Pompy ciepła31 grudnia 2022Pompa ciepła – chłodzenie pasywne i aktywne

https://klimawent-warszawa.pl/wp-content/uploads/2022/12/pompa-ciepla-1280x854.jpg

Pompa ciepła jest urządzeniem, które sprawdza się nie tylko zimą, ale i w lecie. We wcześniej budowanych instalacjach pompa ciepła w lecie zajmowała się tylko przygotowywaniem ciepłej wody, ewentualnie także tej w basenie. A jest to przecież urządzenie doskonale nadające się również do chłodzenia, co stanowi zresztą kolejną jego przewagę nad kotłami grzewczymi.

W niniejszym artykule skupimy się na omówieniu możliwości chłodzenia budynków jedno i wielorodzinnych, pomijając większe obiekty użyteczności publicznej. Tam także pompa ciepła jest w stanie zapewnić chłód, jednak są to instalacje bardziej rozbudowane, nietypowe, zwykle wymagające indywidualnego podejścia.

Funkcja chłodzenia a pompa ciepła

Najłatwiej o rozbudowanie instalacji grzewczej o funkcję chłodzenia jest w przypadku domów nowo budowanych, gdzie ciepło po pomieszczeniach będzie rozprowadzane przez instalację nadmuchową lub płaszczyznową. Dotyczy to oczywiście również tych budynków, gdzie zdecydowano się na taką właśnie instalację centralnego ogrzewania. Jeżeli natomiast do dyspozycji mamy grzejniki, trzeba będzie zainwestować w osobny obieg chłodzenia – np. w klimakonwektory.

Chłodzenie pasywne a pompa ciepła

Ponieważ najpopularniejszym rodzajem pompy ciepła jest pompa glikolowa, czerpiąca ciepło z gruntu poprzez poziomy lub pionowy kolektor, od niej zaczniemy. Z pompą ciepła połączone są dwa systemy: kolektor czyli dolne źródło ciepła i instalacja odbioru (c.o. i c.w.u.) czyli górne źródło.  Najprostszą możliwością chłodzenia, a jednocześnie najtańszą w eksploatacji jest chłodzenie pasywne. Wymiana ciepła następuje wtedy bezpośrednio pomiędzy dolnym i górnym źródłem – instalacja nadmuchowa lub płaszczyznowa odbiera ciepło z pomieszczeń i odprowadza je do gruntu.  Pracują w takim układzie pompy obiegowe, a sprężarka pozostaje wyłączona. Koszty pracy są więc minimalne, niskie są również nakłady inwestycyjne: potrzebny jest dodatkowo wymiennik ciepła, w którym – jak sama nazwa wskazuje – będzie wymieniane ciepło pomiędzy dolnym i górnym źródłem ciepła. Oprócz niego zainstalować trzeba jeszcze zawór mieszający i opcjonalnie czujnik punktu rosy.

pompa ciepła - chłodzenie pasywne

 

Taki system chłodzenia nie jest oczywiście pełną klimatyzacją, jednak większości użytkowników wystarcza do osiągnięcia komfortu. W pomieszczeniach będzie panować temperatura o kilka stopni niższa niż na zewnątrz, co człowiek odczuwa jako przyjemny chłód. Nie osiągniemy tu niskich temperatur, zwłaszcza w przypadku poziomego kolektora gruntowego, który jest w stanie odebrać mniejszą ilość ciepła z budynku niż sondy pionowe (w odróżnieniu od sond ciepło dociera do niego także przez wierzchnią warstwę gruntu). Jeżeli stosowane jest ogrzewanie płaszczyznowe (podłogowe lub ścienne) warto pomyśleć o czujniku punktu rosy, zapobiegającym skraplaniu się wilgoci na powierzchni podłogi. Z pracy układu w lecie w trybie chłodzenia mamy jeszcze jedną korzyść: odprowadzane do gruntu ciepło przyspiesza regenerację dolnego źródła, dzięki czemu w kolejnym sezonie grzewczym na pewno będziemy mieć w pełni wydajne dolne źródło ciepła, a co za tym idzie – większą sprawność pompy ciepła.

