciepła można polegać przez bardzo długi czas, zaś jej panel obsługi jest naprawdę prosty. Nasza firma przykłada szczególną uwagę także do bezpieczeństwa; pompy ciepła stanowią systemu, które działają w sposób niestwarzający zagrożenia w postaci wybuchu czy zaczadzenia. Dla nas liczy się przede wszystkim dobro naszych Klientów. Serdecznie zapraszamy do zapoznania się z naszą ofertą pomp ciepłych. W przypadku jakichkolwiek pytań, jesteśmy do dyspozycji.

FAQ – PYTANIA I ODPOWIEDZI

1
Czy pompy ciepła są ekologiczne?

Pompy ciepła stanowią grupę urządzeń, które w żaden sposób nie emitują do środowiska żadnych zanieczyszczeń, dymów oraz popiołu. Dzięki temu są one jedną z ekologicznych alternatyw dla tradycyjnych sposobów ogrzewania budynków.

2
Czy pompy ciepła często się psują?

Zakłada się, że statystyczna żywotność sprężarki pompy ciepła sięga średnio około 20 lat.
Jeżeli będziemy pamiętać o właściwym i regularnym serwisowaniu sprzętu, pozytywnie wydłużymy żywotność pompy ciepła, mogąc cieszyć się nią przez dłuższy czas.

3
Czy warto zakupić powietrzną pompę ciepła nie mając instalacji fotowoltaicznej?

Chociaż połączenie powietrznej pompy ciepła z instalacją fotowoltaiczną pozwala bardziej obniżyć koszta ogrzewania, sama powietrzna pompa ciepła bez fotowoltaiki również niesie za sobą spore korzyści – ze względu na swoją energooszczędność, łatwość w montażu oraz żywotność, stanowi ona jedno z najpopularniejszych rozwiązań w dzisiejszym budownictwie.

4. Czy pompa ciepła może ogrzewać wodę użytkową?

Pompy ciepła mogą ogrzewać dom oraz wodę użytkową, w podłączonym do systemu grzewczego zasobniku.
W ofercie znaleźć można również urządzenia przeznaczone wyłącznie do przygotowywania C.W.U.. Są one poleca m.in. w przypadku ogrzewania budynku innymi źródłami ciepła, ponieważ takie rozwiązanie jest w stanie obniżyć koszty ogrzewania wody nawet o połowę.
Pompy ciepła do C.W.U. to urządzenia pobierające energię z powietrza w pomieszczaniu, w którym są zainstalowane lub z powietrza zewnętrznego za pomocą przepustnicy.
Energia ta zmieniania jest w ciepło o temperaturze umożliwiającej podgrzew wody użytkowej do zadanej temperatury. W ten sposób pompa ciepła do C.W.U. może samodzielnie przygotować ciepłą, zastępując elektryczny bojler, podgrzewacz czy kocioł grzewczy. Ogrzewanie wody użytkowej w okresie zimowym jest możliwe dzięki podłączeniu  poprzez wężownicę np. zainstalowanego kotła lub grzałki elektrycznej. W połączeniu z instalacją fotowoltaiczną, pompa ciepła do podgrzewania wody użytkowej może również wykorzystywać darmowy prąd z PV, co stanowczo obniża koszty związane z jej podgrzewem.

5.
Czy pompa ciepła może współpracować z grzejnikami?

Pompy ciepła pracują najefektywniej w połączeniu z niskotemperaturowym ogrzewaniem płaszczyznowym, np. z tzw. podłogówką. Jeśli jednak z różnych powodów zastosowanie grzejników jest konieczne, możemy wybrać modele
przystosowane do współpracy z pompą ciepła. Czyli takie które mają niewielką pojemność cieplną i dużą powierzchnię wymiany ciepła. Do współpracy z pompą ciepła przeznaczone są grzejniki dla parametrów 55/45/20, czyli takie jakie stosuje się w instalacjach z kotłem kondensacyjnym. Aby zwiększyć wydajność i moc grzejnika można zastosować modele z wentylatorem. Rozwiązaniem w przypadku pomp ciepła są również klimakonwektory wodne, które mogą także chłodzić pomieszczenia w okresie letnim w wyniku odwrócenia obiegu oraz grzejniki kanałowe z wentylatorem.

6.
Ile kosztuje pompa ciepła?

Na koszt zakupu pompy ciepła wpływa wiele czynników. Będzie on zależał m.in. od rodzaju urządzenia, jego współczynnika efektywności COP, tego czy pompa ciepła będzie ogrzewać dom czy również wodę użytkowa, czy ma także zapewniać chłodzenie budynku latem. Pompa ciepła powinna być dobrana do indywidualnych potrzeb budynku (jego zapotrzebowania na ciepło) oraz potrzeb
domowników. Jest to łatwe w obsłudze narzędzie, za pomocą którego można samodzielnie dobrać odpowiednie urządzenie, w oparciu o odpowiedzi na pytania dotyczące budynku i potrzeb jego mieszkańców. Wynik doboru, to propozycja konkretnych rozwiązań wraz z cenami urządzeń. Za pomocą konfiguratora można również wysłać zapytanie ofertowe i uzyskać bezpłatną konsultację ze
specjalistą w sprawie zaproponowanego produktu oraz jego ceny.
Aby uzyskać bezpłatną, i co ważne, niezobowiązującą wycenę systemu grzewczego bazującego na pompie ciepła można również wysłać zapytanie ofertowe korzystając z zakładki na dole strony.

