Na łamach naszego kwartalnika poświęcaliśmy już uwagę pompom ciepła, gdzie dolnym źródłem ciepła jest powietrze, z którego za pośrednictwem układu chłodniczego ciepło transportowane jest do wody wykorzystanej do celów grzewczych.

Urządzenia tego typu zwane „powietrze-woda” cieszą się coraz większym zainteresowaniem w ogrzewnictwie.

Jednak biorąc pod uwagę coraz większy nacisk na komfort w pomieszczeniach latem (klimatyzacja), zwłaszcza w pomieszczeniach biurowych i hotelowych,  zaczęto projektować systemy, które zapewniają klimatyzację i ogrzewanie bez dodatkowych instalacji. Posiłkując się wieloletnim doświadczeniem w wykorzystaniu właściwości termodynamicznych czynników chłodniczych czołowe firmy z branży klimatyzacyjnej i grzewczej zaczęły konstruować coraz doskonalsze systemy, w których zrezygnowano z wody jako medium grzewczego. I tak, pompy ciepła powietrze-powietrze coraz częściej znajdują zastosowanie jako źródło ciepła dla budynku (nie podgrzewają niestety wody użytkowej). Zasada działania takich urządzeń jest analogiczna jak w pompach ciepła powietrze-woda – z tą różnicą, że tu ciepło skraplania czynnika roboczego przekazywane jest powietrzu, a nie wodzie.

Początkowo pompy ciepła powietrze-powietrze były urządzeniami działającymi na zasadzie „włącz-wyłącz”. Ze względu na niską cenę takie rozwiązania nadal są stosowane. Gdy temperatura w pomieszczeniu spada poniżej dolnej granicznej wartości urządzenie włącza się i pracuje z maksymalną mocą do osiągnięcia temperatury górnej granicznej wartości. Przykładowo, aby utrzymać średnią temperaturę w pomieszczeniu 20°C, urządzenie włącza się przy temperaturze poniżej 18°C i pracuje do osiągnięcia 22°C, następnie wyłącza się. Ponowne uruchomienie następuje, gdy temperatura spadnie poniżej 18°C.  Przy cyklach pracy tego typu temperatura w pomieszczeniu odbiega od temperatury zadanej na sterowniku (rys. 2a). Poza tym urządzenie włączając się zużywa więcej prądu na rozruch niż podczas ciągłej pracy, a opory przepływu czynnika roboczego przez rury miedziane są większe przy maksymalnych obrotach sprężarki niż gdyby pracowała ona ze zredukowaną mocą (opór przepływu czynnika jest proporcjonalny do kwadratu prędkości przepływu). Dlatego aby poprawić komfort cieplny w pomieszczeniach i zmniejszyć zużycie energii elektrycznej, zaczęto stosować sprężarki z inwerterem.

Również moc grzewcza dostępnych pomp ciepła powietrze-powietrze ewoluowała w ciągu ostatnich dwudziestu lat. Na początku były to układy typu split (jedna jednostka wewnętrzna podłączona do jednej jednostki zewnętrznej) o mocy grzewczej do 3kW, o bardzo ograniczonych warunkach pracy w trybie ogrzewania (temperatura zewnętrzna od -5°C do +18°C). Takie urządzenie mogło co najwyżej wspomagać ogrzewanie w jednym pomieszczeniu, a jego głównym przeznaczeniem była klimatyzacja latem. Następnie zaczęto wprowadzać układy multisplit (do jednej jednostki zewnętrznej podłączonych jest kilka jednostek wewnętrznych), co umożliwiło zastosowanie urządzeń w kilku pomieszczeniach.

Mimo wielu zalet pompy powietrze-powietrze w naszym klimacie nie wyprą pomp solanka-woda czy powietrze-woda zwłaszcza w budownictwie mieszkaniowym, ale pozostaną ciekawą alternatywą szczególnie dla obiektów, w których ważna jest klimatyzacja, a podgrzew wody użytkowej realizowany jest innymi urządzeniami.

JAKUB KAPUŚNIAK, GLOBEnergia


Cały artykuł – GLOBEnergia 1/2009

rodzaje pomp ciepła