Co to jest pompa ciepła?

Pompa ciepła – co to takiego?

Poszukując wydajnego, ekologicznego, a jednocześnie taniego w eksploatacji systemu ogrzewania z całą pewnością warto rozważyć instalację pompy ciepła. Jest to urządzenie, którego działanie opiera się na odnawialnych źródłach energii. Pobiera ono energię cieplną z otoczenia, czyli z tzw. dolnego źródła energii – z gruntu, z wody gruntowej lub z powietrza. Następnie, przy niewielkim wspomaganiu energii elektrycznej, ciepło kierowane jest do instalacji grzewczej wewnątrz budynku.

Pompa ciepła najlepiej współgra w ogrzewaniem płaszczyznowym, czyli ogrzewaniem podłogowym, ściennym i sufitowym, jednakże nie ma przeszkód, aby podłączyć je również do tradycyjnych grzejników. Co więcej, pompa ciepła może nie tylko działać jako samodzielny system grzewczy, lecz również współpracować z istniejącym już systemem np. piecem gazowym.

Zaletą pompy ciepła jest również jej wielofunkcyjność. Choć jej głównym zadaniem jest zapewnienie ogrzewania, można ją również stosować do chłodzenia pomieszczeń w upalne dni lata. Jej działanie można także wykorzystać do podgrzewania ciepłej wody użytkowej.

Pompa ciepła jest systemem, który składa się z następujących części:

• dolnego źródła – za dolne źródło ciepła posłużyć może grunt, woda lub powietrze,
• pompy ciepła – pobiera ciepło z otoczenia i transportuje je za pomocą czynnika chłodniczego do instalacji grzewczej,
• górnego źródła – górnym źródłem ciepła jest instalacja grzewcza wewnątrz budynku, czyli ogrzewanie płaszczyznowe (podłogowe, ścienne, sufitowe) lub tradycyjne grzejniki.

Jak działają pompy ciepła?

Pompa ciepła to niewielkich wymiarów skrzynka, której wielkość można porównać do niewielkich rozmiarów lodówki. Nie zajmuje ona zbyt wiele miejsca, a jej wygląd jest bardzo estetyczny.

Zasada działania pompy ciepła opiera się o pobieranie energii cieplnej z zewnątrz i transportowanie jej do wnętrza budynku – do instalacji grzewczej – w postaci ciepła. Wykorzystuje do tego przemiany termodynamiczne, jakim poddawany jest krążący w pompie czynnik chłodniczy. Pompa ciepła nie wytwarza ciepła samodzielnie, a jedynie transportuje je z dolnego do górnego źródła ciepła.

Do prawidłowego działania pompa ciepła musi być zasilana energią elektryczną w niewielkiej ilości – wymaga dostarczania jedynie 25% energii z zewnątrz, która wykorzystywana jest do napędu sprężarki. W 75% energia niezbędna do jej pracy pochodzi z energii ze źródeł naturalnych. Doskonałym rozwiązaniem jest połączenie pompy ciepła z fotowoltaiką, która zapewnia darmową energię elektryczną wytwarzaną z promieniowania słonecznego. Tym samym pompa ciepła staje się urządzeniem bezkosztowym.

Zastosowanie pompy ciepła

Pompa ciepła od lat systematycznie zyskuje nowym zwolenników, wypierając systemy ogrzewania gazowego, olejowego czy elektrycznego. Jest to zasługa kilku czynników. Przede wszystkim z pompą ciepła wiążą się niskie koszty eksploatacji – jest to aktualnie najtańszy system grzewczy, gdyż bazuje głównie na zasobach naturalnych i bezpłatnych. To także system wygodny w użytkowaniu, gdyż nie trzeba uzupełniać paliw opałowych, ani czyścić urządzenia, a także ekologiczny. Nie przyczynia się do wytwarzania szkodliwych spalin, w tym również dwutlenku węgla.

Montaż pomp ciepła możliwy jest zarówno w nowym budownictwie, jak i w przypadku modernizacji budynku. Pompy ciepła sprawdzą się w domach jednorodzinnych, wielorodzinnych, a także w budynkach przemysłowych. To rozwiązanie, które znajduje zastosowanie również w rolnictwie.

Odpowiednio dobrana pompa ciepła zapewnia wysoki komfort cieplny użytkownikom. Należy pamiętać o tym, aby moc pompy ciepła pasowała do zapotrzebowania na ciepło danego budynku. Zbyt mała może spowodować, że w trakcie mrozów w domu będzie zimno, zaś zbyt duża przedłuży czas zwrotu z inwestycji – nie będzie w pełni użytkowana.

