În așa-numitul evaporator, căldura mediului este transferată la un agent frigorific lichid, care se evaporă deja la temperaturi scăzute datorită proprietăților sale specifice.
Funcția pompei de căldură explicată simplu
Pompa de căldură obține energia pentru încălzire din mediul înconjurător. Din acest motiv, se mai numește și încălzire ambientală. Dar cum funcționează de fapt o pompă de căldură? Principiul este similar cu cel al unui frigider - doar că în sens invers. În timp ce un frigider extrage energia termică din alimente, adică din interiorul frigiderului, și o conduce spre exterior, o pompă de căldură face invers. Aceasta extrage energia termică din mediul din afara clădirii și o face utilizabilă pentru încălzirea interioară. Pe lângă aerul interior sau exterior, o pompă de căldură este capabilă să extragă energia termică din apa subterană și din sol.
Structura și principiul de funcționare a pompei de căldură
Indiferent de sursa de energie ecologică exploatată, sistemul pompei de căldură este format din trei părți:
Sistemul de sursă de căldură: extrage energia din mediul înconjurător
Pompa de căldură: Transformă căldura din mediul înconjurător în energie utilizabilă
Sistem de distribuție și stocare a căldurii: distribuie și stochează căldura în clădire
Doar în interacțiune, componentele unei pompe de căldură permit utilizarea energiei din mediul înconjurător. Procesul începe cu sistemul de sursă de căldură. În cazul pompelor de căldură geotermale, aici circulă un amestec de apă și antigel - sola, care se încălzește. Pompele de căldură aer-apă, pe de altă parte, aspiră aerul exterior prin intermediul unui ventilator. Sol și aerul exterior trec apoi în pompa de căldură propriu-zisă. În așa-numitul ciclu de refrigerare, pompa ridică nivelul de temperatură înainte ca căldura să fie transferată către sistemul de distribuție format din panouri de încălzire sau radiatoare, sau să fie stocată temporar într-un rezervor tampon sau de apă caldă.
Procesul ciclului de refrigerare este în centrul principiului pompei de căldură.
Deoarece temperatura căldurii recuperate este de obicei insuficientă pentru a încălzi o clădire sau apa caldă, funcționarea pompei de căldură necesită un proces termodinamic. Procesul ciclului de refrigerare menționat mai sus are loc în patru etape și se repetă în mod constant:
Un compresor acționat de curent, numit compresor, aspiră vaporii de agent frigorific și îi comprimă. Creșterea presiunii crește, de asemenea, temperatura. Principiul poate fi observat nu numai în funcționarea pompei de căldură. Dacă deschiderea unei pompe de aer pentru biciclete este menținută închisă și aerul este comprimat, cilindrul pompei de aer se încălzește.
La condensator, căldura din vaporii fierbinți de agent frigorific este transferată către sistemul de distribuție a căldurii. Pe măsură ce agentul frigorific cedează energie, acesta se răcește.
Așa-numita supapă de expansiune reduce presiunea agentului frigorific. Aceasta îl face să revină la starea inițială și procesul pompei de căldură poate începe din nou. Principiul poate fi observat, de asemenea, de exemplu, într-un cilindru de gaz lichid. Dacă supapa este deschisă, se poate forma gheață pe supapă chiar și vara.
Agentul frigorific este esențial pentru funcționalitatea pompei de căldură
Un agent frigorific este necesar pentru ca pompa de căldură să își îndeplinească funcția. O caracteristică importantă este punctul său scăzut de fierbere, ceea ce face ca lichidul să treacă de la starea lichidă la cea gazoasă chiar și la temperaturi scăzute. Chiar și temperaturi de minus 20 de grade Celsius sunt suficiente pentru acest lucru. Acesta este motivul pentru care pompa de căldură funcționează și iarna, la temperaturi exterioare scăzute. Pompele de căldură Viessmann de ultimă generație utilizează propanul refrigerant natural (R290), care nu este cu nimic inferior față de agenții frigorifici clasici în ceea ce privește proprietățile sale.
Explicat simplu: Principiul pompei de căldură
Note privind modul de funcționare
Cum funcționează pompele de căldură pe timp de iarnă și ce trebuie să căutați la energia electrică a pompei de căldură? Aflați mai multe detalii despre funcționarea și funcția pompei de căldură.
Compresia necesită curent electric
O componentă esențială a circuitului de refrigerare este compresorul. Acest lucru se datorează faptului că, fără compresie, temperaturile de ieșire sunt prea scăzute pentru a putea încălzi o clădire la o temperatură confortabilă - cu atât mai mult în zilele foarte friguroase, cu temperaturi cu minus de două cifre. În practică, se folosesc mai multe compresoare, inclusiv compresoare cu piston sau compresoare scroll, care sunt toate acționate electric. Consumul de energie al pompei de căldură pentru compresie depinde de mai mulți factori. Printre aceștia se numără cererea de căldură, tehnologia compresorului și, nu în ultimul rând, diferența de temperatură dintre sursa de căldură și sistemul de încălzire. Ca regulă generală: Cu cât este mai mare diferența de temperatură dintre sursa de căldură și temperatura de refulare, cu atât mai mult trebuie să lucreze compresorul.
Comparați tarifele de energie electrică pentru pompa de căldură
De regulă, funcționarea pompei de căldură se bazează pe energie electrică. Mulți furnizori de energie oferă tarife pentru pompele de căldură cu condiții speciale pentru proprietarii de pompe de căldură. Acestea pot fi mai ieftine decât energia electrică convențională pentru uz casnic, dar sunt supuse anumitor condiții. De exemplu, furnizorul de energie are dreptul de a deconecta pompa de căldură de la alimentarea cu energie electrică în timpul așa-numitelor perioade de pană de curent. În plus, este necesar un contor suplimentar de energie electrică pentru energia electrică a pompei de căldură. Prin urmare, trebuie verificat de la început dacă un astfel de tarif intră în discuție și este mai favorabil. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că bilanțul ecologic al unei pompe de căldură poate fi îmbunătățit dacă energia electrică provine din energii regenerabile.
Alimentarea cu căldură asigurată chiar și iarna
Chiar și la temperaturi exterioare foarte scăzute, funcționarea pompei de căldură este fiabilă. Alimentarea cu căldură este deosebit de eficientă în cazul pompelor de căldură apă-apă și sol. Acest lucru se datorează faptului că în sol și în apa subterană domină temperaturi constante pe tot parcursul anului. Dar pompele de căldură aer-apă funcționează și la temperaturi de două cifre sub zero grade. La temperaturi exterioare extreme, un boiler electric asigură un sprijin temporar - dacă este necesar.
Inversarea funcției pompei de căldură pentru răcire
Principiul de funcționare a pompei de căldură este reversibil. Din acest motiv, încăperile pot fi nu numai încălzite, ci și răcite - dacă sunt îndeplinite cerințele tehnice. Trebuie făcută o distincție între răcirea naturală și răcirea activă. În timp ce în cea din urmă funcția pompei de căldură este inversată în mod activ, aceasta rămâne dezactivată în cazul răcirii pasive sau naturale.