Co wchodzi w skład instalacji związanej z pompą ciepła? Czy zależy to od rodzaju pompy?

System z pompą ciepła to bardzo zależne od siebie trzy obiegi (dolne źródło - pompa ciepła - system grzewczy), które można porównać do trzech kół zębatych, które różnią się w zależności od rodzaju pompy ciepła.

Pierwszy obieg to dolne źródło, czyli akumulator energii słonecznej znajdujący się w otaczającym nas środowisku. Takim naturalnym akumulatorem energii może być grunt, woda gruntowa lub powietrze. Aby odzyskać energię z gruntu, układamy w nim kolektor gruntowy poziomy lub sondy pionowe w postaci przewodów polietylenowych o średnicy 32-40 mm wypełnionych wodnym roztworem glikolu.

W celu odzyskania energii z wody gruntowej pobieramy ją ze studni głębinowej poprzez pośredni wymiennik płytowy, skąd ciepło przekazywane jest na "krótki obieg" glikolu dopływającego do pompy ciepła. Układ z pośrednim wymiennikiem ciepła jest zalecany w celu zabezpieczenia wymiennika zainstalowanego w pompie ciepła przed osadami pochodzącymi z wody gruntowej. Zrzut wody schłodzonej powinien następować do drugiej studni, tzw. chłonnej. Gdy dolnym źródłem jest powietrze, odzysk ciepła następuje z zewnętrznego powietrza lub wewnętrznego powietrza wentylacyjnego za pomocą wentylatora w pompie ciepła.

Odebrane ze środowiska ciepło transportujemy do układu chłodniczego pompy ciepła, na który składają się następujące elementy: dwa wymienniki ciepła nazywane (od pełnionych funkcji) parownikiem i skraplaczem, sprężarka i zawór rozprężny. Oprócz tych elementów pompa ciepła powinna być fabrycznie wyposażona w dwie pompy obiegowe: dolnego i górnego źródła oraz czujniki temperatur i system sterowania (schemat). Temperatura uzyskana z dolnego źródła jest wystarczająca, aby w wymienniku płytowym (parownik) odparował czynnik chłodniczy drugiego obiegu.

Najczęściej stosowanym czynnikiem chłodniczym w pompach ciepła typu solanka/woda i woda/woda jest mieszanina gazów o różnej temperaturze odparowania, o własnościach podobnych do freonów - R407C, natomiast w pompach typu powietrze/woda jest to R404A. Czynnik chłodniczy już w postaci gazowej jest następnie sprężany przez sprężarkę. Znacznemu wzrostowi ciśnienia towarzyszy duży przyrost temperatury i gaz za sprężarką może osiągnąć nawet 90oC.

W postaci przegrzanej pary czynnik chłodniczy wpływa do kolejnego wymiennika (skraplacz), w którym następuje wymiana ciepła do obiegu trzeciego - systemu grzewczego (woda grzewcza). W skraplaczu gaz ulega skropleniu i w postaci ciekłej dopływa do zaworu rozprężnego, w którym następuje redukcja ciśnienia, a wraz z nim temperatury. Ochłodzony czynnik chłodniczy po raz kolejny wpływa do parownika, zamykając cykl pracy. Woda grzewcza, która może osiągać temperaturę 65⁰C, wykorzystywana jest do przygotowania ciepłej wody kotłowej, którą możemy wykorzystać do podgrzania wody użytkowej, ogrzewania budynku a także w procesach technologicznych urządzeń przemysłowych poprzez instalację grzewczą, np. grzejnikową, płaszczyznową lub mieszaną.