Działanie pomp ciepła wciąż wzbudza wiele wątpliwości, a mity pokutujące na ich temat skutecznie zniechęcają inwestorów. Tymczasem nowoczesna
pompa ciepła to doskonała alternatywa dla tradycyjnych systemów grzewczych, już choćby z uwagi na fakt, że pompa jest rozwiązaniem ekologicznym, mogącym czerpać energię z odnawialnych źródeł, zatem możliwe jest uzyskanie
dofinansowania na pompę ciepła.
Wśród
mitów narosłych wokół pomp ciepła warto wymienić: kosmiczną cenę urządzenia, małą wydajność w niskich temperaturach, bardzo głośną pracę, ogromne gabaryty oraz przekonanie, że pompę można zamontować wyłącznie w nowo budowanym domu. Żeby obalić te mity, trzeba znać ogólną zasadę działania pompy ciepła, wiedzieć, z jakimi rodzajami pomp możemy się spotkać oraz uzmysłowić sobie, że pompa ciepła jest w stanie współpracować z fotowoltaiką.
Pompa ciepła — budowa i zasada działania
Budowa pompy ciepła jest uzależniona od rodzaju urządzenia. Najważniejszymi elementami konstrukcji pompy ciepła są:
- sprężarka
- skraplacz
- zawór rozprężny
- parownik
W tym układzie elementów krąży czynnik chłodniczy, czyli ciecz, która - wrząc pod niskim ciśnieniem i w niskiej temperaturze - pobiera ciepło. Proces ten zachodzi na zewnątrz budynku oraz indukuje kolejne:
- w układzie wzrasta ciśnienie i temperatura, a dzięki sprężarce ciecz zmienia postać na gaz
- gaz trafia do skraplacza, gdzie oddaje ciepło do instalacji i znowu - w stanie ciekłym - przechodzi przez zawór rozprężny
- następuje spadek ciśnienia i temperatury, a cykl rozpoczyna się od nowa
Trzeba wiedzieć, że obecnie w segmencie pomp ciepła, szczególnie typu powietrze-woda, występuje dość duża różnorodność konstrukcyjna, przede wszystkim w ramach konstrukcji obiegu chłodniczego. Część pomp ciepła powietrze-woda ma wszystkie elementy w jednej obudowie (
monoblock), część składa się z dwóch jednostek (wewnętrznej i zewnętrznej), połączonych przewodami z czynnikiem chłodniczym.
Pompa gruntowa
System grzewczy z gruntową pompą ciepła można podzielić na trzy części:
- źródło dolne, z którego pobierane jest ciepło
- źródło górne, które oddaje ciepło do pomieszczeń w domu
- pompa ciepła, która zapewnia przepływ ciepła pomiędzy źródłem dolnym i górnym
Odpowiednio wydajne źródło dolne przesądza nie tylko o prawidłowym działaniu pompy, ale też o ilości pozyskanej energii oraz o mocy przez nią osiąganej. Źródło dolne może mieć formę kolektora poziomego (to zakopane na głębokości 1-1,5 m wężownice z rur wypełnionych niezamarzającym płynem) albo pionowego (rury umieszczone są w pionowych odwiertach).
Pompa gruntowa sprawdza się prawie w każdych warunkach gruntowych. Z uwagi na fakt, że jej instalacja wiąże się z koniecznością kopania na posesji, najlepiej zdecydować się na pompę gruntową, gdy jeszcze jesteśmy na etapie planowania budowy domu. Pompa gruntowa zapewnia użytkownikom systemu grzewczego stabilną dostawę energii cieplnej i w miarę stały koszt wytworzenia 1 kWh, co wynika ze stabilnej temperatury źródła dolnego, a co za tym idzie, przewidywalnych warunków pracy.
Pompa powietrze-woda
W przypadku pompy ciepła powietrze-woda za źródło dolne uznać należy powietrze na zewnątrz budynku. Efektywność pracy pomp powietrznych zależy właśnie od temperatury powietrza zewnętrznego. Pompa taka jest łatwa i szybka w montażu (nie ma konieczności wykonywania odwiertów czy przekopywania ogrodu) oraz tania w eksploatacji.
O ile źródło dolne w przypadku pompy gruntowej określa się jako stabilne i przewidywalne, o tyle w przypadku pompy powietrze-woda źródło to (przypomnijmy, że jest to powietrze) ma jedną istotną wadę: jego temperatura w ciągu sezonu grzewczego zmienia się często i radykalnie, co może odbijać się na sprawności i mocy urządzenia. Może, ale nie musi, bowiem niektóre modle pomp powietrznych działają efektywnie, nawet gdy na zewnątrz panuje niska temperatura (-15 czy -20°C, a czasem nawet do -25 °C ).
Jeśli połączymy pompę gruntową z fotowoltaiką, działa ona praktycznie bezkosztowo.
Pompa ciepła współpracująca z fotowoltaiką
Czy
pompa ciepła i fotowoltaika to dobre połączenie? Sprzężenie fotowoltaiki, która produkuje zieloną energię elektryczną z energii promieniowania słonecznego, z pompą ciepła, która wykorzystuje tę zieloną energię do podgrzewania ciepłej wody użytkowej to rozwiązanie ekologiczne i ekonomiczne. Na inwestycję taką (na samą fotowoltaikę oraz samą pompę ciepła - także) można uzyskać różnorodne dofinansowania, np. Programu „Czyste Powietrze”.
Trzeba mieć świadomość, że pompa ciepła nie „produkuje” energii, jej praca nie wymaga też procesu spalania. Wykorzystuje ona prąd w procesie przetwarzania energii pierwotnej i dostarczania jej do instalacji grzewczej (czyli źródła górnego) i prąd ten może pochodzić właśnie z naszej własnej instalacji fotowoltaicznej.
Podsumowanie
W polskich warunkach klimatycznych optymalnym rozwiązaniem jest pompa gruntowa, która zapewnia użytkownikom systemu grzewczego stabilną dostawę energii cieplnej i w miarę stały koszt wytworzenia 1 kWh. Pompa powietrzna, tańsza i łatwiejsza w montażu, uzależnia swą efektywność od temperatury powietrza zewnętrznego, które jest słabym akumulatorem ciepła, choć niektóre modele pomp powietrznych działają efektywnie nawet, gdy na zewnątrz panuje bardzo niska temperatura.
Zobacz także:
Jak dobrać pompę ciepła do domu?
Pompa ciepła typu monoblok, czy split?