Chłodzenie za pomocą pompy ciepła – jak to działa?

Pompy ciepła z reguły są utożsamiane z ogrzewaniem budynków i przygotowaniem ciepłej wody użytkowej. Tymczasem te urządzenia w większości przypadków mogą również z powodzeniem chłodzić pomieszczenia w lecie. Tym samym zapewniają całoroczną kontrolę klimatu wewnątrz budynku. Sprawdź, na czym polega chłodzenie budynku za pomocą pompy ciepła.

chlodzenie za pomoca pompy ciepla jak to dziala 1 - Chłodzenie za pomocą pompy ciepła – jak to działa?

Z tego artykułu dowiesz się:

  • w jaki sposób można chłodzić budynek przy pomocy pompy ciepła,
  • czym jest chłodzenie aktywne,
  • jak wygląda chłodzenie pasywne,
  • na co należy zwrócić uwagę przy wyborze systemu chłodzenia budynku.

W nowoczesnym budownictwie obecnie dąży się do zwiększenia izolacyjności przegród zewnętrznych. Wymogi te znacząco redukują sezonowe zapotrzebowanie na energię do ogrzewania. Z kolei trendy architektoniczne, takie jak stosowanie coraz większych powierzchni oszklonych, prowadzą do powstawania znaczących zysków ciepła w okresie letnim. Oznacza to, że w całorocznym bilansie energetycznym budynku coraz większą rolę odgrywa zapotrzebowanie na chłód.

Jeśli wykorzystujesz pompę ciepła do celów chłodniczych, nie musisz stosować odrębnej instalacji klimatyzacyjnej. Dzięki temu zyskujesz oszczędności zarówno w procesie inwestycyjnym, jak i w późniejszej eksploatacji.

Pompy ciepła – w jaki sposób chłodzą budynek?

Pompy ciepła, podobnie jak lodówki, wykorzystują energię elektryczną do przetransportowania ciepła z przestrzeni chłodnej do ciepłej. W trakcie sezonu grzewczego źródłem ciepła jest powietrze atmosferyczne (w przypadku pomp ciepła typu powietrze-woda) lub grunt (w przypadku pomp gruntowych). Ciepło odebrane z otoczenia jest transportowane do budynku do celów ogrzewania. W okresie letnim cykl ten można odwrócić – pompa odbiera ciepło z wnętrza budynku i oddaje je do otoczenia zewnętrznego.

W zależności od rodzaju posiadanej pompy ciepła oraz od oczekiwań użytkownika można rozróżnić dwa sposoby pracy tych urządzeń w trybie chłodzenia:

  • chłodzenia aktywne – zarówno dla pomp typu powietrze-woda, jak i gruntowych,
  • chłodzenie pasywne – w przypadku pomp gruntowych.

Chłodzenie aktywne – jak to działa?

Podczas pracy pompy ciepła w trybie ogrzewania czynnik chłodniczy krążący w zamkniętym układzie ma temperaturę niższą od otoczenia – odbiera z niego ciepło poprzez parownik. W tym procesie dochodzi do odparowania czynnika. Następnie para czynnika jest sprężana w sprężarce pompy ciepła. Dochodzi do gwałtownego wzrostu ciśnienia i temperatury. Dzięki temu czynnik chłodniczy skierowany następnie do skraplacza może oddać pozyskane wcześniej ciepło. Energia ta, oddawana przy wyższej temperaturze, zostaje wykorzystana do zasilenia instalacji grzewczej budynku. Następuje skroplenie czynnika będącego ciągle pod wysokim ciśnieniem i kierowanie go na zawór rozprężny. W procesie rozprężania następuje gwałtowny spadek ciśnienia i temperatury. W ten sposób cykl się zamyka i czynnik chłodniczy znów trafia do parownika. Siłą napędową tego procesu jest energia elektryczna przeznaczona do napędu sprężarki. Ilość zużytej energii elektrycznej jest jednak kilkukrotnie mniejsza od energii oddanej do budynku.

