Przygotowanie ciepłej wody użytkowej przez pompę ciepła – jak wygląda cały proces?

Przygotowanie ciepłej wody użytkowej przez pompę ciepła – jak wygląda cały proces?

Ciepła woda użytkowa (CWU) to podgrzana woda przeznaczona do codziennych czynności higienicznych i gospodarczych, takich jak mycie, kąpiel, pranie czy zmywanie naczyń. Jest nieodłącznym elementem komfortu w każdym domu i wpływa na wygodę oraz jakość życia domowników. Szczególnie w chłodniejszym klimacie zapewnienie stałego dostępu do ciepłej wody staje się koniecznością, ponieważ umożliwia sprawne funkcjonowanie gospodarstwa domowego przez cały rok. Można ją przygotowywać między innymi z wykorzystaniem pompy ciepła. Jak wygląda taki proces? 

Przeczytaj także:

• Klimatyzacja do domu – czy warto w nią inwestować?
• Program Moje Ciepło 2025 – dofinansowanie do pompy ciepła
• Tracker - fotowoltaika. Co trzeba wiedzieć?

Jak działa pompa ciepła do przygotowywania ciepłej wody użytkowej?

Pompy ciepła to nowoczesne urządzenia, które działają dzięki współpracy kilku elementów odpowiedzialnych za efektywne przekształcanie energii cieplnej. Serce całego systemu stanowi sprężarka, która podnosi ciśnienie i temperaturę czynnika chłodniczego. W wyniku tego procesu możliwe jest przekazanie ciepła do instalacji grzewczej.  

Parownik odpowiada za pobieranie energii z otoczenia, np. z powietrza, wody czy gruntu. W tym miejscu czynnik chłodniczy pochłania ciepło, zmieniając swój stan skupienia z cieczy na gaz. Następnie trafia do skraplacza, gdzie oddaje zgromadzoną energię, podgrzewając wodę użytkową lub system ogrzewania budynku. Podczas tego procesu przechodzi ponownie w stan ciekły, zamykając cykl wymiany ciepła.  

Zawór rozprężny reguluje przepływ czynnika chłodniczego, zmniejszając jego ciśnienie i umożliwiając ponowne pobranie ciepła w parowniku. Ten powtarzający się cykl pozwala na ciągłą i wydajną pracę pompy ciepła, zapewniając efektywne ogrzewanie oraz przygotowanie ciepłej wody użytkowej.

Jak wygląda proces przemiany energii pobranej z otoczenia? 

Pompa ciepła działa poprzez cykliczne przenoszenie energii cieplnej z otoczenia do systemu grzewczego. Proces rozpoczyna się w parowniku, gdzie czynnik chłodniczy pochłania ciepło z powietrza, wody lub gruntu i zmienia swój stan skupienia z cieczy na gaz. Następnie sprężarka podnosi jego ciśnienie oraz temperaturę, umożliwiając skuteczne przekazanie ciepła w kolejnym etapie.  

Podgrzany czynnik trafia do skraplacza, gdzie oddaje zgromadzoną energię do wody użytkowej lub systemu ogrzewania budynku. W wyniku tego procesu ponownie przechodzi ze stanu gazowego w ciekły. Ostatnim etapem jest przepływ przez zawór rozprężny, który obniża jego ciśnienie i temperaturę, przygotowując go do ponownego pobrania ciepła w parowniku.  

Cały cykl pozwala na efektywne ogrzewanie przy wykorzystaniu naturalnych źródeł energii. Dzięki współpracy elementów takich jak parownik, sprężarka, skraplacz i zawór rozprężny, pompy ciepła zapewniają wydajność i ekologiczne działanie. W kolejnych częściach omówione zostaną różne rodzaje pomp stosowanych do podgrzewania wody użytkowej.

Jakie są zalety wykorzystania pompy ciepła do przygotowania ciepłej wody użytkowej?

Pompy ciepła wyróżniają się wysoką efektywnością energetyczną w porównaniu do tradycyjnych systemów grzewczych, takich jak kotły gazowe, olejowe czy elektryczne. Ich wydajność określana jest współczynnikiem efektywności (COP), który wskazuje, ile jednostek ciepła jest generowanych z jednej jednostki zużytej energii elektrycznej. Standardowe wartości COP mieszczą się w przedziale od 3 do 5, co oznacza, że pompa ciepła dostarcza od trzech do pięciu razy więcej energii cieplnej, niż sama zużywa.  

Efektywność pompy ciepła jest ściśle powiązana z temperaturą źródła ciepła oraz temperaturą, do której podgrzewana jest woda użytkowa lub system grzewczy budynku. Im mniejsza różnica między tymi wartościami, tym większa efektywność urządzenia. Dzięki temu pompy ciepła mogą pracować wydajnie nawet przy niższych temperaturach otoczenia, szczególnie w systemach gruntowych i woda-woda, gdzie temperatura źródła pozostaje stabilna przez cały rok.  

Pod względem ekologicznym pompy ciepła pozwalają znacząco ograniczyć emisję dwutlenku węgla, co czyni je bardziej przyjaznymi dla środowiska w porównaniu do systemów opartych na paliwach kopalnych. Wykorzystując odnawialne zasoby pomagają zmniejszyć ślad węglowy i wspierają walkę ze zmianami klimatycznymi. Dzięki pobieraniu energii cieplnej z naturalnych źródeł, które są dostępne w sposób nieograniczony, zmniejszają zależność od paliw kopalnych i przyczyniają się do zrównoważonego rozwoju. W połączeniu z energią elektryczną pochodzącą z paneli fotowoltaicznych mogą działać w pełni ekologicznie, oferując jednocześnie oszczędne i wydajne źródło podgrzewania ciepłej wody użytkowej.

Choć koszt początkowy instalacji pompy ciepła może być wyższy w porównaniu do tradycyjnych systemów grzewczych, to jednak oszczędności wynikające z niższych kosztów eksploatacji sprawiają, że inwestycja zwraca się w dłuższej perspektywie czasu. Dzięki wysokiej efektywności energetycznej rachunki za ogrzewanie wody są niższe, a mniejsze wymagania konserwacyjne w porównaniu do kotłów na paliwa kopalne dodatkowo redukują koszty utrzymania systemu. W wielu krajach dostępne są programy wsparcia finansowego, które promują ekologiczne rozwiązania grzewcze. Dotacje, ulgi podatkowe oraz preferencyjne finansowanie mogą znacząco zmniejszyć wydatki związane z instalacją, co sprawia, że pompy ciepła stają się bardziej dostępne dla szerszego grona użytkowników. 

Zastosowanie pomp ciepła do przygotowania ciepłej wody użytkowej przynosi wiele korzyści. Przede wszystkim wysoką efektywność, mniejsze obciążenie dla środowiska oraz oszczędności finansowe. Stanowią one nowoczesną alternatywę dla tradycyjnych źródeł ogrzewania, wspierając zrównoważony rozwój i ograniczając emisję szkodliwych substancji.