Pompa ciepła – co to jest i jak działa?
Ze względu na swoje liczne zalety powietrzne pompy ciepła są coraz powszechniej wykorzystywane do centralnego ogrzewania domów i przygotowywania ciepłej wody. Dotyczy to zarówno nowo budowanych budynków, jak i starszych, które poddawane są dociepleniu.
Do czego służy pompa ciepła?
Pompy ciepła działają dzięki wytwarzaniu obiegu ciepła pomiędzy obszarami, w których panują różne temperatury. Pobierają one ciepło z powietrza lub gruntu i przenoszą je do domowej instalacji grzewczej – na przykład grzejników lub systemu ogrzewania w podłodze. Ze względu na oferowaną dużą wydajność coraz szybciej rośnie ich popularność, a wielu ekspertów już dziś właśnie, taki sposób ogrzewania obiektów uważa za najlepszy spośród dostępnych na rynku.
Warto wspomnieć, że w 2021 roku nastąpił gwałtowny wzrost sprzedaży tych urządzeń o 80% w porównaniu do roku poprzedniego. Najczęściej wybierane były c pompy ciepła typu powietrze/woda. Duże zainteresowanie Klientów tymi urządzeniami nie wynika tylko z chęci znaczącego obniżenia kosztów ogrzewania budynków, ale także możliwości zwiększenia swojego bezpieczeństwa energetycznego oraz uzyskania dofinansowania wymiany konwencyjnego źródła ciepła na pompę ciepła(np. https://pgnig.pl/dofinansowanie).
Jak działa pompa ciepła?
Działanie pompy ciepła polega na przeniesieniu energii z otoczenia (tzw. dolne źródło ciepła) do budynku, tak aby mogło ono efektywnie zasilać jego system grzewczy (tzw. górne źródło ciepła) – zarówno po stronie ogrzewania, jak i przygotowania ciepłej wody użytkowej.
Pierwszym zadaniem pracy urządzenia jest odebranie i przekazanie energii z otoczenia – jeśli odbywa się to z gruntu, to wykorzystywany jest roztwór glikolu, a w przypadku powietrza – energia otoczenia zostaje przekazana bezpośrednio do obiegu czynnika roboczego. Za pomocą odebranego ciepła, następuje odparowanie czynnika roboczego w urządzeniu zwanym parownikiem. Kolejno, pary czynnika roboczego trafiają na zasilaną energią elektryczną sprężarkę, gdzie następuje podniesienie ich temperatury, a następnie oddanie ciepła skraplaczu, z którego podawane jest ciepło do obiegu grzewczego budynku. W wyniku tego procesu następuje skroplenie par czynnika roboczego (przyjmują one postać ciekłą pod wysokim ciśnieniem) i końcowo – obniżenie jego ciśnienia i zamknięcie cyklu.
Kluczowym parametrem pracy każdej pompy ciepła jest współczynnik COP (ang. Coefficient Of Performance) opisujący proporcję pomiędzy wyprowadzoną z urządzenia energią w cieple a doprowadzoną do niego energią elektryczną w określonych warunkach zewnętrznych. Podając przykład – COP na poziomie 4, informuje o tym, że aby z pompy ciepła uzyskać 4 kWh ciepła (odnawialnego i darmowego) należy zasilić urządzenie 1 kWh energii elektrycznej, która może pochodzić zarówno z sieci elektroenergetycznej, jak i z odnawialnych źródeł energii, np. z modułów fotowoltaicznych (więcej o fotowoltaice ). Wartość współczynnika COP zmienia się w zależności od temperatury źródła dolnego i górnego, jednak w ujęciu zasad jego obliczenia (opisanych w normie PN-EN 14511) jest zawsze większy od 1.
Jaką wybrać pompę ciepła?
Żeby inwestycja w pompę ciepła w miarę szybko się zwróciła, trzeba dopasować dla niej najlepsze źródło ciepła. To, czy lepiej sprawdzi się w tej roli woda czy grunt, wymiennik pionowy czy poziomy, zależy w dużej mierze od naszej działki. Na rynku jest wiele rozwiązań technicznych pomp ciepła, z których wybór jednego konkretnego powinien być wynikiem możliwości technicznych i potrzeb energetycznych danego budynku. Najczęściej spotykane warianty technologiczne instalacji pomp ciepła to:.
Rozwiązania typu monoblok oraz split
Pompa ciepła typu split składa się z dwóch modułów, z których jeden jest zainstalowany na zewnątrz, a drugi wewnątrz budynku. Moduł wewnętrzny zawiera w szczególności skraplacz, a oba moduły połączone są rurami chłodniczymi.
W pompie ciepła monoblok to jeden moduł zawierający kompletny obieg chłodniczy pompy, który montowany jest na zewnątrz budynku. Jeśli przy zakupie bierzemy pod uwagę możliwości technologii, to powinniśmy zapoznać się w szczególności z możliwości technicznymi budynku oraz sprawdzić dotychczasowy system, jaki służy do rozprowadzenia ciepła.
