Pompa ciepła jest urządzeniem chłodniczym, jednak w większości jest wykorzystywana do ogrzewania pomieszczeń i ciepłej wody użytkowej. Jest to jedno z niewielu urządzeń grzewczych, które oddają więcej energii niż jej pobierają, oczywiście zgodnie z prawami fizyki.
Dostępne jest również ogrzewanie elektryczne – od zwykłych grzejników, „farelek” aż po nowoczesne kotły indukcyjne czy promienniki podczerwieni. Jednak każde tego typu źródło odda do budynku 100% energii cieplnej którą pobrało jako energię elektryczną. Tutaj nie da się oszukać fizyki. Oczywiście są sposoby na obniżenie poboru energii kosztem np. zmniejszenia temperatury ale pobierając 1kW energii elektrycznej oddadzą 1kW energii cieplnej.
Pompa ciepła jest jedynym urządzeniem, które potrafi oddać nawet pięciokrotnie więcej ciepła niż pobierze energii elektrycznej. Czyli przy sprzyjających warunkach może mieć sprawność nawet 500% natomiast średnio większość pomp ciepła ma sprawność całoroczną rzędu 300%. Jak to możliwe?
Zasada działania pompy ciepła jest taka sama jak lodówki lub zamrażarki. Urządzenie „przepompowuje” ciepło z jednego miejsca w drugie. Wewnątrz zamrażarki panuje temperatura -20ºC a mimo to z tyłu wytwarza się dużo ciepła.
Urządzenia chłodnicze (jak również klimatyzatory i pompy ciepła) napełnione są specjalnym gazem (czynnikiem chłodniczym), który na skutek zmian ciśnienia potrafi transportować ciepło. Czyli pobiera ciepło z otoczenia (schładza je) i oddaje ciepło do pomieszczenia (ogrzewa je).
Ale jak można odebrać ciepło z otoczenia gdy na dworze jest np. -10oC? Wystarczy schłodzić to zimne powietrze do niższej temperatury, np. -15oC, albo jeszcze niższej. A że na dworze jest dużo powietrza oznacza to, że można tej energii pobrać nieograniczone ilości. Energię tą dostarcza Słońce. OK, zabraliśmy kilka stopni na zewnątrz, teraz można użyć tą energię aby podgrzać o kilka stopni wodę w grzejnikach, podłogówkę czy po prostu powietrze.
Oczywiście aby to wszystko mogło nastąpić trzeba wprawić gaz (czynnik chłodniczy) w ruch, czyli sprężyć go za pomocą elektrycznej sprężarki, a do tego trzeba zużyć trochę energii elektrycznej, dużo mniej niż uzyskamy ciepła. Fajna sprawa, jednak są pewne ograniczenia…
Działanie pompy ciepła jest inne niż kotła gazowego czy węglowego – tam płomień ma temperaturę ponad 1000oC więc dla kotła nie ma znaczenia czy ustawimy temperaturę grzejnika na 35oC czy na 80oC., to ciągle dużo zimniej niż temperatura płomienia. I nie ważne czy na zewnątrz jest +10oC czy -25oC. Natomiast pompa ciepła zużywa tym więcej energii im wyższa jest różnica temperatur. Czyli jeżeli grzejnik ma 40oC a na zewnątrz jest -10oC to ta różnica wyniesie 50oC, czyli podniesienie temperatury grzejnika o każdy stopień jak również spadek temperatury na zewnątrz powoduje, że pompa ciepła bardziej się męczy, czyli zużywa więcej prądu.
Są też limity – producent każdego urządzenia podaje tabele doboru na podstawie których można ustalić czy urządzenie nadaje się do danych warunków w których będzie pracować. Na przegranej pozycji są domy nieocieplone, które wymagają wysokich temperatur. Natomiast dobrze sprawdzi się pompa ciepła w budynku, który ma ogrzewanie niskotemperaturowe, to jest w praktyce nie więcej niż 45oC na zasilaniu (czyli ta wartość, którą ustawiamy na sterowniku pieca aby w domu było ciepło). Są pompy ciepła, które dają wyższe temperatury ale jest to obciążone większym zużyciem energii.
Oczywiście najlepiej pompa ciepła sprawdzi się przy ogrzewaniu podłogowym (lub innym ale niskotemperaturowym). W praktyce można bez problemu ogrzać ocieplony budynek za pomocą pompy ciepła wykorzystując grzejniki.
Często zadawane pytania
Poniżej znajdziesz odpowiedzi na pytania, najczęściej zadawane przez klientów, którzy zastanawiają się nad wyborem pompy ciepła jako źródła ogrzewania.
