Co wchodzi w skład pompy ciepła powietrze-woda?

Podstawowe elementy pompy ciepła powietrze-woda

Najważniejsze podzespoły tworzą zamknięty obieg czynnika chłodniczego. W trybie ogrzewania czynnik odbiera energię w wymienniku po stronie powietrza, przechodzi przez sprężarkę, oddaje ciepło wodzie i po obniżeniu ciśnienia wraca do punktu wyjścia. W publikacji technicznej Departamentu Energii USA jako podstawowe elementy pompy wskazano sprężarkę, wymienniki i zawór rozprężny, a ich funkcje opisano przez kolejne zmiany ciśnienia oraz stanu czynnika.^[1]

Wentylator, automatyka i czujniki

Wentylator wymusza przepływ powietrza przez parownik. Bez niego wymiana ciepła byłaby zbyt mała i zależna od przypadkowego ruchu powietrza. W jednostce znajdują się także silnik wentylatora, przewody, złącza, obudowa kierująca strumieniem powietrza oraz taca lub układ odprowadzania wody powstającej podczas odszraniania.

Elektronika sterująca zbiera informacje z czujników temperatury, ciśnienia i przepływu, a następnie reguluje pracę sprężarki, wentylatora, zaworu rozprężnego oraz pompy obiegowej. W urządzeniu odwracalnym może występować zawór zmieniający kierunek obiegu. Jest potrzebny między innymi do chłodzenia oraz automatycznego odszraniania parownika. Dokładny zestaw czujników i elementów wykonawczych należy sprawdzić w dokumentacji danego modelu.

Jak elementy współpracują w jednym cyklu?

Sama lista części nie pokazuje jeszcze, dlaczego pompa przenosi ciepło z zimniejszego powietrza do cieplejszej wody. Kluczowe jest to, że podzespoły pracują w określonej kolejności i utrzymują dwie strony obiegu o różnych ciśnieniach.

1. Wentylator prowadzi powietrze przez parownik, a czynnik chłodniczy odbiera od niego energię i odparowuje.
2. Sprężarka zasysa parę czynnika i podnosi jej ciśnienie oraz temperaturę. Do napędu sprężarki potrzebna jest energia elektryczna.
3. W skraplaczu gorący czynnik oddaje energię wodzie krążącej w instalacji CO lub w obiegu przygotowującym CWU.
4. Zawór rozprężny obniża ciśnienie czynnika przed parownikiem, dzięki czemu cykl może rozpocząć się ponownie.

To, że wszystkie podzespoły są obecne, nie przesądza jeszcze o prawidłowym doborze urządzenia. Pompa musi odpowiadać zapotrzebowaniu cieplnemu budynku, wymaganej temperaturze wody i charakterystyce odbiorników. Dopiero po uporządkowaniu tych danych można sensownie porównywać konstrukcje, zakresy pracy i wyposażenie modeli.

Split czy monoblok – gdzie znajdują się podzespoły?

Określenia split i monoblok nie opisują innego celu pracy pompy. W obu rozwiązaniach występuje obieg chłodniczy oraz wodna instalacja grzewcza. Różnica dotyczy przede wszystkim miejsca, w którym przebiega granica między tymi obiegami, oraz sposobu podziału wyposażenia między jednostkami.

Elementy urządzenia a elementy całej instalacji

Pompa ciepła jest źródłem ciepła, ale nie zastępuje całej instalacji grzewczej. Do działania systemu potrzebny jest obieg wody z odbiornikami, armaturą i zabezpieczeniami. Część elementów może być zamontowana fabrycznie w jednostce zewnętrznej albo hydroboxie, a część dostarcza instalator. Dlatego warto oddzielić odpowiedź na pytanie o budowę urządzenia od listy osprzętu kotłowni.

• Pompa obiegowa wymusza przepływ wody przez wymiennik i odbiorniki. Może być wbudowana albo montowana jako osobny element obiegu.
• Naczynie wzbiorcze i zawór bezpieczeństwa odpowiadają za pracę zamkniętego układu przy zmianach temperatury i ciśnienia. Ich dobór wynika z objętości oraz parametrów instalacji.
• Filtr, separator zanieczyszczeń i odpowietrzenie chronią wymiennik oraz pompę obiegową przed osadami i powietrzem obecnym w wodzie instalacyjnej.
• Zasobnik CWU magazynuje wodę użytkową, jeśli system ma ją przygotowywać. Może być osobnym zbiornikiem albo częścią modułu wewnętrznego.
• Grzałka elektryczna lub drugie źródło ciepła mogą wspierać układ w konfiguracji przewidzianej przez projekt i sterownik, ale nie są identycznie realizowane w każdym zestawie.

Jak sprawdzić zakres dostawy przed zakupem?

Nazwa modelu i zdjęcie obudowy nie wystarczą do ustalenia, co otrzymasz. Najbardziej użyteczne są schematy, lista wyposażenia standardowego i opcjonalnego oraz instrukcja instalacji. W karcie produktu zwróć uwagę, czy opis dotyczy pojedynczej jednostki, zestawu split, hydroboxu, modułu ze zbiornikiem czy całego pakietu.

• Sprawdź, gdzie znajduje się wymiennik czynnik-woda i jakie medium przechodzi przez ścianę budynku.
• Ustal, czy pompa obiegowa, naczynie wzbiorcze, zawór bezpieczeństwa, filtr i grzałka są wbudowane.
• Oddziel zasobnik CWU od bufora. Są to zbiorniki o innych zadaniach i jeden nie musi zastępować drugiego.
• Porównaj wymagany minimalny przepływ i objętość wody ze schematem własnej instalacji.
• Sprawdź, jakie czujniki, sterownik pokojowy i moduły komunikacyjne są w komplecie, a jakie widnieją jako opcje.
• Poproś o wskazanie zabezpieczeń oraz elementów montowanych poza urządzeniem.

Taka kontrola pozwala porównywać oferty na tym samym poziomie. Dwa zestawy o podobnej obudowie mogą różnić się zakresem hydrauliki, automatyką i sposobem przygotowania CWU. Lista części ma więc znaczenie nie tylko techniczne, ale też kosztowe i organizacyjne, bo wpływa na zakres prac w pomieszczeniu technicznym oraz na kolejność modernizacji.

Podsumowanie budowy pompy powietrze-woda

W każdej sprężarkowej pompie ciepła powietrze-woda rdzeń tworzą parownik, sprężarka, skraplacz i zawór rozprężny. Wentylator doprowadza powietrze, a sterownik wraz z czujnikami koordynuje pracę podzespołów. Po stronie wodnej potrzebne są pompa obiegowa, armatura i zabezpieczenia, lecz ich rozmieszczenie oraz zakres dostawy zależą od konstrukcji urządzenia i projektu instalacji.

Najważniejsze rozróżnienie przebiega więc między tym, co niezbędne do realizacji obiegu chłodniczego, tym, co producent zintegrował w jednostce, oraz tym, co należy do instalacji budynku. Schemat producenta i projekt hydrauliczny dają bardziej wiarygodną odpowiedź niż sama nazwa split, monoblok albo kompletny zestaw.