Powszechne odchodzenie od spalania paliw kopalnych, przy jednoczesnym wzroście kosztów wytwarzania energii, zmusza inwestorów do poszukiwania alternatyw w zakresie systemów grzewczych. Jedną z nich jest pompa ciepła. Rozwiązanie to jest kosztowne, jednak w ostatecznym rozrachunku pozwala relatywnie tanio i z dbałością o środowisko zapewnić komfort cieplny nawet w dużym domu. Jakie są rodzaje pomp ciepła? Jak wybrać odpowiednie urządzenie i na jakie parametry zwrócić uwagę? O tym w dzisiejszym wpisie.
Jak działa pompa ciepła?
Choć pompy ciepła to zaawansowane technologicznie urządzenia, to zasada ich funkcjonowania jest stosunkowo prosta, ponieważ opiera się na mechanizmach znanych z… lodówek. Kluczową rolę odgrywają tu elementy takie jak parownik, skraplacz i sprężarka, tworząc razem typowy obieg chłodniczy, wymuszający przepływ ciepła z obszaru zimniejszego do cieplejszego.
Wszystko rozpoczyna się w tak zwanym dolnym źródle, gdzie parownik pozyskuje ciepło z wody, powietrza lub gruntu (w zależności od rodzaju pompy), po czym przekazuje je w postaci gazowej do sprężarki. Następnie gaz oddaje w górnym źródle ciepło, które pobierane jest przez instalacje domowe, a następnie zmienia swój stan skupienia na płynny w skraplaczu. Ciecz ponownie przemieszcza się do dolnego źródła ciepła i cały cykl się powtarza.
Rodzaje pomp ciepła
Nawet w klimacie umiarkowanym, z którym mamy do czynienia w Polsce, pompa ciepła jest wydajnym i stabilnym źródłem ciepła niezbędnego dla systemów c.o. oraz c.w.u. W kontekście niestabilnych cen energii i rosnących rachunków za ogrzewanie ma to niebagatelne znaczenie. Aby w pełni wykorzystać jej potencjał, musimy wybrać odpowiedni model, przystosowany do charakterystyki konkretnej działki oraz nieruchomości. Zatem na jakie rodzaje pomp ciepła możemy się zdecydować?
- Pompa ciepła gruntowa – to najbardziej wydajny i stabilny rodzaj pompy. Pobiera energię z gruntu, gdzie instalacja może mieć budowę pionową (pojedyńczy odwiert na znaczną głębokość, około 100 metrów) lub poziomą (w postaci rozbudowanej instalacji na dużej powierzchni, na głębokości nie mniejszej niż granica przemarzania gruntu).
- Powietrzna pompa ciepła – pozyskuje ciepło z powietrza znajdującego się na zewnątrz budynku. Tego typu urządzenia są najmniej skomplikowane technologicznie i najłatwiejsze w montażu, jednak ceną za to jest mniejsza efektywność.
- Pompa ciepła wodna – jak sama nazwa wskazuje, jej dolne źródło ciepła zlokalizowane jest w zbiorniku wodnym – naturalnym (staw, rzeka, jezioro) lub stworzonym przez człowieka (system studni głębinowych). To bardzo stabilne źródło energii, jednak z uwagi na powyższe uwarunkowania pompa ciepła wodna nie może być zamontowana w każdym domu, a przygotowanie jej instalacji wymaga najczęściej dodatkowych nakładów inwestycyjnych.
- Pompa ciepła powietrze-woda – to szczególny rodzaj pompy, wykorzystujący powietrze do ogrzania wody w instalacji c.o. Jego zaletą jest łatwy montaż i atrakcyjna cena, jednak na minus trzeba zaliczyć efektywność zależną od różnicy temperatur między dolnym a górnym źródłem ciepła. Sprawia to, że tego typu urządzenie charakteryzuje się mniejszą sprawnością podczas występowania mrozów.
Oprócz wyżej wymienionych rodzajów pomp ciepła od pewnego czasu w użyciu pojawiają się także modele hybrydowe, w których różne systemy ogrzewania uzupełniają się wzajemnie. Ostateczny wybór zależy od warunków terenowych wokół domu, wielkości działki, zapotrzebowania energetycznego budynku oraz budżetu, jakim dysponuje inwestor.
Jak dobrać pompę ciepła – konkretne parametry, które warto wziąć pod uwagę
Kluczowe w tej kwestii jest zapotrzebowanie na energię danego budynku. Obecnie każdy nowy dom otrzymuje świadectwo energetyczne, w którym znajduje się informacja, ile mocy grzewczej na 1 m² powierzchni jest potrzebne do jego komfortowej eksploatacji. Wskaźnik ten, oprócz wielkości domu, bierze także pod uwagę informacje na temat rodzaju zamontowanego ogrzewania, czy panujących na danym obszarze temperatur w ciągu roku. Wybierając pompę, należy zdecydować się na taką, której moc grzewcza jest nieco większa, niż zapotrzebowanie energetyczne budynku.
To jednak niejedyny parametr, jaki należy brać pod uwagę podczas zakupu pompy. Warto także poznać jej wydajność cieplną, czyli tak zwany współczynnik COP. Określa on stosunek pozyskanej przez nią energii w stosunku do tej, która została zużyta przez zasilający ją prąd. Im COP jest wyższy, tym pompa jest wydajniejsza, a koszt jej zakupu szybciej się zwróci. Przykładowo, jeśli omawiany wskaźnik wynosi 5, oznacza to, że 5 kWh energii cieplnej zostało wytworzonych kosztem 1 kWh energii elektrycznej.
Rozważania na temat tego, jak dobrać pompę ciepła, muszą uwzględniać jeszcze inne elementy, takie jak stan izolacji budynku czy chęć skorzystania z niej także do chłodzenia domu latem. Z tego powodu większość inwestorów korzysta z porad specjalistów – instalatorów lub fachowców zatrudnionych przez generalnego wykonawcę inwestycji, którzy mają doświadczenie w dokonywaniu obliczeń, tworzeniu projektów instalacji i montażu pomp ciepła w nowych domach.
