Konstrukcja, budowa i zasada dziania pompy ciepła wymaga do jej pracy zastosowania czynnika chłodniczego. Czynnik ten, w oparciu o szereg przemian termodynamicznych i urządzenia zawarte w pompie, jest w stanie wytworzyć energię cieplną, która bezpośrednio pozwala na jej wykorzystanie do centralnego ogrzewania i podgrzewu ciepłej wody użytkowej.
Naukowcy Instytutu Fraunhofera przy współpracy z konsorcjum producentów pomp ciepła, postanowili stworzyć pompę, która będzie wydajniejsza w porównaniu do już użytkowanych, mając przy tym na uwadze niemieckie ograniczenia bezpieczeństwa domów, dotyczące maksymalnej zawartości wybuchowego propanu o wartości 150 g.
Czym jest pompa ciepła?
Pompy ciepła to urządzenie grzewcze, dzięki którym możliwe jest ogrzewanie budynków i podgrzewanie wody użytkowej. Urządzenia te uznawane są za ekologiczne źródła produkujące energię cieplną, gdyż zdecydowaną część energii produkują w oparciu o naturalne i odnawialne zasoby.
Na rynku występuje kilka typów pomp ciepła, które dzieli się w zależności od rodzaju tzw. dolnego źródła – są to pompy gruntowe, typu woda-woda oraz powietrze-woda.
Pompy ciepła wykorzystują termodynamiczny obieg Carnota, który w uproszczeniu polega na przekazaniu energii cieplnej od ciała o niższej temperaturze, do ciała o wyższej, dzięki szeregowi przemian związanych ze zmianami ciśnienia w poszczególnych elementach. W skład tradycyjnej pompy ciepła, które są konieczne do prawidłowego obiegu, wchodzi skraplacz, parowacz, a także sprężarka i zawór rozprężny.
Wzrost wydajności pompy ciepła przy ograniczonej ilości czynnika
Zbudowana przez niemiecki zespół pompa jest urządzeniem o mocy grzewczej wynoszącej 12,8kW przy zawartości zaledwie 124 g czynnika chłodniczego wewnątrz obiegu. Jednocześnie, naukowcy otrzymali wysoką, jak na te urządzenia, wydajność o wysokości 4,7%. Obniżenie ilości czynnika chłodniczego było możliwe dzięki zmniejszeniu objętości wymienników ciepła i stosowanego do sprężarki oleju, a także skróceniu przewodów w obiegu chłodniczym.
Na tym etapie niemożliwe jest jednak rozpowszechnienie nowego rozwiązania, gdyż w obiegu tej pompy ciepła naukowcy zastosowali półhermetyczną sprężarkę samochodową, która nie została dostosowana do ciągłej pracy.
Mimo to, producent ma w planach zastosowanie odpowiedniej dla sprężarki – w pełni hermetycznej, która ma zdecydowanie dłuższą żywotność.
