Pompy ciepła – niezbędne informacje dla każdego

Czym są pompy ciepła – najpopularniejsze rozwiązania, rodzaje, warianty

Jak powszechnie wiadomo budynki mogą być ogrzewane różnymi systemami grzewczymi. Jednym z nich jest właśnie wykorzystanie pompy ciepła. Pompa ciepła to nic innego jak urządzenie cieplne wymuszające przepływ ciepła z obszaru o niższej temperaturze (dolne źródło) do obszaru o wyższej temperaturze (górne źródło). Jej elementarnym zadaniem jest ogrzanie pomieszczeń a także wody użytkowej. Z uwagi na dostarczaną z zewnątrz energie proces ten dokonuje się wbrew typowemu (naturalnemu) przepływowi ciepła.

Pompy gruntowe

Najczęściej na rynku oferowane są trzy standardowe rodzaje pomp ciepła – są to pompy gruntowe, powietrzne oraz wodne. Pompy gruntowe wykorzystują ciepło zawarte w gruncie – czyli w ziemi. Instalacja takiej pompy może mieć w miejsce w następujących wariantach:

1. Kolektor poziomy
2. Sondy pionowe
3. Kolektor poziomy z bezpośrednim odparowaniem

Pompy powietrzne

Drugi rodzaj pomp to pompy powietrzne. Źródłem ciepła w przypadku tego urządzenia jest powietrze pozyskiwane z zewnątrz. Można je podzielić na pompy ciepła typu powietrze-powietrze oraz pompy ciepła typu powietrze-woda. W tej grupie możemy również wyróżnić pompy typu Monoblok oraz Split.

1. Pompa typu powietrze-powietrze

2. Pompa woda-powietrze
3. Pompa typu Monoblok
4. Pompa typu Split

Pompy wodne

Ostatnim rodzajem pomp ciepła są pompy typu woda-woda – w Polsce (jeszcze) niezbyt popularny system grzewczy. Jak sama nazwa wskazuje – niezbędna do jej działania jest woda. Taka pompa działa najbardziej efektywnie jeżeli posesja znajduje się blisko stawu, jeziora, rzeki bądź innego zbiornika wodnego. Jeżeli zaś nieruchomość nie ma dostępu do otwartych zbiorników wodnych to nie jest to tożsame z brakiem możliwości montażu takiej pompy – by zapewnić systemowi właściwy tryb działania należy wykopać dwie studnie pompy ciepła.

Pompa ciepła – koszt pompy, koszt instalacji

Ceny zarówno samych pomp ciepła jak i tzw. robocizny są niezwykle zróżnicowane – zależne od rodzaju pompy jaki wybierzemy, mocy cieplnej oraz naszego zapotrzebowania (powierzchnia domu do ogrzania). Ceny robocizny będą uzależnione od standardowych czynników – podobnie jak w przypadku innych usług budowlanych. Do tych najważniejszych z pewnością należy zaliczyć to, czy zlecenie będzie wykonane w dużym mieście czy też małej miejscowości. Nie bez znaczenia jest tutaj również region Polski – jak łatwo się domyśleć, w województwie mazowieckim ceny te będą wywindowane zaś na

wschodzie Polski znacznie mniejsze od tych w stolicy. Koszt pompy ciepła do domu o powierzchni 100m2 to obecnie średnio kilkanaście tys. złotych (i wzwyż) za dany model, jednakże wraz z montażem cena wyniesie około 40-50 tys. złotych.

Jak działa pompa ciepła – rodzaje pomp ciepła

Jak już na wstępie wspomnieliśmy rodzajów pomp ciepła jest naprawdę dużo. W tym miejscu przyjrzymy się szczegółowo poszczególnym modelom.

Pompy gruntowe występują w trzech opcjach instalacji – poniżej ich krótka charakterystyka:

1. Kolektor poziomy to wężownice z rur wypełnionych płynem niezamarzającym, zakopane na głębokości 1-2 m jednakże na dużej powierzchni działki.

2. Sondy pionowe – będą zbudowane z pojedynczych pętle z rur zainstalowanych w otworach głębokich na kilkadziesiąt metrów

3. Kolektor poziomy – składa się bezpośredniego odparowania, mamy w tym przypadku do czynienia z miedzianymi rurami wypełnionymi czynnikiem chłodniczym pompy. To rozwiązanie zwiększa sprawność urządzenia ponieważ eliminujemy jeden wymiennik ciepła.

Pompy powietrzne, o których również pisaliśmy już wyżej, możemy podzielić na następujące rodzaje:

Pompa typu powietrze-powietrze

ciepło jest pozyskiwane z powietrza zewnętrznego i przekazywane do wewnątrz (np. domu, lub innej posesji). Są obecnie najtańsze i najczęściej spotykane. Pompa ta, działa w systemie nadmuchowym, w którym ogrzewane jest bezpośrednio powietrze z budynku – nie jest natomiast ogrzewana woda użytkowa. Pompa powietrze-powietrze działa podobnie jak układ „powietrze-woda” jednakże należy podkreślić, że, ciepło skraplania elementu roboczego oddawane jest powietrzu, a nie wodzie.