Dobierając źródło ciepła na paliwa stałe (węgiel, drewno) lub gaz, zwykle mocno się je przewymiarowuje. Najważniejsze, żeby w domu nie było zmino. Z pompą ciepła jest trochę trudniej, bo znaczne zwiększenie mocy powoduje duży wzrost ceny urządzenia a zbyt duża moc w cieplejsze dni spowoduje złą pracę urządzenia i szybsze jego zużycie. Natomiast zamontowanie zbyt słabej pompy spowoduje niedogrzanie domu i częste włączanie grzałek wspomagających – co oznacza wysokie rachunki i niezadowolenie klienta. Dlatego konieczne jest dobranie pompy z uwzględnieniem wielu czynników – izolacji budynku, oczekiwanej temperatury wnętrza, ilości domowników i zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową.
W budynkach nowo wybudowanych i kilkuletnich doboru dokonuje się na podstawie projektu budowlanego, w którym architekt wylicza zapotrzebowanie budynku na ciepło. Pomocne jest np. świadectwo energetyczne. Oczywiście wymagana jest weryfikacja, czy podczas budowy zastosowane zostały odpowiednie materiały i czy nie było zmian lub błędów względem projektu.
Dla budynków starszych najlepiej wykonać audyt energetyczny – projektant dokonuje oględzin i pomiarów budynku i na tej podstawie za pomocą odpowiedniego oprogramowania wylicza jakie jest zapotrzebowanie energetyczne.
Możliwe jest również wyliczenie tzw. metodą zużyciową, gdzie na podstawie dotychczasowego zużycia paliwa (np. gazu lub węgla) wyliczamy szacunkowe zapotrzebowanie na ciepło. Jednak taka metoda wymaga podania rzetelnych danych bez zaniżania zużycia, uwzględniając np. dogrzewanie kominkiem.
Teoretycznie tak, ale wynik może być obarczony dużym błędem. Dlatego zwykle nie dobieramy w ten sposób pomp ciepła. Uwzględniamy wiele czynników jak stan izolacji, ilość okien czy kubatura.
Oczywiście że wzrosną ale jednocześnie spadną za węgiel, gaz lub inne paliwa. Jeżeli pompa ciepła jest prawidłowo dobrana to koszty ogrzewania spadną.
Nie, pompa ciepła doskonale „radzi sobie” z grzejnikami, pod warunkiem, że temperatura wody grzewczej nie przekracza 45-55oC w zależności od urządzenia. Jednak im niższa temperatura wody tym większe oszczędności.
Większość powietrznych pomp ciepła posiada wbudowane grzałki elektryczne jako dodatkowe źródło ciepła z 2 powodów: jako awaryjne źródło w przypadku usterki oraz jako wspomagające źródło w określonych warunkach. Można dobrać pompę tak, aby nigdy nie musiała korzystać z grzałek ale będzie ona dużo droższa, więc dobiera się urządzenie w ten sposób, że ok. 3% czasu pracy mogą włączać się grzałki, szczególnie w bardzo niskich temperaturach zewnętrznych. W praktyce najczęściej w naszej strefie klimatycznej temperaturą doboru jest ok. -7oC, poniżej tej temperatury dopuszcza się wspomaganie grzałką. Takich dni jest kilka w roku i roczne zużycie energii jest nieznacznie większe. Rekompensują to dni jesienią i wiosną gdy na zewnątrz są dodatnie temperatury i pompa ciepła zużywa bardzo mało prądu. Dodatkowo grzałki włączają się czasem jako wspomagające do podgrzewania ciepłej wody użytkowej.
Tak, ma sens. Oczywiście posiadając własną elektrownię możemy znacząco obniżyć rachunki a nawet nie płacić nic za ogrzewanie, co nie oznacza że bez fotowoltaiki nasze rachunki będą szczególnie wysokie. Na dzień dzisiejszy (początek roku 2023) koszty użytkowania pompy ciepła są porównywalne lub niższe od ogrzewania gazem ziemnym, zależnie od sprawności, czyli przy ogrzewaniu podłogowym mogą być niższe.
Dzisiejsze konstrukcje posiadające sprężarki inwertrowe są bardzo trwałe. Wielu producentów udziela 5 lat gwarancji, ale szacowany czas życia dobrze dobranego urządzenia w którym są robione regularne przeglądy sięga nawet 15 i więcej lat.
Tak, to jest bardzo dobre rozwiązanie wraz z np. kotłem gazowym lub na ekogroszek. Można wtedy dobrać urządzenie tańsze, mniejszej mocy i w zależności od pogody ogrzewać pompą ciepła lub innym źródłem. W praktyce od wiosny do jesieni może wtedy pracować tylko pompa ciepła co daje duże oszczędności w dni z dodatnią temperaturą i bardzo tanią ciepłą wodę latem. Idealne rozwiązanie gdy mamy fotowoltaikę.
Jak każde źródło ciepła centralnego ogrzewania koszty inwestycji są znaczące. Natomiast tanim sposobem na pompę ciepła jest klimatyzator z funkcją ogrzewania – ma mniejszą funkcjonalność, bo ogrzewa się tylko niektóre pomieszczenia ale koszty inwestycji są stosunkowo niskie a można również uzyskać oszczędności. Nie zaleca się jednak stosować klimatyzatora jako jedynego źródła ciepła w budynku.