7.
Czy pompa ciepła jest głośna?

Nowoczesne pompy ciepła to urządzenia bardzo zaawansowane technicznie.
Stosowane w nich rozwiązania sprawiają, że generują one dźwięki o porównywalnym lub nawet mniejszym poziomie niż kocioł gazowy czy lodówka. Bardzo cicha praca charakteryzuje m.in. powietrzne pompy ciepła typu split, czyli składające się z jednostki zewnętrznej i wewnętrznej. Jednostka zewnętrza pomp ciepła jest praktycznie niesłyszalna, m.in. dzięki zoptymalizowanym
akustycznie wentylatorom oraz inteligentnemu systemowi sterowania ich prędkością obrotową. Rozwiązania te pozwoliły zminimalizować dźwięki powietrzne przy pracy z pełnym lub częściowym obciążeniem. W trybie nocnym moc akustyczna wentylatora i sprężarki pompy ciepła może być dodatkowo zredukowana. Dzięki zastosowanym rozwiązaniom jednostka zewnętrzna pompy ciepła może być instalowana również na posesjach usytuowanych w ścisłej zabudowie, np. domów szeregowych, bez obaw o dyskomfort akustyczny domowników i sąsiadów. W razie gdy jednak przeszkadza dźwięk sąsiadom to można zastosować ekrany do agregatów lub obsadę roślin.

8.
Czym jest inwerterowa pompa ciepła?

Nazwa dotyczy Inwerterowej sprężarki pompy ciepła. Sprężarki inwerterowe pracują na prądzie stałym i stanowią obecnie najbardziej wydajne urządzenia na rynku pomp ciepła. Wyposażone są w inwerter zamieniający prąd zmienny z sieci 230 V na prąd stały DC 300 V. Takie rozwiązanie pozwala płynnie regulować wydajność sprężarki poprzez zmianę częstotliwości prądu przemiennego.
W przeciwieństwie do sprężarek standardowych typu on/of, rozpoczynających pracę od razu na maksymalnych obrotach, sprężarki inwerterowe mają tzw. „miękki start” – stopniowo zwiększając obroty silnika. Tym samym sprężarka pompy ciepła sterowana inwerterowo pobiera mniejszy prąd rozruchowy, jest bardziej energooszczędna i cichsza. Chyba, że sprężarka typu on/of ma wbudowany sofstart.

Efektem zastosowania sprężarki inwerterowej jest możliwość regulacji mocy urządzenia w szerokim zakresie. Inwerterowa pompa ciepła płynnie dopasowuje swoją moc do zapotrzebowania na ciepło budynku, aż do osiągnięcia mocy maksymalnej. Zapewnia to większą energooszczędność, lepszą kontrolę i wysoką stabilność temperatury zasilania systemu grzewczego.

9. Czy pompa
ciepła może pracować w trybie chłodzenia?

Pompy ciepła oprócz dostarczania ciepła do budynku mogą również zapewniać przyjemny chłód w jego wnętrzach w okresie letnim. W przypadku gruntowych pomp ciepła solanka odbiera ciepło z obiegu grzewczego za pośrednictwem wymiennika ciepła i odprowadza je na
zewnątrz. Metodę tę określa się jako „natural cooling”,lub „ pasywne chłodzenie” ponieważ do chłodzenia wykorzystywana jest naturalna temperatura otoczenia (niższa temperatura gruntu w stosunku do temperatury powietrza).
W przypadku powietrznych pomp ciepła efekt chłodzenia uzyskuje się najczęściej dzięki trybowi pracy odwróconej (praca rewersyjna). Pompa ciepła działa wówczas podobnie jak lodówka aktywnie wytwarzając chłód. Jest to możliwe poprzez wewnętrzne odwrócenie obiegu czynnika chłodniczego lub przełączenie przyłączy układu pierwotnego i wtórnego na zewnątrz. Metoda ta określana jest jako
„rewersyjna”.

8.
Czym się różni pompa ciepła split od urządzenia typu monoblok?

Zarówno powietrzne pompy ciepła typu monoblok, jak i split, mogą charakteryzować się wysokim współczynnikiem efektywności COP dochodzącym do 5,0 i klasą efektywności energetycznej A++, zapewniając tym samym niskie koszty ogrzewania. Urządzenia te różnią się natomiast budową, co przekłada się na konkretne wymagania i wytyczne dotyczące ich montażu i późniejszej eksploatacji. W pompach ciepła typu split układ chłodniczy jest rozdzielony na dwie jednostki, które połączone są przewodami z czynnikiem chłodniczym. Ich montaż wymaga od instalatora posiadania uprawnień F-gazowych, ponieważ po jego stronie leży wykonanie instalacji chłodniczej pomiędzy jednostką wewn., a zewn.. Ponieważ układ chłodniczy w pompach ciepła typu split nie jest hermetycznie zamknięty urządzenia tego typu wymagają również przeprowadzania corocznych kontroli szczelności. A w przypadku większej ilości czynnika określonej ustawą, zgłoszenia do CRCH.
W przypadku monoblokowych pomp ciepła cały układ chłodniczy jest fabrycznie, hermetycznie zamknięty w jednej jednostce. Nawet jeśli monoblokowa pompa ciepła rozdzielona jest na dwie jednostki, obie połączone są przewodami wodnymi.
Montując pompę monoblokową instalator nie ingeruje w układ chłodniczy dlatego nie musi posiadać dodatkowych uprawnień (F-gazowych). Monoblokowe pompy ciepła, w przeciwieństwie do urządzeń typu split wymagają z kolei zabezpieczenia przed zamarzaniem wody krążącej między budynkiem, a jednostką zlokalizowaną na zewnątrz, na wypadek dłuższej przerwy w dostawie prądu w czasie mrozów. Stosuje
się wtedy zawory antyzamrożeniowe, lub roztwór glikolu.