Chłodzenie aktywne a pompa ciepła

Dla bardziej wymagających użytkowników dostępna jest opcja chłodzenia aktywnego. Działa podobnie jak pasywne, jednak w tym trybie włączana jest dodatkowo sprężarka pompy ciepła. Instalacja w stosunku do poprzedniej jest bardziej rozbudowana – o kolejny wymiennik ciepła, zawory oraz bufor chłodu. Podczas pracy w tym trybie pompa czerpie energię nie z gruntu, jak to się dzieje w trybie ogrzewania, ale właśnie z bufora chłodu, ładowanego z kolei ciepłem odprowadzanym z pomieszczeń. Instalacja dolnego źródła ciepła służy natomiast do odbioru ciepła, ponieważ w tym trybie celem pracy jest chłodzenie, wytworzone podczas tego procesu ciepło musi być gdzieś odprowadzane. Idealnie, gdy trzeba właśnie przygotować ciepłą wodę użytkową lub podgrzać wodę w basenie: wtedy wykorzystujemy obie strony procesu. To nie było możliwe przy chłodzeniu pasywnym, które wymagało postoju sprężarki. Jednak, gdy już zapełnimy zasobnik c.w.u. i podgrzejemy basen, pozostałą część ciepła zrzucamy do dolnego źródła.

W związku z niższymi temperaturami chłodzenia aktywnego nie można go wykorzystywać w połączeniu z instalacją podłogową – czujnik punktu rosy skutecznie uniemożliwiałby osiągnięcie zadanych temperatur. Stosuje się tu urządzenia nadmuchowe: najpopularniejsze są klimakonwektory (które mogą w zimie służyć także do ogrzewania), wyposażone w wentylator z regulowanym strumieniem chłodnego powietrza. Ciekawym rozwiązaniem jest chłodzenie sufitowe, czyli chłodzenie powie-trzem zimnym opadającym od sufitu ku podłodze.

Do chłodzenia mogą być wykorzystane również pompy powietrze/woda. Tu wykorzystuje się chłodzenie aktywne dzięki specjalnemu wykonaniu: są to pompy ciepła z rewersem. Rewers, czyli odwrócenie obiegu oddaje istotę działania takich urządzeń. Pompa ciepła czerpie ciepło z pomieszczeń i oddaje na zewnątrz, a więc mamy do czynienia z odwrotnym kierunkiem przepływu energii niż w trybie ogrzewania.

Te same uwagi, które dotyczą chłodzenia aktywnego przy pompach glikolowych, odnoszą się do pomp z rewersem: przy aktywnym chłodzeniu pracuje sprężarka pompy ciepła, chłód jest rozprowadzany po budynku poprzez instalację nadmuchową, a będące w tym przypadku produktem ubocznym ciepło można wykorzystać do podgrzania wody użytkowej lub w basenie. Koszty rozbudowy instalacji do obsługi funkcji chłodzenia są niewielkie: dodatkowa pompa obiegowa oraz zaopatrzenie bufora c.o. w odpowiednią izolację przeciwroszeniową, żeby mógł w lecie spełniać funkcję także bufora wody lodowej.

Jak widać z powyższych opisów, niewielkim nakładem można wykorzystać pompę ciepła nie tylko do ogrzewania, ale i do chłodzenia. Warianty dostosowane do wymagań użytkownika, niewysokie koszty inwestycyjne i eksploatacyjne przemawiają za tym rozwiązaniem. A w przypadku pomp glikolowych mamy jeszcze korzyść w postaci zwiększonej regeneracji dolnego źródła.

Copyrights © 2021 | BAKBUD INSTALL Systemy Klimatyzacji

Wykonanie i marketing 2R Studio