Czy pompa ciepła ogrzeje dom?

Technologia bazująca na odnawialnych źródłach energii, z której korzystają pompy ciepła w celu zapewniania ogrzewania budynków i podgrzewania ciepłej wody użytkowej, jest stosunkowo nowa. Przyciąga ona jednak inwestorów swoimi zaletami – niebywałą energooszczędnością, ekologicznością, wygodą użytkowania oraz niskimi kosztami eksploatacji. Wiele osób stojących przez wyborem systemu grzewczego zastanawia się jednak, czy pompa ciepła wystarczy, aby ogrzać dom?

System grzewczy oparty na pompie ciepła

W pompach ciepła została zastosowana innowacyjna i ekologiczna technologia, która zapewnia ogrzewanie domu poprzez wykorzystanie energii cieplnej skumulowanej w otoczeniu. Pompa ciepła sama nie wytwarza ciepła, lecz jedynie przenosi je z dolnego źródła ciepła (czyli z powietrza, z gruntu lub z wody) poprzez czynnik chłodniczy do instalacji grzewczej, czyli górnego źródła ciepła.

Dostępne na rynku urządzenia można podzielić na gruntowe pompy ciepła, powietrzne pompy ciepła oraz wodne pompy ciepła. To ostatnie rozwiązanie jest najrzadziej stosowane ze względu na wysokie koszty inwestycji i niewielką dostępność odpowiednich terenów. Najwięcej inwestorów decyduje się zaś na powietrzną pompę ciepła. Czy jej wydajność różni się od wydajności gruntowej pompy ciepła?

Przede wszystkim należy zaznaczyć, że działanie pompy ciepła opiera się o krążenie płynu w zamkniętym układzie. Jego zadaniem jest pobór ciepła z dolnego źródła i przekazanie go do górnego. Jest on również poddawany procesom sprężania i rozprężania, podczas których zmienia swój stan skupienia z cieczy na parę, a także podnoszona jest jego temperatura, dzięki czemu zapewnione jest ogrzewanie budynku.

Temperatura wytworzonej pary ma ogromne znaczenie dla wydajności całego systemu – im bardziej musi zostać podgrzana, tym większą pracę musi wykonać sprężarka. Tym samym niezbędna jest większa ilość energii elektrycznej do jej napędzania. Właśnie dlatego tak duży wpływ na efektywność pracy pompy ciepła ma różnica temperatur między dolnym a górnym źródłem – im jest mniejsza, tym wyższa efektywność.

Grunt stanowi bardzo stabilne źródło ciepła. Wymienniki ciepła, które są odpowiedzialne za pobór energii cieplnej z gruntu, są montowane poniżej temperatury zamarzania, gdzie temperatura utrzymuje się na poziomie około 0 stopni Celsjusza. Wahania temperatur również są niewielkie. Właśnie dlatego gruntowe pompy ciepła są uważane za najbardziej wydajne systemy grzewcze – zapewnią one odpowiednią moc grzewczą nawet w przypadku dużych mrozów.

Powietrzne pompy ciepła są uważane za nieco mniej wydajne, co wiąże się z ich narażeniem na duże wahania zakresu temperatur zewnętrznych i zmiany warunków pogodowych. Właśnie dlatego warto dobrać odpowiednią pompę ciepła, o dobrych parametrach technicznych, która będzie działać wydajnie nawet w przypadku spadku temperatury do nawet -20 stopni Celsjusza. Dobrym rozwiązaniem jest także wybór urządzenia, które posiada dodatkowy system wspomagania np. grzałką elektryczną lub uzupełnienie działanie pompy ciepła innym systemem grzewczym, takim jak piec gazowy czy kocioł na pellet.

Zakres temperatur, w których pracuje pompa ciepła

Pompy ciepła są wybierane jako system grzewczy ze względu na wiele zalet, jakie posiadają. Są to urządzenia energooszczędne, zapewniające niskie koszty eksploatacji, ekologiczne, wygodne w użytkowaniu. Ze względu na innowacyjną technologię, jaka została w nich zastosowana, wiele osób zastanawia się, czy będzie w stanie pracować wydajnie nawet w przypadku dużych mrozów?

Pompy ciepła, które można zakupić na rynku, posiadają różne parametry techniczne. Przed wyborem urządzenia konieczne jest sprawdzenie, jaki jest współczynnik COP pompy ciepła – jest to informacja o efektywności pracy pompy ciepła. Należy także sprawdzić, do jakiej temperatury pompa ciepła będzie działać. Niektóre pompy ciepła będą pracować maksymalnie do -15 stopni Celsjusza, a w przypadku spadku temperatur nastąpi ich wyłączenie. W takiej sytuacji konieczne będzie zastosowanie dodatkowego systemu grzewczego.

Nie wszystkie pompy ciepła będą posiadały tą samą graniczną temperaturę wydajnej pracy. Producenci pracują bowiem nad ulepszaniem urządzeń znajdujących się w ich ofercie. Do niedawna powietrzna pompa ciepła mogła pracować do maksymalnie – 10 stopni Celsjusza, obecnie dobrej jakości powietrzna pompa ciepła poradzi sobie nawet w przypadku spadku temperatury do -25 stopni Celsjusza.

Pompa ciepła dodatkowym źródłem ciepła

Pompa ciepła może służyć jako samodzielny system grzewczy, a także pracować w tzw. układzie biwalentnym, co oznacza współpracę z innym systemem grzewczym. Rozwiązanie to umożliwia efektywne wykorzystanie pompy ciepła – pracuje ona do momentu, w którym zakres temperatur umożliwia jej wydajne działanie. W przypadku spadku temperatury do określonego poziomu, zwanego puntem biwalentnym, praca pompy ciepła wspomagana zostaje innym urządzeniem grzewczym (może to być np. ogrzewanie zwykłą gałką elektryczną lub za pomocą systemów takich jak piec gazowy).

Odpowiedni dobór mocy pompy ciepła

Ważnym czynnikiem podczas wyboru pompy ciepła jest także dobór jej mocy. Moc grzewcza pompy ciepła powinna być dopasowana do kilku czynników:

zapotrzebowania budynku na ciepło,
liczby domowników,
powierzchni domu,
lokalizacji i charakterystyki temperaturowej okolicy.

Oprócz ustalenia, jaka moc pompy ciepła będzie odpowiednia, konieczne jest także sprawdzenie, czy moc pompy ciepła nie zmienia się wraz ze zmianami temperatur. W przypadku niektórych modeli wraz z obniżaniem temperatury powietrza atmosferycznego na zewnątrz budynku następuje spadek COP pompy ciepła, czyli zmniejszenie jej efektywności.

Podsumowanie – czy pompa ciepła ogrzeje dom?

Ogrzewanie domu pompą ciepła jest sposobem na zapewnienie komfortu cieplnego w budynku przy jednocześnie niskich kosztach ogrzewania. Zarówno wybór gruntowej, jak i powietrznej pompy ciepła będzie dobrym rozwiązaniem, o ile zadba się o kilka istotnych aspektów:

Ważne jest, aby zadbać o prawidłowy dobór mocy grzewczej pompy ciepła,
Należy zapoznać się z parametrami technicznymi pompy ciepła i postawić na wysokiej jakości urządzenie, które pracuje wydajnie nawet w bardzo niskich temperaturach zewnętrznych,
Dobrze jest zapewnić dodatkowe wspomaganie grzewcze w przypadku pomp ciepła, która przestają pracować np. w temperaturze – 10 stopni Celsjusza. Za dodatkowe źródło ciepła posłużyć może np. grzałka elektryczna lub kocioł gazowy.