Pompa woda-powietrze

opisując krótko działanie tego urządzenia trzeba byłoby posłużyć następującymi terminami: parowaniem sprężanie, skraplanie. Czynnik chłodniczy pobiera w tym przypadku ciepło z powietrza znajdującego się na zewnątrz. Następuje odparowanie, co powoduje, że czynnik chłodniczy posiada w sobie skoncentrowaną energię lecz temperatura gazu jest zdecydowanie za niska, aby przekazać go do systemu grzewczego. Przy pomocy sprężarki należy podnieść temperaturę gazu co spowoduje wzrost ciśnienia i temperatury gazu. Z uwagi na powyższe gaz jest transportowany na skraplacz gdzie możemy wykorzystać go do ogrzewania wody użytkowej. Finalnie, czynnik (w stanie ciekłym) przedostaje się przez zawór rozprężny – następuje spadek temperatury oraz ciśnienia a w konsekwencji rozpoczyna się nowy cykl.

Pompa typu Monoblok

powietrzna pompa ciepła monoblok to konstrukcja złożoną z jednego modułu (mieszczą się w nim wszystkie ważne elementy: sprężarka, skraplacz, parownik z wentylatorem, zawór rozprężny i pompa obiegowa). Instalacja może być dokonana zarówno wewnątrz jak i na zewnątrz budynku. Instalacja wewnętrzna chroni pompę przed działaniem czynników zewnętrznych jednakże powoduje większy hałas w budynku W takiej sytuacji konieczne jest również wykonanie w pomieszczeniu otworów pod kanały powietrzne Montaż pompy ciepła na zewnątrz eliminuje ponadnormatywny hałas jednakże wymaga zabezpieczenia przed np. zamarznięciem wody.

Pompa typu Split

w tym urządzeniu cały system składa się z dwóch modułów połączonych ze sobą rurami chłodniczymi – stanowią one część układu termodynamicznego (im większa jest odległość między modułami tym bardziej skomplikowany montaż oraz mniejsza sprawność pompy). W pierwszym module (zewnętrznym) znajdują się wentylator, parownik, sprężarka a także zawór rozprężny i zachodzi tu większość procesów związanych w wytwarzaniem ciepła. W drugim, wewnętrznym module znajdziemy zaś skraplacz, pompę obiegową c.o. a także elektryczny podgrzewacz wspomagający.

Pompy ciepła – wady, zalety, przewagi

Poruszając się w temacie pomp ciepła należy dostrzec wiele zalet, które posiadają względem tradycyjnych (ale jednak archaicznych i nieadekwatnych do rozwoju obecnej technologii) systemów grzewczych. Do najważniejszych z nich zaliczymy z pewnością:

• Jest ekologiczna
• Może być całkowicie bezobsługowa
• Jest prosta w montażu
• Niskie koszty eksploatacji
• Urządzenie jest bezpieczne i nie stwarza ryzyka wybuchu
• Brak konieczności budowy zbiornika z paliwem
• Może zostać zainstalowana w dowolnym miejscu w domu
• Pompa ciepła może zajmować podobną ilość miejsca jak sprzęty AGD – np.lodówka
• Żywotność pomp ciepła obliczana jest na 20-30 lat, niekiedy nawet więcej.
  

  Zakup pompy ciepła – na co zwrócić uwagę?

  Decydując się na zakup pompy ciepła elementarną kwestią jest jej dobór do powierzchni domu oraz związana z tym moc urządzenia. Moc naszej pompy ciepła powinna więc być dostosowana do parametrów cieplnych domu oraz ilości zużywanej ciepłej wody.

  Jeżeli nasz dom ma małą niewielką powierzchnię, solidną termoizolację oraz stale przebywają w nim 3 osoby to w tych okolicznościach sprawdzi się pompa ciepła o mocy grzewczej 3,6- 5,3 kW. Jednak do ogrzewania powietrza i wody większych domów trzeba sięgnąć po pompę o mocy 8-10 kW, a w budynkach wielorodzinnych sprawdzą się urządzenia o mocy 11 kW. Odnosząc się zaś do samego urządzenia należy zwrócić uwagę na główne parametry techniczne takie jak wydajność grzewcza w konkretnej temperaturze zewnętrznej, wskaźnik COP, mówiący nam ile pompa ciepła dostarczy mocy grzewczej w odniesieniu do ilości zużytej energii elektrycznej, maksymalną temperaturę zasilania układu grzewczego a także poziom hałasu, który emituje dane urządzenie.

Pompa ciepła – eksploatacja i utrzymanie

Koszt korzystania z pompy ciepła jest zdecydowanie niższy niż cena eksploatacji typowych źródeł ciepła. Przy szacowaniu kosztów eksploatacji pompy ciepła należy wziąć pod uwagę następujące czynniki:

• standard energetyczny budynku,
• rodzaj systemu grzewczego,
• model pompy ciepła,
• zapotrzebowanie gospodarstwa domowego np. na ciepłą wodę użytkową.

Czynników jest zatem sporo. Na część z nich mamy wpływ na etapie projektowania układu grzewczego. Inne z kolei można zoptymalizować podczas bieżącej eksploatacji urządzenia. Do grupy tych pierwszych czynników należy w szczególności sam typ systemu grzewczego. Temperatury robocze obiegu grzewczego wpływają znacząco na jakość pracy pompy ciepła. Zależy od nich także tzw. punkt biwalencyjny (który jest graniczną temperaturą, do której pompa ciepła powietrzna pracuje samodzielnie – bez pomocy kotła grzewczego).