Obecnie praktycznie każdy producent ma w swojej ofercie pompę ciepła wyposażoną w funkcję chłodzenia. W ten sposób otrzymujemy w pewnym sensie produkt „dwa w jednym” – zimą ogrzewamy budynek, latem możemy go ochłodzić przy użyciu tego samego urządzenia. Wystarczy tylko odwrócić obieg – tylko w jaki sposób?

Chłodzenie pasywne

Chłodzenie pompą ciepła w trybie pasywnym odbywa się bez uruchamiania sprężarki. Minimalizuje to zużycie energii, gdyż pracuje system sterowania oraz pompy obiegowe. Wykorzystujemy tutaj fakt, iż w lecie temperatura gruntu jest zazwyczaj dużo niższa od temperatury w budynku.

Pompa obiegowa dolnego źródła transportuje chłodną solankę do wymiennika ciepła. Obieg wody grzewczej natomiast dostarcza do wymiennika wodę ogrzaną do temperatury panującej w pomieszczeniach. Ciepło przekazywane jest do solanki, a schłodzona woda grzewcza daje możliwość dalszego odbierania ciepła z pomieszczeń. Pasywne chłodzenie pompą ciepła realizowane jest przy pomocy systemów ogrzewania i chłodzenia powierzchniowego tj. ogrzewanie podłogowe, stropy chłodzące, lub nagrzewnic. Nie sprawdzą się natomiast grzejniki.

chłodzenie pompą ciepła

źródło: Viessmann

Aktywne chłodzenie pompą ciepła

Układy tego typu umożliwiają projektowanie wydajności chłodzenia oraz osiąganie określonych temperatur w pomieszczeniu. Budynek zamienia wówczas w dolne źródło ciepła dla pompy, dotychczasowe dolne źródło staje się natomiast odbiornikiem energii odprowadzanej z pomieszczeń.

Chłodzenie aktywne wykorzystuje zawór czterodrogowy, umożliwiający odwrócenie kierunku przepływu czynnika roboczego w obiegu pompy ciepła przy zachowaniu niezmiennego kierunku tłoczenia sprężarki. W ten sposób parownik i skraplacz zamieniają się rolami. Wymiennik, który podczas pracy w trybie grzania jest skraplaczem, zaczyna odbierać ciepło z układu grzewczego. Energia przekazywana jest do wymiennika, który podczas ogrzewania pełni rolę parownika, i tam oddawana do środowiska. Chłód do pomieszczeń może być dostarczany w tym przypadku również przy pomocy urządzeń tj. klimakonwektory lub belki chłodzące, pracujących w układach wody lodowej.

Chłodzenie pompą ciepła – pasywne czy aktywne?

Pasywne chłodzenie pompą ciepła ma ograniczoną wydajność i zależy całkowicie od parametrów dolnego źródła ciepła. W związku z tym układy tego typu projektowane są dla budynków o niedużym zapotrzebowaniu na chłód.

Tam, gdzie wymagane jest zapewnienie większej ilości chłodu, projektowane są układy aktywne. Pompy ciepła solanka/woda umożliwiają łączenie chłodzenia pasywnego i aktywnego w jednym systemie. Jeśli nie będzie konieczności dostarczenia dużej ilości chłodu, a solanka ma odpowiednio niską temperaturę, układ może pracować bez użycia sprężarki. Gdy jednak obciążenie systemu wzrośnie, do akcji przystąpi chłodzenie aktywne.

Niezależnie od wykorzystywanego systemu chłodzenia, ważna jest kontrola punktu rosy, aby uniknąć skraplania się pary wodnej zawartej w powietrzu na podłodze.

chłodzenie pompą ciepła

źródło: Dimplex

Zalety systemu chłodzenia

Chłodzenie pasywne, z racji wyłączenia sprężarki, cechuje się bardzo wysokim współczynnikiem efektywności. Współczynnik efektywności EER może sięgać nawet 20. Chłodzenie aktywne, ze względu na wykorzystanie sprężarki jest bardziej przewidywalne, ale ma niższe EER – do 6.

Zrzut ciepła do gruntu przyspiesza jego regenerację po okresie eksploatowania go jako dolnego źródła. W trybie chłodzenia pasywnego istnieje możliwość równoczesnej pracy sprężarki pompy ciepła na potrzeby podgrzewania ciepłej wody użytkowej. Rewersyjne pompy ciepła umożliwiają dalsze wykorzystanie powstałego ciepła odpadowego. W ten sposób możemy ogrzać c.w.u. lub np. basen.

Źródła: GLOBEnergia 4/2008 i 2/2015, „Top Technika” Viessmann.

Redakcja GLOBEnergia