Chłodzenie pasywne

Podczas pasywnego chłodzenia sprężarka pompy ciepła pozostaje „pasywna”, nie funkcjonuje. W chłodzeniu pasywnym korzysta się z możliwości dolnego źródła ciepła np. wody lub powietrza. W pompach z gruntownym dolnym źródłem pracy, potrzebny jest dodatkowy wymiennik z układem odpowiednio sterowanych zaworów trójdrożnych i pomp obiegowych. Sprężarka pompy ciepła zostaje wyłączona przez programator, aktywne pozostają natomiast pompy obiegowe dolnego i górnego źródła. Woda z ogrzewania oddaje swoje ciepło czynnikowi obiegu pierwotnego (np. glikolowi krążącemu w kolektorze, a zatem w konsekwencji gruntowi) i tak „przygotowana” przepływa przez instalację podłogową lub klimakonwektory (nie wszyscy specjaliści polecają takie rozwiązanie – patrz dalsza część tekstu) odbierając ciepło z otoczenia (rysunek 1).

Działanie pompy ciepła w trybie pasywnego chłodzenia. Rys. obud.pl
W przypadku pompy ciepła powietrze-woda, do chłodzenia pomieszczeń stosuje się najczęściej klimakonwektory. Sterowanie jest w tym przypadku łatwiejsze, potrzebny jest czujnik temperatury powietrza wewnątrz pomieszczeń, który kontroluje temperaturę i w momencie spadku jej wskaźnika poniżej podanej wartości, wyłączy system chłodzenia. W przypadku instalacji płaszczyznowych potrzebny jest również czujnik wilgotności, który zareaguje, w momencie, gdy wilgotność powietrza będzie bliska punktu rosy.

Zaletą systemu pasywnego jest niski wkład finansowy na poziomie inwestycji i duża efektywność energetyczna (pracują tylko pompy obiegowe). Ważną jest również regeneracja energetyczna dolnego źródła po okresie grzewczym. W trybie tym dolne źródło ogrzewane jest ciepłem pobieranym z pomieszczeń mieszkalnych.

Chłodzenie aktywne

Chłodzenie aktywne umożliwia obniżenie temperatur w pomieszczeniach do niższych wartości niż w przypadku chłodzenia pasywnego. Jest wydajniejsze niż chłodzenie pasywne – przy zastosowaniu klimakonwektorów działa na zasadzie standardowej klimatyzacji, która swoją pracę opiera na wodzie lodowej (temperatura 7 - 12°C). Chłodzenie aktywne wiąże się jednak z pracą sprężarki w pompie ciepła.
Aby pompa ciepła mogła chłodzić, trzeba odwrócić kierunek tłoczenia sprężarki i zmienić kierunek przepływu czynnika chłodzącego. Aby zmienić kierunek pracy sprężarki, podłącza się ją przez zawór czterodrożny (skraplacz i parownik zamieniają się rolami). Równolegle do zaworu rozprężającego, dołącza się też drugi, identyczny zawór, skierowany w przeciwną stronę.

Ciepło odbierane jest z pomieszczeń za pośrednictwem instalacji grzewczej, a następnie oddawane do układu dolnego źródła poprzez wymiennik (rysunek 2).

Działanie pompy ciepła w trybie chłodzenia aktywnego. Rys. obud.pl
Działanie pompy ciepła w trybie grzania. Rys. obud.pl
Warto pamiętać, że pompy ciepła z funkcją chłodzenia są droższe (nawet do 1/3 ceny), chociaż tryb chłodzenia uzyskuje się przez stosunkowo niewielkie zmiany konstrukcyjne.

Sposoby chłodzenia

Jeśli chcemy chłodzić pomieszczenia zimną wodą krążącą w rurach podłogówki, warto o tym pomyśleć już na etapie planowania instalacji współpracującej z pompą ciepła. Dobrze jest zadbać, by rury były płytko zagłębione pod posadzką (około 1 cm). Wtedy skuteczność chłodzenia podłogowego jest bardzo wysoka.
Wielu specjalistów uważa, że o ile ogrzewanie podłogowe ma sens, to chłodzenie jest kompletnym bezsensem, który może spowodować głównie przeziębienie u domowników (różnica temperatury pomiędzy poziomem głowy, a nóg jest zbyt duża, gdyż zimne powietrze nie unosi się w górę).

Lepszym rozwiązaniem od chłodzenia podłogowego jest chłodzenie zimnym powietrzem opadającym z poziomu sufitu do podłogi (chłodzenie sufitowe). Świetnie sprawdzają się również klimakonwektory.

Przy stosowaniu wody lodowej do chłodzenia pomieszczeń należy zawsze pamiętać o problemie wykraplania się wody. W przypadku podłogówki należy zastosować odpowiednie czujniki punktu rosy, w przypadku klimakonwektorów system odprowadzania skroplin.

Optymalnym rozwiązaniem jest zastosowanie dwóch instalacji naraz – ogrzewania podłogowego (zimą) i klimakonwektorów (latem). Tradycyjne grzejniki nie sprawdzą się równie dobrze przy pracy z pompami ciepła. Ich niewielka powierzchnia wyklucza odpowiednią wymianę chłodu z otoczeniem.

Jeśli chodzi o chłodzenie pasywne, to ze względu na niską wydajność, niektórzy odradzają stosowania klimakonwektorów, wskazując na ich przydatność przy chłodzeniu aktywnym. Omawiając zagadnienie chłodzenia za pomocą pompy ciepła, nie można pominąć korzystnego wpływu jaki ma ono na regenerację dolnego źródła w przypadku kolektorów gruntowych (zarówno w przypadku chłodzenia pasywnego, jak i aktywnego). W takim systemie dolne źródło jest podgrzewane energią z powietrza, która zostaje pobrana z ochładzanych pomieszczeń.