Efektywne ogrzewanie z pompą ciepła – wykorzystanie tworzyw sztucznych w izolacji i konstrukcji

Współczesne budownictwo stoi przed licznymi wyzwaniami, a jednym z ważniejszych jest zaprojektowanie i wykonanie optymalnego systemu ogrzewania obiektów przy jednoczesnym ograniczeniu zużycia energii. Odpowiedzią na te potrzeby są m.in. pompy ciepła. Jednak, aby te zaawansowane urządzenia mogły w pełni realizować cele założone w projekcie, ważną rolę odgrywa ich właściwa budowa i zastosowane do ich produkcji materiały. Jednym z najistotniejszych elementów jest wykorzystanie tworzyw sztucznych nie tylko w konstrukcji, ale także izolacji pomp ciepła.

Budowa pompy ciepła

Pompa ciepła przetwarza energię z otoczenia na ciepło, które wykorzystuje się do ogrzewania budynków lub podgrzewania wody. W jej skład wchodzą:

• parownik, który pobiera ciepło z zewnętrznego źródła, powodując odparowanie czynnika chłodniczego,
• sprężarka, mająca za zadanie zwiększyć ciśnienie i temperaturę czynnika, który w postaci gazu trafia do skraplacza,
• skraplacz – w nim ciepło jest przekazywane do systemu grzewczego budynku, a czynnik chłodniczy powraca do stanu ciekłego.
• zawór rozprężny, który zamyka cykl – obniża on ciśnienie czynnika, umożliwiając jego ponowne odparowanie w parowniku.

Zalety pompy ciepła jako źródła ogrzewania

Pompy ciepła to urządzenia, które wręcz zrewolucjonizowały branżę energetyczną, stając się jednym z bardziej wydajnych i energooszczędnych rozwiązań do ogrzewania budynków. Charakteryzują się bardzo dobrymi wskaźnikami efektywności, pozwalając na znaczne obniżenie kosztów ogrzewania w porównaniu do tradycyjnych źródeł ciepła. Dzięki temu wpisują się w aktualne trendy zrównoważonej energetyki. Również ich cykl życia jest zaprojektowany zgodnie z ideą zrównoważonego rozwoju. Urządzenia te charakteryzują się niską emisją CO₂, a przez to, że czerpią energię z odnawialnych źródeł, tworzą bezpieczny i ekologiczny system ogrzewania. Tworzywa sztuczne wykorzystywane w ich produkcji, takie jak spieniony polistyren (EPS) czy spieniony polipropylen (EPP), mogą być wielokrotnie przetwarzane, co czyni je przyjaznymi dla środowiska.

Pompy ciepła odznaczają się dużą bezwładnością cieplną, więc wyłączenie urządzenia nie powoduje natychmiastowego spadku temperatury w ogrzewanym obiekcie. Zmiana odczuwalna jest dopiero po kilku godzinach, co tak naprawdę zwiększa komfort mieszkańców i oznacza większą stabilność całego systemu grzewczego.

Zobacz także: Montaż i pierwsze uruchomienie pompy ciepła – na co zwrócić uwagę?

Rola izolacji termicznej w pompach ciepła

Aby pompy ciepła miały pożądane przez projektantów i wykonawców parametry, konieczna jest właściwa izolacja termiczna. Jej zadaniem jest przede wszystkim zabezpieczenie wewnętrznych podzespołów urządzenia i ograniczenie strat ciepła podczas pracy. Warto wspomnieć, że zapewnienie odpowiedniej ochrony wewnętrznych elementów pompy ciepła stanowi trudne zadanie ze względu na ograniczoną przestrzeń wewnątrz urządzenia. Konieczne jest znalezienie materiałów, które gwarantują wysoką izolacyjność, przy jednoczesnym zachowaniu kompaktowych rozmiarów.

Wpływ izolacji na wydajność pompy

Jakość i wykonanie izolacji termicznej pompy ciepła ma bezpośredni wpływ na wydajność jej pracy i koszty ogrzewania obiektu. Instalacje z pompami ciepła muszą spełniać określone wymagania techniczne (WT) w zakresie parametrów izolacji. Ich właściwe dostosowanie jest istotne, aby cały system grzewczy funkcjonował prawidłowo. Tworzywa sztuczne, takie jak EPS (spieniony polistyren) oraz EPP (spieniony polipropylen), stanowią idealne materiały do zastosowania w izolacji termicznej pomp ciepła. Zarówno EPS, jak i EPP charakteryzują się optymalnymi parametrami izolacyjnymi, wynikającymi z ich porowatej struktury. W zależności od wyboru odpowiedniej gęstości pianki EPP możemy uzyskać szeroki zakres parametrów izolacyjności. Dzięki temu możemy skutecznie redukować straty ciepła w pompach, zwiększając ich wydajność. Materiały te minimalizują przepływ ciepła, zapewniając doskonałą izolację termiczną. Dzięki temu ciepło wytworzone przez pompę jest zatrzymywane wewnątrz urządzenia, co przekłada się na wyższą wydajność i oszczędność energii.

