Jaka pompa ciepła do ogrzewania domu?

Obecne przepisy związane z ograniczeniem emisji szkodliwych gazów i pyłów emitowanych przez kotłownie wyposażone w kotły węglowe, wymuszają na ich użytkownikach wymianę źródła ciepła na bardziej ekologiczne.

W obecnej sytuacji, każdemu właścicielowi budynków mieszkalnych pozostaje zatem wybór jedynie pomiędzy kotłami pelletowymi i węglowymi klasy 5, kotłami gazowymi, elektrycznymi lub pompami ciepła. Mając na uwadze całkowitą bezobsługowość kotłowni, wybór zawęża się już tylko do kotłów gazowych, węglowych oraz pomp ciepła. To ostatnie rozwiązanie jest jednak najbardziej korzystne ze względu na możliwość połączenia go z fotowoltaiką, dzięki czemu koszty ogrzewania mogą być zniwelowane niemal do zera. W niniejszym artykule przedstawimy zasadę działania pomp ciepła oraz rodzaje pomp ciepła z wyszczególnieniem wad i zalet, aby pomóc w wyborze najbardziej odpowiedniego rozwiązania.

Jak działa pompa ciepła?

Każda pompa ciepła, niezależnie od konstrukcji, składa się z 5 podstawowych elementów, tzn. sprężarki, parownika, skraplacza, zaworu rozprężnego oraz systemu sterowania. Oczywiście w skład każdej pompy wchodzą również inne podzespoły i elementy, ale w opisie procesu samej pracy są one mniej istotne. Zasada działania pompy ciepła oparta jest o typowy obieg termodynamiczny i składa się z kilku etapów pracy:

Pierwszym etapem pracy pompy ciepła jest odebranie energii z dolnego źródła, czyli najprościej mówiąc, źródła z którego dostarczane będzie ciepło. W zależności od rodzaju pompy może to być powietrze lub grunt. Ciepło odbierane jest za pośrednictwem parownika a następnie przekazane na czynnik. W wyniku odbioru ciepła czynnik zamienia się w podgrzaną parę.
W drugim etapie, podgrzana para, której temperatura jest jeszcze zbyt niska aby wykorzystać ją do podgrzewania domu, zostaje sprężona za pośrednictwem sprężarki i tym samym jej temperatura osiąga poziom umożliwiający wykorzystanie do celów grzewczych.
W trzecim etapie pracy, para trafia do skraplacza, w którym energia w niej zawarta zostaje przekazana na wodę grzewczą. W takim procesie temperatura wody może osiągnąć nawet 65°C.
W czwartym etapie w wyniku oddania ciepła, para zostaje wychłodzona i zmienia stan skupienia na ciekły a następnie przy użyciu zaworu rozprężnego zostaje w odpowiedniej ilości przekazana do parownika. Cały proces rozpoczyna się od początku, czyli od pierwszego etapu pracy.

Do całego procesu produkcji ciepła jest potrzebna energia elektryczna, jednak jej ilość jest znikoma i sięga rzadko kiedy 30% całkowitej wyprodukowanej energii. Za nadzór całego procesu produkcji jest odpowiedzialny sterownik. Dzięki niemu urządzenie jest w 100% bezobsługowe i bezpieczne w użytkowaniu.

