Chłodzenie pompą ciepła powietrze-woda

Podczas analizy bilansu energetycznego budynku, zazwyczaj większość uwagi skupia się na zapotrzebowaniu energetycznym związanym z ogrzewaniem i przygotowaniem ciepłej wody użytkowej. Te dwie kategorie stanowią ponad 80% całkowitego zużycia energii w budynku. Niemniej często pomija się fakt, że również chłodzenie wymaga znacznego dostarczenia energii.

W szczególności w miesiącach letnich zapotrzebowanie na chłodzenie staje się istotne i przyczynia się do około 15% całkowitego zużycia energii w budynkach. Właściwe uwzględnienie zapotrzebowania na chłodzenie w bilansie energetycznym budynku jest niezwykle ważne dla kompleksowego planowania efektywności energetycznej. Wykorzystanie pompy ciepła do chłodzenia może przynieść znaczące oszczędności i zmniejszyć ogólne zużycie energii budynku.

Chłodzenie pasywne

Pompa ciepła może pełnić kluczową rolę w efektywnym wykorzystaniu energii, zapewniając zarówno komfort cieplny, jak i chłodzenie przy minimalnym zużyciu energii elektrycznej. Chłodzenie pasywne pompą ciepła polega na wykorzystaniu pompy obiegowej do wymuszenia przepływu medium (wody, glikolu) w instalacji budynku i wymienniku gruntowym. Medium pobiera ciepło z budynku i oddaje je do gruntu, a następnie pobiera chłód z gruntu i przekazuje go do budynku. Jednak istnieją pewne ograniczenia temperaturowe, które uniemożliwiają skuteczne schłodzenie budynku w niektórych przypadkach.

Chłodzenie aktywne

Chłodzenie aktywne pompą ciepła wykorzystuje cały układ chłodniczy z czynnikiem chłodniczym, w tym sprężarkę, co jest droższym, ale bardziej efektywnym rozwiązaniem. Chłodzenie aktywne jest częściej stosowane, szczególnie w przypadku pompy ciepła powietrze-woda. Pompy ciepła mają zdolność do chłodzenia dzięki zastosowaniu czterech podstawowych elementów: parownika, sprężarki, skraplacza i zaworu rozprężnego. Niektóre pompy ciepła mają wbudowaną funkcję chłodzenia, a w innych można ją odblokować za pomocą dodatkowego akcesorium. Wybór odpowiedniego urządzenia z uwzględnieniem funkcji chłodzenia powinien być rozważany już na etapie projektowania budynku.

Wydajność chłodzenia

Wydajność chłodzenia pompą ciepła zależy od temperatury zasilania systemu chłodniczego. Temperatura zasilania musi być dostosowana do typu odbiorników (np. klimakonwektory, ogrzewanie podłogowe) i ich specyfikacji. Niektóre pompy ciepła mogą rozpocząć proces chłodzenia już przy niskiej temperaturze zewnętrznej, a ich funkcja chłodzenia może być aktywowana do temperatury zewnętrznej 43oC. W celu zoptymalizowania efektywności chłodzenia pompą ciepła, istotne jest uwzględnienie odpowiedniego izolowania budynku oraz zastosowanie technik oszczędzania energii, takich jak energooszczędne okna, izolacja termiczna ścian i dachów, a także odpowiednie zarządzanie oświetleniem i innymi urządzeniami elektrycznymi.

Dystrybucja chłodzenia

Sterowanie funkcją chłodzenia w pompach ciepła może odbywać się za pomocą krzywej kompensacji lub ustawienia stałej temperatury zasilania. Dystrybucja chłodzenia w systemie pomp ciepła z funkcją chłodzenia odbywa się za pomocą instalacji hydraulicznej. Woda chłodząca jest pompowana przez układ rur do miejsc, gdzie jest potrzebna regulacja temperatury. Może to obejmować różne strefy w budynku, takie jak pomieszczenia biurowe, sale konferencyjne, korytarze itp. Woda chłodząca przepływa przez wymienniki ciepła, które mogą być zainstalowane w klimatyzatorach, fancoilach lub innych systemach chłodzenia. Wymienniki ciepła umożliwiają przeniesienie ciepła z wody chłodzącej do powietrza w pomieszczeniach, co skutkuje obniżeniem temperatury. Ciepła woda chłodząca jest ponownie przepompowywana do pompy ciepła, gdzie odbywa się proces kondensacji i oddawania ciepła do otoczenia.
Damian Żabicki