Powietrzne pompy ciepła
Powietrzne pompy ciepła to taki rodzaj urządzenia, który wykorzystuje powietrze zewnętrzne jako dolne źródło ciepła. Mogę one występować zarówno w wariancie split, jak i monoblok. Do niewątpliwych zalet opisywanego rozwiązania należy stosunkowo niski koszt inwestycji, duża ilość modeli urządzeń dostępnych na rynku oraz łatwość montażu. Przy wyborze tego rozwiązania należy się jednak liczyć z tym, że wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej pojawia się , że powietrzna pompa ciepła będzie potrzebować źródła wspomagającego. Czynnikiem determinującym w tym przypadku często jest kwestia zapotrzebowania na ciepło budynku oraz rodzaj instalacji grzewczej (ogrzewanie podłogowe lub grzejnikowe).
Gruntowe pompy ciepła
Gruntowe pompy ciepła to urządzenia, które działają na takiej samej zasadzie jak powietrzne pompy ciepła z tą różnicą, że w przypadku tych pierwszych dolnym źródłem ciepła jest energia zawarta w cieple gruntu. Aby wykorzystać rzeczone ciepło, gruntowa pompa ciepła wyposażona jest w gruntowy wymiennik ciepła, który może być zainstalowany w układzie pionowym i poziomym. Do niewątpliwych zalet rozwiązania należy stała temperatura gruntu (źródła dolnego), która przekłada się na dużo większą stabilność chwilowej wydajności pompy. W przypadku tego typu inwestycji potrzebujemy jednak znacznych nakładów finansowych związanych między innymi z wykonaniem odwiertów pod wymiennik gruntowy oraz samym wymiennikiem gruntowym. Dolnym źródłem ciepła dla tej technologii mogą być też zbiorniki wodne, które w obszarach przydennych utrzymują względnie stałą temperaturę w ciągu roku.
Hybrydowe pompy ciepła
Hybrydowe pompy ciepła korzystają na ogół z dwóch źródeł zasilania. W często spotykanym przypadku jest to współpraca gazowego kotła kondensacyjnego (np. https://pgnig.pl/viessmann-vitodens) z powietrzną pompą ciepła. Takie urządzenia pracują naprzemiennie, w zależności od temperatury zewnętrznej, kosztów energii oraz wymaganej mocy grzewczej. Szczególną zaletą takiego rozwiązania jest także zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego – w razie awarii jednego urządzenia, w zastępstwie powstaje (pracuje) to drugie. Ponadto, dzięki zastosowaniu hybrydowej pompy ciepła na etapie budowy obiektu można zaprojektować także układ jego chłodzenia bez konieczności inwestycji w oddzielny układ klimatyzacji.
Gazowe pompy ciepła
Gazowe pompy ciepła, w przeciwieństwie do urządzeń wyposażonych w sprężarkę elektryczną, wykorzystują energię pochodzącą ze spalania gazu ziemnego celem napędzenia układu chłodniczego. Technologia ta, po stronie odbioru ciepła dostarcza sumę energii zawartej w powietrzu, gruncie lub wodzie (w zależności od zastosowanego rodzaju pompy) oraz energii zawartej w spalanym gazie ziemnym. Ze względu na emisje powstałe podczas spalania gazu, urządzenie jest przewidziane w całości do montażu na zewnątrz budynku. Urządzenie może być atrakcyjne do wykorzystania w miejscach z ograniczonym dostępem do mocy elektrycznej.
Rewersyjne pompy ciepła
Rewersyjne pompy ciepła umożliwiają odwrócenie sposobu grzewczego pompy, tj. pobieranie ciepła z budynku i transportowanie go do środowiska zewnętrznego. Taką metodą otrzymuje się efekt chłodzenia pomieszczeń szczególnie pożądany w okresie letnim.
Skorzystaj z wiedzy specjalistów
Dynamiczny rozwój rynku pomp ciepła w Polsce podyktowany jest przede wszystkim wzrostem dostępności tych urządzeń na rynku i uzyskiwaniem przez inwestorów „atrakcyjnych” czasów zwrotu kosztów z przeprowadzonej instalacji.
Czynnikami zewnętrznymi, które potęgują efekt zainteresowania opisywaną technologią, są także coraz bardziej rygorystyczne wymagania prawne stawiane nowym oraz już istniejącym budynkom w zakresie wykorzystanie tzw. energii pierwotnej,tj. energii pozyskanej bezpośrednio z zasobów naturalnych.
Aby w pełni wykorzystać potencjał różnych technologii pomp ciepła w swoim budynku, warto, aby każdy inwestor rozważył konsultacje z wykwalifikowanym specjalistą i skorzystał z jego doradztwa. Osoba taka nie tylko ma wiedzę, aby zaproponować najlepsze technicznie i ekonomicznie rozwiązanie, ale także często zna ofertę dostępnych programów dofinansowań (https://pgnig.pl/dofinansowanie), które pomogą skrócić czas zwrotu Twojej inwestycji.