Jak działa pompa ciepła - schemat zasady działania pompy ciepła

Rodzaje pomp ciepła

Ze względu na odnawialne źródło ciepła z jakiego pobierana jest energia przez pompę ciepła, wyróżnia się rodzaje pomp ciepła: pompy gruntowe oraz pompy powietrzne. Gruntowe pompy ciepła jak sama nazwa wskazuje, pobierają energię z gruntu za pośrednictwem wymiennika. W zależności od rodzaju wymiennika, może on być wykonany w postaci sąd pionowych głębokich na kilkadziesiąt metrów lub też w postaci pętli poziomych znajdujących się bezpośrednio pod powierzchnią gruntu, na głębokości 1 do 2 metrów. Powietrzne pompy ciepła pobierają z kolei energię z powietrza i oddają ją za pośrednictwem układu termodynamicznego na wodę grzewczą, stąd ich dokładna nazwa brzmi: pompy ciepła typu powietrze - woda. Tego typu rozwiązanie dzieli się dodatkowo na w kategorie, tzn. monoblok oraz split. Główna różnica tkwi w konstrukcji. Pompy ciepła typu monoblok, montowane są w całości na zewnątrz budynku a wszystkie elementy pompy umieszczone są w jednej zwartej obudowie. Pompy ciepła typu split, składają się z 2 oddzielnych jednostek, połączonych ze sobą przewodami wypełnionymi czynnikiem chłodniczym. Jedna jednostka montowana jest na zewnątrz zaś druga wewnątrz budynku. Pompy gruntowe ze względu na konieczność wykonania wymiennika gruntowego są zazwyczaj dwukrotnie droższe od pomp ciepła typu powietrze woda, dlatego też ich udział w sprzedaży w Polsce nie przekracza 5%. Z tego też względu, w dalszej części artykułu skupimy się na pompach powietrznych.

Pompa ciepła powietrze woda, monoblok czy split?

Ponieważ cechą wspólną obu rozwiązań jest wysoka sprawność i niskie koszty eksploatacji, o wyborze decydują aspekty architektoniczne, infrastrukturalne i funkcjonalne. Pompa ciepła monoblokowa jest idealnym rozwiązaniem dla obiektów w których kotłownia lub inne pomieszczenie techniczne posiada metraż uniemożliwiający zamontowanie innych urządzeń za wyjątkiem zbiornika ciepłej wody użytkowej oraz zbiornika buforowego. Pamiętajmy, że monoblok napełniony jest wodą, dlatego niestety w tym przypadku należy przeanalizować, czy budynek nie jest narażony na częste braki w dostawie energii elektrycznej. Taka sytuacja występująca przez dłuższy okres może bowiem doprowadzić do zmarznięcia wody i tym samym do nieodwracalnych uszkodzeń urządzenia. Nie zaleca się również tego rozwiązania w przypadku montażu w niewielkiej odległości od sąsiada, gdyż urządzenie wytwarza znacznie większy poziom hałasu a niżeli pompa ciepła typu split. Bierze się to z tego, że sprężarka, która jest głównym źródłem hałasu, znajduje się w urządzeniu które z kolei jest montowane na zewnątrz budynku.Pompa ciepła split nie wytwarza tak dużego hałasu na zewnątrz jak monoblok, jest również odporna na zmarznięcie, gdyż na zewnątrz budynku nie jest wyprowadzana woda. Wadą jest niestety konieczność wygospodarowania większej powierzchni w kotłowni oraz większy hałas pochodzący ze sprężarki, wytwarzany w pomieszczeniu. Mając na uwadze powyższe cechy poszczególnych typów pomp ciepła, wybór odpowiedniego rozwiązania, dopasowanego do specyfiki budynku i właściciela, pozostawiamy Państwu.

Koszty eksploatacji pompy ciepła

Koszty eksploatacji pompy ciepła zależą od specyfiki i charakterystyki energetycznej budynku, dlatego niewłaściwe byłoby przedstawianie konkretnych wartości dla wszystkich obiektów. Sprawność pompy wynosi 300 do 400 % w zależności od temperatury oraz wilgotności powietrza. Oznacza to, że z jednej kilowatogodziny pobranej energii elektrycznej, może ona wyprodukować około 3 do 4 kilowatogodzin energii grzewczej. Warto zaznaczyć, że koszty eksploatacji oraz wskazane powyżej sprawności zależą w głównej mierze od odpowiedniego doboru Wybór pompy o zbyt dużej lub zbyt małej mocy w stosunku do energochłonności budynku może spowodować, że urządzenie będzie zbyt mało efektywne. Dlatego decydując się na zakup pompy ciepła, skorzystaj z konsultacji z jednym z naszych doradców techniczno – handlowych, przedstawiając parametry obiektu takie jak wymiary, kubatura, rodzaj ścian, okien, itp.

Pracownicy hurtowni swatt.pl dokonają stosownych wyliczeń i zaproponują najbardziej odpowiednie rozwiązania.