Większość urządzeń typu powietrze-woda (czyli do centralnego ogrzewania) ma również funkcję chłodzenia, jednak aby z niej skorzystać trzeba mieć zamontowane specjalne grzejniki z wentylatorem (klimakonwektory). Jest to rozwiązanie dosyć drogie ale skuteczne. Posiadając ogrzewanie podłogowe można schładzać podłogę, jednak zimna podłoga nie zapewni dobrego rozprowadzenia chłodu. W ofercie niektórych producentów są rozwiązania, ktre są połączeniem klasycznej klimatyzacji z pompą ciepła do centralnego ogrzewania – agregat pompy ciepła współpracuje dodatkowo z kilkoma klimatyzatorami w pomieszczeniach.
Dzisiejsze urządzenia są projektowane z myślą o zapewnieniu komfortu dla otoczenia. Oczywiście generują pewien hałas (wentylator, sprężarka) ale zwykle z odległości kilku metrów dźwięk ma tak niskie natężenie, że zlewa się z otoczeniem. Dodatkowo wiele urządzeń może pracować w trybie cichym (kosztem wydajności) więc można włączyć w określonych godzinach np. nocnych pracę w trybie obniżonego hałasu. Wtedy urządzenie jest naprawdę ciche.
Zewnętrzna jednostka powietrznej pompy ciepła ma duży wymiennik ciepła, który przypomina chłodnicę samochodu. To tutaj następuje odebranie ciepła z powietrza zewnętrznego poprzez schłodzenie go. A jak wiadomo na zimnych powierzchniach skrapla się wilgoć z powietrza. Niekiedy tej wody jest całkiem dużo, dlatego należy zapewnić miejsce, gdzie ta woda będzie mogła być usuwana – np. kanalizację lub drenaż. Czasem wystarczy wysypać pod agregatem pewną ilość żwiru.
Jest to funkcja usuwania lodu (szronu) który gromadzi się na wymienniku agregatu przy niskich temperaturach. Podczas pracy wymiennik ma zawsze niższą temperaturę od powietrza na zewnątrz. Przy temperaturach powietrza rzędu 4°C lub niższych temperatura wymiennika spada poniżej zera więc wilgoć z powietrza zaczyna zamarzać. Jest to zjawisko niekorzystne, bo osadzony lód nie pozwala na swobodny przepływ powietrza i sprawność pompy spada. Tak więc co jakiś czas (zależnie do wilgotności i pobieranej mocy) włącza się funkcja odszraniania (z angielskiego defrost) polegająca na odwróceniu obiegu grzewczego, chwilowym zabraniu ciepła z budynku i ogrzaniu wymiennika aby stopić lód. Trwa to zwykle kilka minut i efektem jest nagły mocny wypływ wody z agregatu, pojawić się mogą również obłoki pary co czasem wywołuje zaniepokojenie (pali się?) Co ciekawe w niższych temperaturach zewnętrznych (poniżej -3°C) do oszronienia wymiennika dochodzi rzadziej bo przy ujemnych temperaturach powietrze jest często bardziej suche.
Najprostszy układ hydrauliczny to pompa ciepła z wbudowanym zasobnikiem ciepłej wody użytkowej (tzw. all in one). W przypadku budynku z ogrzewaniem podłogowym bez regulacji strefowej możliwy jest montaż bez żadnych dodatkowych urządzeń. Często montuje się pompę ciepła bez wbudowanego zasobnika (urządzenie jest wtedy tańsze), do tego zewnętrzny zasobnik ciepłej wody użytkowej (bojler) i zawór przełączający między centralnym ogrzewaniem a podgrzewaniem ciepłej wody. Bardzo często dla zapewnienia poprawnej pracy pompy ciepła stosuje się dodatkowo mały zbiornik buforowy – zbiornik wody grzewczej o pojemności 50-200l, jego pojemność dobiera się w zależności od mocy pompy ciepła. Montuje się również dodatkowe pompy obiegowe w zależności od złożoności układu hydraulicznego w budynku.
Pompy ciepła wymagają zbiorników ciepłej wody z bardzo dużą wężownicą, jakich nie stosuje się przy kotłach gazowych czy węglowych. Oznacza to, że większość używanych zasobników nie nada się do pompy ciepła. Zresztą taki zbiornik, który był wcześniej używany przy kotle węglowym po kilku latach jest mocno zakamieniony i często skorodowany wewnątrz. Tak więc w większości przypadków trzeba zastosować nowy zasobnik.
Kontakt
-
41-200 Sosnowiec
ul.Towarowa 15/2 - (+48) 574 983 000
- info@kampro.eu
odwiedź nas
- yourfbusername
- @twitterhandle
- plusprofilename
Dane firmy
Pracownia Projektowa KAMPRO
ul.Towarowa 15/2
41-200 Sosnowiec
NIP: 644-227-70-32
Dane firmy
Instal-Kampro
ul.Towarowa 15/2
41-200 Sosnowiec
NIP: 644-284-30-46