• EPS (klasyczny biały lub grafitowy) – współczynnik lambda (λ) w zakresie od 0,031 do 0,038 W/(m·K).
• EPP – współczynnik lambda (λ) w zakresie od 0.036 – 0.050 W/(m·K).

Dla obydwu tworzyw wartości współczynnika lambda sa zależne od gęstości materiału oraz parametrów procesu produkcyjnego. Ponadto tworzywa sztuczne są materiałami znacznie lżejszymi od tradycyjnych rozwiązań, co ułatwia transport i montaż pomp ciepła.

• EPS – gęstość około 15-30 kg/m³.
• EPP – gęstość około 40-60 kg/m³.

Odznaczają się także wysoką odpornością na wilgoć i inne czynniki korozyjne, gwarantując długą żywotność izolacji. Dzięki łatwości formowania umożliwiają przygotowanie elementów o praktycznie dowolnych, nierzadko skomplikowanych kształtach, dopasowanych do specyfiki konstrukcji pomp ciepła, co pozwala na optymalne zabezpieczenie wewnętrznych podzespołów. EPS i EPP posiadają także korzystne cechy sprzyjające izolacji akustycznej, dzięki czemu hałas podczas pracy pompy jest tłumiony, a to bezpośrednio przekłada się na komfort jej użytkowania.

Zmniejszenie kosztów produkcji i kosztu zakupu urządzenia

W porównaniu do tradycyjnych materiałów izolacyjnych tworzywa sztuczne charakteryzują się relatywnie niską ceną w stosunku do swoich właściwości, co czyni je atrakcyjnym wyborem w kontekście projektowania i wykonania urządzeń.

Cena pompy ciepła jest jednym z czynników, które decydują o wyborze tego rodzaju ogrzewania. Koszt waha się w zależności od rodzaju, mocy i producenta, ale zazwyczaj jest on wyższy niż koszt tradycyjnych kotłów grzewczych. Jednak niższa cena tworzyw sztucznych w porównaniu do tradycyjnych materiałów izolacyjnych może znacząco obniżyć koszty produkcji pomp ciepła. To z kolei przekłada się na bardziej atrakcyjną cenę zakupu dla użytkowników.

• Niższa cena zakupu oznacza krótszy czas zwrotu z inwestycji.
• Niższa cena pomp ciepła czyni je bardziej dostępnymi dla szerszego grona użytkowników, co poszerza portfolio klientów.

Oczywiście oprócz ceny zakupu należy również wziąć pod uwagę koszty montażu, serwisu i eksploatacji. Jednak również w tym przypadkuzastosowanie tworzyw sztucznych może pomóc obniżyć te koszty w dłuższej perspektywie czasowej.

Zastosowane tworzywa sztuczne nie wymagają tak częstych przeglądów i napraw ze względu na prostszą konstrukcję i odporność na korozję.

Części zamienne do pomp ciepła i izolacji wykonane z tworzyw sztucznych są tańsze, ale też dostępniejsze, co skraca czas oczekiwania na nie w przypadku konieczności naprawy lub wymiany.

Zastosowanie tworzyw sztucznych w konstrukcji pomp ciepła

Tworzywa sztuczne znajdują też szerokie zastosowanie w różnych elementach konstrukcji pomp ciepła.

• Izolacyjne obudowy z tworzyw sztucznych chronią wewnętrzne komponenty pompy przed czynnikami zewnętrznymi, przedłużając jej żywotność.
• Wykorzystanie lekkich i efektywnych termicznie tworzyw sztucznych dobudowy rur, izolacji zbiorników oraz innych elementów pozwala na zmniejszenie strat ciepła i zwiększenie wydajności urządzenia.
• Materiały, takie jak polietylen czy polipropylen, znajdują zastosowanie w produkcji rur i złączek, które transportują czynnik chłodniczy w obiegu pompy ciepła. Zapewniają szczelność i są odporne na korozję.
• Lekkie i wytrzymałe tworzywa sztuczne są wykorzystywane do produkcji elementów wewnętrznych konstrukcji pomp ciepła, przyczyniając się do obniżenia masy całego urządzenia.

Knauf Industries – profesjonalne wsparcie w rozwiązaniach z zakresu tworzyw sztucznych

Knauf Industries, jako doświadczony producent komponentów dla różnych sektorów przemysłu oraz specjalista w zakresie obróbki tworzyw sztucznych, oferuje indywidualne, dedykowane rozwiązania, które sprawdzają się w różnych typach urządzeń. Specjalizujemy się w materiałach takich jak EPP i EPS, które dzięki swoim unikalnym właściwościom stanowią optymalny wybór dla producentów pomp ciepła. Nie tylko dostarczamy wysokiej jakości materiały, ale także aktywnie współpracujemy z producentami, pomagając w projektowaniu i wdrażaniu optymalnych rozwiązań izolacyjnych do ich urządzeń, przyczyniając się do rozwoju tej technologii. Zapraszamy do kontaktu z naszymi ekspertami i do składania zapytań ofertowych.