Sposób działania pompy ciepła powietrze-woda

Ogrzewanie pomieszczeń i przygotowanie CWU

Powietrzne pompy ciepła uzyskują energię cieplną poprzez pobranie jej z atmosfery, przy udziale energii elektrycznej. Energia cieplna za pomocą przemian czynnika chłodniczego przekazywana jest do układu przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz ogrzewania pomieszczeń. Sprawność pompy ciepła wyrażana jest jako współczynnik wydajności COP i stanowi stosunek dostarczonego do układu ogrzewania ciepła do zużytej energii elektrycznej.

PW pompie ciepła zastosowanie ma ten sam proces chłodniczy co w domowej lodówce. Wykorzystuje on fakt, iż podczas skraplania gazu następuje oddanie energii, natomiast do zmiany stanu skupienia z ciekłego na gazowy należy energię dostarczyć. Nosi on nazwę cyklu sprężania pary (patrz obrazek obok)

W pierwszej fazie czynnik chłodniczy jest w fazie ciekłej i znajduje się pod niewielkim ciśnieniem.

1. Czynnik chłodniczy w fazie gazowej sprężany jest przez sprężarkę, przez co się ogrzewa i podnosi się jego ciśnienie. Temperatura rośnie do około 60°C.
2. Gorący, gazowy czynnik chłodniczy ulega skropleniu, przepływając przez jedną stronę płytowego wymiennika ciepła – podczas procesu skraplania, oddaje energię. Ciepło z gazowego czynnika chłodniczego odbiera zimniejsza strona (strona wody) wymiennika ciepła. W miarę jak spada temperatura czynnika chłodniczego, zmienia on stan z gazowego na ciekły.
3. Czynnik chłodniczy w fazie ciekłej znajduje się nadal pod wysokim ciśnieniem. Redukcja ciśnienia następuje, gdy czynnik chłodniczy w fazie ciekłej przepływa przez zawór rozprężny.
4. Osiągnięty zostaje ostatni etap cyklu, w którym czynnik chłodniczy trafia do parownika i odparowuje. W tym momencie czynnik chłodniczy pobiera energię cieplną z powietrza atmosferycznego.

Cykl ten przechodzi tylko czynnik chłodniczy; woda podgrzewana jest, gdy przepływa przez płytowy wymiennik ciepła. Poprzez płytowy wymiennik ciepła energia cieplna z czynnika chłodniczego przekazywana jest do zimniejszej wody i podnosi jej temperaturę.

Podgrzana woda dostarczana jest do systemu ogrzewania pomieszczeń i pośrednio ogrzewa zawartość zasobnika CWU (jeśli jest zamontowany).