Praca pompy ciepła w trybie chłodzenia aktywnego polega na odwróceniu powyższego obiegu. Skraplacz staje się parownikiem, a parownik skraplaczem. Pozwala to na odebranie energii cieplnej z wnętrza budynku i przekazanie jej do otoczenia zewnętrznego.

Ponieważ ilość ciepła oddanego przez pompę ciepła jest sumą energii cieplnej pobranej z otoczenia i energii elektrycznej potrzebnej do napędu sprężarki, proces chłodzenia jest nieco mniej efektywny energetycznie od procesu ogrzewania. Oznacza to, że pompa ciepła w trybie chłodzenia osiąga niższą moc niż w trybie ogrzewania. Tym niemniej prawidłowo dobrane urządzenie pozwoli na zapewnienie skutecznego ogrzewania i chłodzenia w budynku.

Zarówno powietrzne pompy ciepła Vaillant aroTHERM, jak i gruntowe flexoTHERM, mają możliwość pracy w trybie ogrzewania i chłodzenia.

Chłodzenie pasywne – jak to działa?

Chłodzenie pasywne polega na bezpośrednim odbiorze ciepła z budynku z pominięciem układu chłodniczego pompy ciepła. Ten tryb chłodzenia może być realizowany tylko w przypadku pomp ciepła typu solanka-woda (np. Vaillant flexoTHERM lub flexoCOMPACT), których dolnym źródłem ciepła są pionowe sondy gruntowe.

Ciepło z budynku jest oddawane do obiegu solanki w dolnym źródle pompy ciepła za pośrednictwem oddzielnego wymiennika ciepła. Dzięki temu energia elektryczna w tym procesie jest wymagana jedynie do napędu pomp obiegowych dolnego i górnego źródła.

Chłodzenie pasywne nie zapewni równie wysokiej mocy co chłodzenie aktywne, jednakże powinno spowodować obniżenie temperatury pomieszczeń o kilka stopni. Będzie to z pewnością najtańszy sposób na chłodzenie budynku.

Na co zwrócić uwagę przy wyborze systemu chłodzenia?

Wybór pomiędzy chłodzeniem aktywnym a pasywnym przede wszystkim zależy od rodzaju posiadanej pompy ciepła. W przypadku pomp typu powietrze-woda możliwe jest tylko chłodzenie aktywne. Pompy gruntowe pozwalają na wybór między jedną a drugą technologią.

Ważną kwestią jest również wybór odbiorników ciepła. W większości przypadków chłodzenie jest realizowane za pomocą tej samej instalacji co ogrzewanie, czyli za pomocą systemu podłogowego. Niesie to za sobą swego rodzaju ograniczenia. Ze względu na komfort i ryzyko wykroplenia wilgoci nie można znacząco obniżyć temperatury podłogi. Należy zadbać o to, aby regulator był wyposażony w czujnik pomiaru wilgotności powietrza i kontroli punktu rosy. Umożliwia to sterownik multiMATIC VRC 700 współpracujący z pompami ciepła Vaillant.

Ze względu na powyższe ograniczenia moc chłodnicza takiej instalacji może być niewystarczająca w okresie najwyższych temperatur zewnętrznych – pozwala ona na ochłodzenie pomieszczeń jedynie o kilka stopni. Przy większych wymaganiach dotyczących chłodzenia pomieszczeń można zastosować instalację klimakonwektorową. Takie urządzenia, podobnie jak klimatyzator, bezpośrednio chłodzą powietrze w pomieszczeniu – wymuszają jego przepływ przez wymiennik. Zaleca się je w przypadku chłodzenia aktywnego, ponieważ pozwalają na pełne wykorzystanie mocy chłodniczej pompy ciepła.

Sprawdź pompy ciepła i inne urządzenia marki Vaillant, dzięki którym latem w Twoim domu zapanuje przyjemny chłód.

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Please enter your comment!
Please enter your name here