Pompa ciepła - nieco historii
? pompa ciepła działa na tej samej zasadzie co lodówka. Chłodziarka odbiera ciepło od produktów żywnościowych i oddaje je do otoczenia za pośrednictwem radiatora umieszczonego z tyłu obudowy. Pompa ciepła odbiera ciepło z otoczenia budynku i przekazuje je do instalacji centralnego ogrzewania. Zasada działania pompy ciepła znana jest od 1810 r. Wówczas szkocki naukowiec J. Leslie skonstruował pierwszy absorpcyjny agregat chłodniczy. Dwadzieścia jeden lat został opracowany pierwszy agregat sprężarkowy. Pod koniec IX wieku uznano, że to urządzenia, które wymyślono do chłodzenia, może też dostarczać ciepła.
Rozwój energetyki jądrowej i spadek cen ropy naftowej po drugiej Wojnie światowej spowodował stopniowe odchodzenie od pomp ciepła. Opamiętanie przyszło wraz z kryzysem naftowym i w latach osiemdziesiątych pompy ciepła wróciły do łask. W Szwecji w 1983 wybudowano kilka instalacji dużej mocy, które wykorzystują ciepło ścieków komunalnych. Sto tysięcy mieszkań w Sztokholmie ogrzewanych jest gigantyczną pompą ciepła o mocy 100 MW, która czerpie energię z wód Bałtyku. Instalacja ta pozwala na zaoszczędzenie ponad 60 tysięcy m3 oleju opałowego rocznie.
Z drugiej strony powstaje coraz więcej małych instalacji. Niemal jedna czwarta, spośród 1,6 milionów domów jednorodzinnych w Szwecji, ogrzewana jest niewielkimi pompami ciepła o mocy do20 kW. W 2001 roku na rynku szwedzkim sprzedano 30 000 takich pomp. W wielu krajach pompy ciepła służą przede wszystkim do ogrzewania wody użytkowej - np. w Austrii w 1998 roku zainstalowanych było ponad 112 000 takich urządzeń o łącznej mocy ponad 500 MW. Przykład szwedzki pokazuje, że współcześnie projektuje się zarówno wielkie instalacje, jak i małe kompaktowe urządzenia do zaspokojenia potrzeb budownictwa indywidualnego.
Duże pompy ciepła budowane są często w sąsiedztwie ośrodków przemysłowych, aby wykorzystać ciepło odpadowe z procesów technologicznych. Często, w obrębie jednego przedsiębiorstwa, budynki biurowe ogrzewane są ciepłem z hal fabrycznych. Eksploatacja rzek i jezior, a także wód morskich i geotermalnych, wymaga najczęściej dokonania bardzo szczegółowych analiz, uzyskania odpowiednich zezwoleń oraz pokonania przeszkód prawnych. W związku z tym wyżej wymienione nośniki energii wykorzystuje się najczęściej w dużych projektach, wspieranych przez odpowiednie programy rządowe.
Małe pompy ciepła, wykorzystujące ciepło gruntu, wód podskórnych lub powietrza zazwyczaj nie wymagają specjalnych zezwoleń. Ponadto, z uwagi na korzystanie z odnawialnych nośników energii są to urządzenia mile widziane przez instytucje proekologiczne, samorządy lokalne i agendy rządowe.
Pompa ciepła jest urządzeniem, które wykorzystuje rozmaite zjawiska fizyczne w celu przeniesienia ciepła z ciała o niższej temperaturze do ciała o wyższej temperaturze. Samoczynny przepływ ciepła od ciała zimniejszego do cieplejszego nie jest możliwe, dlatego do pompy ciepła trzeba dostarczyć energię napędową.
Ze względu na rodzaj napędu i zasadę działania możemy wyodrębnić trzy podstawowe grupy pomp ciepła, z którymi możemy zetknąć się na co dzień.
- pompy absorpcyjne (z napędem cieplnym); urządzenia tego typu stosowane są dziś powszechnie w dużych zakładach przemysłowych do podwyższania potencjału energetycznego ciepła odpadowego. Podobne rozwiązania stosuje się w chłodziarkach absorpcyjnych.
- pompy termoelektryczne (z napędem elektrycznym); tzw. ogniwa Peltiera mają zastosowanie, gdy zachodzi konieczność ciągłego i efektywnego odprowadzania dużych ilości ciepła z niewielkich przedmiotów. W związku z tym ogniwa Peltiera zyskały popularność we współczesnej elektronice - stosuje się je do chłodzenia półprzewodników.
- pompy sprężarkowe (z napędem mechanicznym, gdzie silnik sprężarki zasilany jest najczęściej prądem [elektrycznym); to obecnie podstawowa grupa urządzeń stosowanych w technice grzewczej i chłodniczej. Tego typu pompy oferowane są na rynku jako alternatywa dla kotłów na paliwo organiczne oraz ogrzewaczy elektrycznych.
Więcej na ten temat w książce ?Kolektory słoneczne, pompy ciepła - na tak? praca zbiorowa pod kierunkiem Mirosława Zawadzkiego. Oficyna wydawnicza firmy Polska Ekologia sp. z o.o.
