Pompy ciepła

Działanie typowej pompy ciepła jest analogiczne do działania lodówki, a różnica polega jedynie na tym, że celem pracy lodówki jest obniżenie temperatur źródła dolnego z wyższej na niższą. W pompie ciepła głównym celem jest ogrzanie pomieszczenia.

Najpopularniejsza pompa ciepła to pompa sprężarkowa. Czynnik roboczy w tej pompie ulega kompresji związanej z kondensacja oraz dekompresji podczas odparowania.

Efektywność pierwszych pomp ciepła była niewielka. Współczesne pompy ciepła mają współczynnik efektywności znacznie wyższy. Sprężarkowa pompa ciepła w zależności od rodzaju czynnika oraz sposobu realizacji termodynamicznego obiegu, może mieć wiele modyfikacji. Pompa sprężarkowa z czynnikiem jednoskładnikowym i czynnikiem dwuskładnikowym oraz pompy sprężarkowe z obiegami powietrznymi i gazowymi to główne rodzaje pomp sprężarkowych. Różnice w działaniu wynikają z ich budowy a ich sprawność można zwiększyć stosując układ z ekonomizerem bądź z chłodnicą międzystopniową, z szeregowym lub kaskadowym łączeniem pomp.

Ciekawym rodzajem pomp sprężarkowych są pompy absorpcyjne. W absorpcyjnych pompach ciepła stosowane są obecnie roztwory robocze, składające się z czynnika roboczego sorbentu będącego rozpuszczalnikiem. W przeciwieństwie do pomp sprężarkowych, w pompach absorpcyjnych kompresja czynnika odbywa się termicznie. W układzie przepływają dwa czynniki: nisko- i wysokoprężny (amoniak-woda). Desorber jest dolnym a absorber górnym źródłem ciepła.

Oprócz kompresji i dekompresji, sorpcji i desorpcji w pompach ciepła można także wykorzystać inne zjawiska i efekty lub nietypowe źródła energii niskotemperaturowej. Do takich nietypowych rozwiązań można zaliczyć pompy pracujące w oparciu o efekt Ranque’a, termoelektrycznie pompy ciepła, pompy ciepła wykorzystujące sprężanie oparów, chemiczny transformator ciepła, elektrodyfuzyjne pompy ciepła oraz magnetyczne pompy ciepła. Stosowanie pomp ciepła ma wiele zalet, m.in. stymulująco wpływa na rozwój i wykorzystanie pozostałych niekonwencjonalnych źródeł energii odnawialnych. Pozawala nie tylko wykorzystać energię z niskotemperaturowych źródeł ciepła, ale również zagospodarować wszystkie odpadkowe źródła energii cieplnej. Wykorzystanie darmowej energii np. geotermalnej oprócz względów czystko ekonomicznych, ma także istotny wpływ na ograniczenie emisji produktów spalania do środowiska i tym samym przyczynia się do jego ochrony.

Przy podejmowaniu decyzji o zastosowaniu pompy ciepła do ogrzewanie domu trzeba mieć świadomość wymogu ciągłości dostaw energii elektrycznej, bez której pompa ciepła nie może pracować. Jeśli zdecydujemy się już na zakup takiego urządzenia musimy pamiętać o wprowadzeniu dodatkowych systemów zabezpieczających, ponieważ istnieje niebezpieczeństwo skażenia środowiska naturalnego freonami wykorzystywanymi w pompach sprężarkowych lub czynnikami stosowanymi w pompach absorpcyjnych. Głównym problemem jednak wciąż pozostaje wysoka cena, która bez preferencyjnych kredytów stanowi barierę w ich stosowaniu.