Rodzaje sprężarek w pompach ciepła

Podstawy działania pompy ciepła

Pomimo że każdy element w pompach ciepła jest przecież niezbędny, to właśnie w pełni sprawna sprężarka stanowi gwarancję wydajnie pracującej instalacji. Wszelkie awarie tego urządzenia, a także jego nieodpowiednie dopasowanie do parametrów układu to najczęstsze problemy, z którymi można się spotkać w pompach ciepła. Oczywiście producenci wiedzą, jak dopasować sprężarkę do wymagań technicznych konkretnej instalacji. Dobór natomiast zależy od przeznaczenia pompy ciepła oraz jej docelowej mocy.

Sprężarka i jej funkcje

Aby zrozumieć, dlaczego sprężarka jest tak ważna, trzeba poznać jej rolę. Urządzenie to odpowiedzialne jest za – jak sama nazwa wskazuje – sprężanie czynnika roboczego. Co jednak dzieje się w wyniku tego procesu? Trzeba przypomnieć sobie w tym momencie wzajemne zależności między temperaturą, objętością a ciśnieniem. I tak – opierając się na równaniu Clapeyrona, które ma swoje odzwierciedlenie w zachowaniu się gazów rzeczywistych – jest się w stanie przewidzieć zachowanie czynnika roboczego poddanemu sprężaniu.

Jego ciśnienie wzrasta, a wraz z nim rośnie temperatura. Jest to więc proces egzotermiczny, produkujący ciepło. Skroplony w przebiegu tego procesu czynnik oddaje je następnie układowi górnego źródła. Wychłodzony powraca do sprężarki, wracając również do swojej pierwotnej postaci i przechodząc po drodze poprzez zawór rozprężny. Można więc powiedzieć, że sprężarka odpowiada za „wyciąganie” ciepła z czynnika, którego pierwotna temperatura nie musi być nawet wysoka. To sprawia, że pompy ciepła są świetnym rozwiązaniem w naszej strefie klimatycznej, tym bardziej teraz, gdy zimy są coraz łagodniejsze.

Rodzaje sprężarek stosowanych w pompach ciepła

Pomimo że urządzenia te mają to samo zadanie, różnią się metodą sprężania czynnika roboczego. Wśród tych spotykanych w pompach ciepła można wyróżnić sprężarki:

• tłokowe,
• spiralne,
• rotacyjne,
• inwerterowe.

Sprężarka tłokowa jest najrzadziej stosowanym rodzajem w pompach ciepła. Spośród pozostałych typów urządzeń wykazuje się najniższym poziomem sprawności. Co więcej, podczas pracy charakteryzuje się wysokim poziomem hałasu, wynikającym z generowanych przez nią drgań. Jest to spowodowane jej nierówną pracą, dlatego też trudno dziś spotkać ją w pompach ciepła. Jeśli już występuje, to tylko w instalacjach o najniższej mocy, np. przeznaczonych do ogrzewania c.w.u.

Zupełnie inaczej działa sprężarka spiralna, która pracuje płynnie i stosunkowo cicho. Cechuje się ona niezwykle wysoką sprawnością, co powoduje, że doskonale sprawdza się w pompach ciepła o wysokiej mocy (już powyżej 10 kW). Niestety w parze z jej świetnymi parametrami idzie również wysoka cena.

Ciekawym rodzajem urządzenia, również stosowanym w pompach ciepła, jest sprężarka rotacyjna. Choć jej praca w podstawowej wersji nie jest zbyt płynna, ponieważ działa w trybie ON/OFF, to jej ulepszone wersje charakteryzują się już o wiele lepszą kulturą pracy, a co za tym idzie, również większą wydajnością. Mowa o rozbudowie o dodatkowy tłok oraz zastosowanie inwertera. W ten sposób uzyskujemy sprężarkę inwerterową.

Najczęściej wykorzystywana, czyli najlepsza?

Taka sprężarka inwerterowa, która jest często polecana do pomp ciepła, wykazuje się doskonałą sprawnością, co bezpośrednio przekłada się na wydajną pracę instalacji. Choć to ta o spiralnym układzie jest najlepiej oceniana pod względem sprawności, to nie ma co się oszukiwać – koszt jest równie ważny. Sprężarka inwerterowa posiada więc najlepszy stosunek sprawności i ceny, co powoduje, że bardzo często decydują się na nią producenci pomp ciepła. Oczywiście w przypadku instalacji o dużej mocy nadal stawia się na sprężarki spiralne, ale zarówno one, jak i te inwerterowe wykazują się najlepszymi parametrami pracy wśród pozostałych tego typu urządzeń.

Jak widać, decydując się na pompę ciepła, trudno jest wybrać taką, która nie spełniałaby dobrze swojej funkcji. Zawsze bowiem producenci wiedzą, jak dopasować komponenty tak, aby zmaksymalizować efekty pracy pompy ciepła. Moment, w którym powinno się zasięgnąć porady ekspertów w dziedzinie doboru urządzenia grzewczego, to ten, w którym pompę ciepła należy dopasować do infrastruktury domu, jego zapotrzebowania na ciepło oraz możliwości finansowych inwestora. Wtedy też znika ryzyko zakupu pompy o zbyt małej mocy czy tej przewymiarowanej. W ten sposób jest się w stanie zaoszczędzić swój czas i finanse.