Jak działają pompy ciepła i jaką wybrać?

1. Jak działają pompy ciepła?

W pompie ciepła zachodzi proces parowania, który jest odwrotny do procesu wytwarzania energii elektrycznej w elektrowniach cieplnych. W elektrowniach cieplnych ciepło jest przekształcane w pracę mechaniczną napędzającą generatory elektryczne. W przypadku pompy ciepła praca mechaniczna jest wykorzystywana do podniesienia ciepła do wyższego poziomu, powiedzmy od +10°C do +50°C. Czynnik chłodniczy, który zwykle jest gazem, odparowuje przy niższym ciśnieniu i niskiej temperaturze, gdy pobiera ciepło z otoczenia, natomiast przy wyższym ciśnieniu i wyższej temperaturze skrapla się, a następnie oddaje ciepło do systemu grzewczego. 

Różnica między poborem energii elektrycznej a energią cieplną uzyskaną ze źródła naturalnego nazywana jest współczynnikiem wydajności pompy ciepła (COP). Im wyższy współczynnik, tym wydajniejsza pompa.

Ciepło do ogrzewania i chłodzenia można pobierać z wód gruntowych, gruntów przybudynkowych za pomocą kolektorów gruntowych, geosond, a nawet z powietrza. Sprężarka pompy ciepła spręża i podgrzewa gaz, który oddaje ciepło czynnikowi w układzie – zwykle wodzie lub powietrzu. Ważną informacją o pompie ciepła jest współczynnik wydajności, który przedstawia stosunek między energią wejściową i wyjściową.

2. Działanie pomp ciepła w zależności od źródła ciepła

W zależności od rodzaju energii, która je napędza, pompy ciepła dzielą się na trzy duże grupy: woda-woda, grunt-woda i powietrze-woda, gdzie pierwsze słowo w wyrazie oznacza, skąd pochodzi ciepło, a drugie słowo wskazuje gdzie jest odprowadzane. Różnią się zatem źródłem, z którego pobierane jest ciepło, jednak przekaźnikiem, czyli nośnikiem energii dla wszystkich typów i modeli pomp jest zawsze woda. Jednak, z różnych powodów, nie w każdej lokalizacji jest możliwość wyboru pomiędzy wszystkimi trzema typami urządzeń, dlatego należy najpierw dokonać przeglądu i analizy terenu i ustalić, który wariant byłby najbardziej odpowiedni, a następnie podjąć decyzję.

Oczywiście oprócz uwarunkowań środowiskowych i potrzeb Twojego gospodarstwa domowego istnieje również budżet, którego musisz się trzymać. W każdym razie zalecamy zwrócenie się o pomoc do fachowców, ponieważ sam nie możesz wykonać całej pracy. Wybrany przez Ciebie oferent zrobi plan i projekt, wykona niezbędne roboty ziemne, budowlane i instalacyjne, a później zajmie się konserwacją i serwisem. 

Ogrzewanie za pomocą pompy ciepła wymaga większej inwestycji początkowej, ale jest zdecydowanie najbardziej opłacalne.

2.1. Pompy ciepła woda-woda

Pompa ciepła woda-woda pobiera ciepło z wód podziemnych lub powierzchniowych i przekazuje je do wody w rurach instalacji grzewczej. Współczynnik wydajności tego typu pompy ciepła waha się między 5,2-6,2.

2.2. Pompy ciepła powietrze-woda

Pompa ciepła powietrze-woda pobiera ciepło z otaczającego powietrza i przekazuje je wodzie w instalacji grzewczej. Współczynnik wydajności tego typu pompy ciepła waha się między 3,4-4.

2.3. Pompy ciepła grunt-woda

Pompa ciepła grunt-woda pobiera ciepło z gruntu i przekazuje je wodzie w instalacji grzewczej. Współczynnik wydajności tego typu pomp ciepła mieści się w przedziale 4,4-5.

3. Jak działają pompy ciepła: oszczędności

Pompy ciepła potrzebują energii elektrycznej tylko do początkowej pracy, ale nawet wtedy zużywają trzy do pięciu razy mniej energii niż wszystkie konwencjonalne urządzenia. Dzięki temu początkowemu zużyciu pompy nadal pracują, wytwarzając kilkakrotnie więcej ciepła użytkowego do ogrzewania lub chłodzenia. Jeśli porównać ogrzewanie pompą ciepła do ogrzewania olejem opałowym, to oszczędności wahają się między 2,5-4 razy. Efektywność ta będzie tym wyższa, im niższa jest temperatura wymagana do termoregulacji.

Pompy ciepła nadają się szczególnie do niskotemperaturowego ogrzewania dużych powierzchni, takich jak ogrzewanie ścienne, sufitowe lub najczęściej podłogowe.

4. Efektywność pomp ciepła: którą wybrać?

Jeśli pompa ciepła pracuje z mniejszą mocą niż ta, dla której została optymalnie zaprojektowana, jej wydajność będzie niższa. Dlatego przed zakupem i montażem pompy ciepła należy określić potrzeby energetyczne swojego domu, system grzewczy (np. czy masz grzejniki lub ogrzewanie podłogowe) oraz jakim medium dysponujesz: wodą, ziemią czy powietrzem? Przed podjęciem decyzji skonsultuj się ze specjalistami od systemów pomp ciepła, którzy Ci doradzą i poprowadzą przez cały proces.