Pompy ciepła glikol-woda
Najbardziej rozpowszechnionymi pompami ciepła służącymi do ogrzewania pomieszczeń są pompy ciepła glikol-woda (ew. solanka-woda). Najbardziej rozpowszechnionymi pompami ciepła w ogóle są pompy ciepła warzywa_i_mięso-powietrze, czyli kuchenne chłodziarki i zamrażarki. Ale do ogrzewania takich się nie stosuje. Ich działanie chciałbym dziś opisać w niniejszym artykule.
Nazwę glikol-woda (solanka-woda) zawdzięczają czynnikom roboczym, które krążą w wymiennikach ciepła dolnego i górnego źródła ciepła pompy.
Dolne źródło, z którego czerpie się ciepło, jest najczęściej gruntowy wymiennik ciepła zakopany pod trawnikiem. Niekiedy rurki z glikolem umieszcza się w pionowych odwiertach, jeśli działka jest mała. Ponieważ temperatura odbierania ciepła jest często niższa od zera, konieczne jest, by w wymienniku krążył płyn niezamarzający. Oczywiście nie jest to solanka, choć taka nazwa funkcjonuje jeszcze w użyciu.
W górnym źródle ciepła następuje jego oddawanie do pomieszczeń. To zadanie spełnia instalacja wodnego centralnego ogrzewania. Najczęściej jest to oczywiście ogrzewanie podłogowe, znacznie rzadziej stosuje się w tym celu grzejniki. Niekiedy pompy ciepła tego typu podgrzewają również wodę użytkową.
Działanie pompy ciepła glikol-woda
Pompy ciepła glikol-woda są w mojej ocenie najlepszym przykładem by wyjaśnić ogólnie zasady działania pomp ciepła. W tym celu przyda nam się poniższy schemat.
Schemat instalacji z pompą ciepła glikol-woda. Ta akurat czerpie ciepło z gruntowego poziomego wymiennika i oddaje je do ciepłej wody użytkowej oraz grzejników.
Powyższy schemat przedstawia układ pompy ciepła z poziomym wymiennikiem, w którym krąży glikol. Wymiennik najczęściej ma postać prostych lub spiralnie ułożonych rurek. Istotne jest, by długość rurek była odpowiednia, ale także, by powierzchnia zajmowana przez wymiennik była dostatecznie duża. Ciepło odbierane jest przez każdy centymetr rurek, ale jeśli się je zwinie w ciasną spiralę, nie będą pracować efektywnie.
Rurki z glikolem można umieścić również w pionowych odwiertach. Takie rozwiązanie pozwala zamontować pompę ciepła na małej działce. Ale nie chciałbym o tym pisać tu zbyt dużo, bo zamierzam temu zagadnieniu poświęcić osobny artykuł.
W każdym razie, w obiegu glikolowym dolnego źródła krąży niezamarzająca ciecz. Jej temperatura w czasie pracy oscyluje wokół zera. Temperatura gruntu przylegającego do wymiennika jest wyższa, dlatego następuje oddawanie ciepła.
[ad#ad-468×60]
Następnie, podgrzany czynnik trafia do jednostki centralnej pompy ciepła. Tu służy do odparowania gazowego czynnika krążącego w obiegu roboczym pompy ciepła. Ciśnienie tego czynnika jest na tyle niskie, że w tej niskiej temperaturze jest on w stanie odparować. Glikol przepływa przez wymiennik ciepła zwany parownikiem, po drugiej stronie wymiennika przepływa właśnie ten czynnik roboczy. Schłodzony glikol wraca do wymiennika gruntowego.
Odparowany, gazowy czynnik następnie trafia do sprężarki, gdzie jest sprężany. Podniesienie ciśnienia powoduje również podniesienie temperatury. Czynnik o wysokiej temperaturze trafia do wymiennika zwanego skraplaczem, w którym się skrapla. Po drugiej stronie wymiennika płynie woda z obiegu centralnego ogrzewania, chłodniejsza od czynnika roboczego, powoduje więc jego skraplanie, odbierając od niego ciepła. Dzięki temu, podgrzana, może ogrzać wnętrze domu.
A czynnik roboczy, już ciekły, trafia do zaworu dławiącego, w którym zmniejsza się jego ciśnienie, przez co obieg się zamyka.
Nie potrafię zrozumieć, dlaczego nie wystarczy sama sprężarka nie wystarczy, skoro wysoka temperatura wytwarzana jest właśnie w nim? jaka funkcję pełni gruntowy wymiennik ciepła?
@syla: sprężarka to nie grzałka. Ona bierze czynnik, podnosi jego temperaturę, następnie ciepło jest oddawane, czynnik się rozpręża — a jego temperatura w tym momencie jest mniejsza, niż na początku. Aby pompa ciepła mogła działać w trybie ciągłym, trzeba ten czynnik znów podgrzać — i do tego jest właśnie dolne źródło, czyli np. gruntowy wymiennik ciepła z glikolem.