Pompę ciepła można zastosować do:

• ogrzewania – zapewni ona wysoki komfort cieplny jako jedyne źródło ogrzewania bądź może współpracować z innymi systemami np. kotłem gazowym olejowym lub na paliwo stałe,
• podgrzewania wody użytkowej,
• chłodzenia pomieszczeń – pompa ciepła może działać również w trybie odwrotnym – w tym przypadku pompa ciepła usuwa ciepło z wnętrza budynku, zapewniając przyjemne ochłodzenie w upalne dni lata,
• podgrzewania wody w basenach.

Dzięki pompie ciepła zyskuje się ogromną wygodę użytkowania. Jest to system praktycznie bezobsługowy i w pełni zautomatyzowany. Nie trzeba się również martwić o nabywanie materiałów opałowych, ich składowanie i uzupełnianie. Można je zamontować praktycznie wszędzie – nie potrzeba do tego celu specjalnych pomieszczeń w rodzaju kotłowni. Montaż, szczególnie w przypadku powietrznych pomp ciepła, jest stosunkowo prosty i bezinwazyjny, a sama pompa ciepła zajmuje niewiele miejsca.

Rodzaje pomp ciepła

W zależności od dolnego źródła ciepła, z którego korzysta pompa ciepła, wyróżnić można ich kilka rodzajów: gruntowe pompy ciepła, wodne pompy ciepła oraz powietrzne pompy ciepła (w tym pompy ciepła typu powietrze-woda oraz pompy ciepła typu powietrze-powietrze).

Gruntowe pompy ciepła

Pompy ciepła gruntowe to systemy grzewcze, które wykorzystują energię skumulowaną w gruncie. Charakteryzuje je wysoka wydajność nawet w ekstremalnych temperaturach zewnętrznych. W ich przypadku konieczne jest wykonanie prac ziemnych lub odwiertów w celu montażu wymienników ciepła.

Powietrzne pompy ciepła

Powietrzne pompy ciepła wykorzystują energię cieplną z powietrza atmosferycznego. Są to obecnie najczęściej montowane systemy ze względu na niskie koszty inwestycji i niewielką inwazyjność montażu. Dodatkowo pompy ciepła powietrzne, dzięki postępowi technologicznemu, są obecnie niemal równie wydajne, jak gruntowe pompy ciepła.

Wśród powietrznych pomp ciepła wyróżnia się:

• powietrzna pompa ciepła typu powietrze-powietrze – pobiera ona ciepła z zewnątrz i transportuje wprost do powietrza w budynku;
• powietrzna pompa ciepła powietrze-woda – transportuje ciepło z otoczenia do instalacji grzewczej lub do zbiorników z gorącą wodą.

Wodne pompy ciepła

Wodne pompy ciepła korzystają z wody jako dolnego źródła ciepła. Jest to bardzo wydajny, jednak rzadko stosowany system, co jest efektem wysokich kosztów inwestycji i niewielkiej dostępności odpowiedniej jakości wód.

Ogrzewanie pompą ciepła – dlaczego warto?

Nie da się nie zauważyć, jakie są zalety pomp ciepła. Zaliczyć do nich można przede wszystkim:

• Niskie koszty eksploatacji, które przekładają się na oszczędności pozostające w budżetach inwestorów;
• Niezależność od podwyżek cen paliw opałowych oraz od ich dostaw;
• Wielofunkcyjność – pompa ciepła może służyć do ogrzewania budynku, chłodzenia pomieszczeń, jak i przygotowania ciepłej wody użytkowej;
• Wygoda użytkowania – ogrzewanie domu pompą ciepła zapewnia komfort jej użytkownikom – nie trzeba składować materiałów grzewczych, ani ich uzupełniać. Jest to system bezobsługowy i w pełni zautomatyzowany;
• Bezpieczeństwo – w przeciwieństwie do innych systemów grzewczych pompa ciepła zapewnia pełne bezpieczeństwo. Nie stwarza ryzyka wybuchu, pożaru czy zaczadzenia;
• Czystość – pompa ciepła jest urządzeniem, którego nie trzeba czyścić z popiołu,
• Prosty i bezinwazyjny montaż – pompę ciepła można zamontować niemal wszędzie ze względu na jej niewielkie rozmiary;
• Współpraca z innymi systemami grzewczymi oraz instalacjami takimi jak fotowoltaika,
• Energooszczędność – pompy ciepła zaliczane są do najbardziej energooszczędnych systemów grzewczych;
• Niezawodność– regularnie serwisowana pompa ciepła może działać wydajnie przez bardzo długi okres czasu – nawet 50 lat;
• Ekologia – pompa ciepła jest ekologicznym systemem, który opiera swoje działanie na odnawialnych i naturalnych źródłach, a jej praca nie przyczynia się do powstawania spalin, w tym dwutlenku węgla;
• Szybki zwrot z inwestycji – już w przeciągu 5-7 lat;
• Możliwość uzyskania dofinansowania – programy takie jak np. Czyste Powietrze, a także możliwość skorzystania z ulgi podatkowej na pompę ciepła, znacząco obniżają koszty inwestycji.