Na jakiej zasadzie działają pompy ciepła?

Dodano:
22/11/2021
Czytaj dalej
Profit


Nawet 25% więcej zysku z własnej mikroinstalacji

Technologia


Gwarancja 25 lat wydajności

Opieka


Profesjonalna i kompleksowa obsługa

Finansowanie


Najlepsze finansowania dostępne na rynku

„Bohaterką” tego tekstu jest pompa ciepła. Ile kosztuje, jak działa, czy jakiej mocy powinna być – tego dowiesz się z poszczególnych fragmentów. Poznaj odnawialne źródło energii, które staje się podstawowym wyposażeniem ekologicznych i niskoenergetycznych domów!

Co to jest pompa ciepła?

Zanim wyjaśnimy, na jakiej zasadzie działają pompy ciepła, należy wskazać, co to jest. Otóż pompa ciepła jest urządzeniem służącym do pobierania energii cieplnej z otoczenia obiektu, w którym jest zainstalowania. Źródłem energii może być powietrze, woda lub grunt, a więc zasoby naturalne, dlatego to rozwiązanie technologiczne jest zaliczane do odnawialnych źródeł energii – OZE.

Pompa pobiera ciepło ze wspomnianych wcześniej źródeł, a następnie – dzięki zasilaniu energią elektryczną – ogrzewa budynek i jego wodę użytkową. Może też pomóc w chłodzeniu obiektu w trakcie upałów. Pod pojęciem pompy ciepła rozumie się potocznie zarówno samo urządzenie do pobierania i przetwarzania energii, jak i źródło górne, czyli, najprościej mówiąc, połączoną instalację grzewczą. Najczęściej spotykanym rozwiązaniem są ogrzewania płaszczyznowe, np. podłogowe.

Omawiane w tym artykule urządzenie stanowi współcześnie podstawę wyposażenia pasywnych, nisko- lub zeroenergetycznych domów, wybudowanych z myślą o ekologicznej eksploatacji. Co ciekawe, powstanie i upowszechnienie pomp ciepła jest zasługą badań prowadzonych już od pierwszej połowy XIX wieku.

Jak działa pompa ciepła?

Omówmy pokrótce podstawowe zasady działania pompy ciepła. Najłatwiej wytłumaczyć to na przykładzie lodówki, której praca polega na usuwaniu ciepła z wnętrza i przekazywaniu go na zewnątrz urządzenia. Pompa ciepła działa... dokładnie odwrotnie, tj. usuwa ciepło z przestrzeni zewnętrznej, wprowadzając je do budynku. Jest to możliwe dzięki zasadzie fizycznej znanej powszechnie jako efekt Joulea-Thomsona.

Różne rodzaje pomp wynikają z wykorzystania odmiennych źródeł ciepła. Jeśli jest nim powietrze, urządzenie zasysa je przez wentylator, a więc ciepło jest przenoszone z otoczenia domu bezpośrednio. Jeśli źródłem jest grunt lub woda gruntowa, ciepło jest absorbowane przez ciecz w rurach dolnego źródła. To roztwór glikolu, który nie zamarza. Ponieważ ciecz znajduje się w obiegu, dostarcza pobrane ciepło do właściwej pompy.

Pompa ciepła też dysponuje własnym obiegiem z gazowym czynnikiem chłodniczym. Energia pobrana z otoczenia jest przekazywana do czynnika chłodniczego w elemencie systemu zwanym parownikiem. Tym samym następuje odparowanie czynnika chłodniczego, a para trafia do sprężarki i podgrzewa czynnik. W elemencie zwanym skraplaczem następuje skroplenie gorącego czynnika chłodniczego pod ciśnieniem. W tym momencie jest oddane ciepło. Skroplony czynnik jest transportowany do zaworu rozprężnego, gdzie – zgodnie z nazwą – zmienia się ciśnienie na mniejsze. Czynnik staje się znów ciekły.

Pompa stałaby się całkowicie zbędna, gdyby budynek był pozbawiony instalacji grzewczej oraz zasobników do magazynowania ciepła. Instalacja połączona z pompą przejmuje ciepło ze skraplacza i wykorzystuje je, przekazując do zbiornika wody grzewczej lub ciepłej wody użytkowej. Warto podkreślić, że najefektywniej sprawdza się do ogrzewania płaszczyznowego – a więc sufitowego, ściennego lub podłogowego. To ostatnie cieszy się bardzo dużą popularnością także ze względu na praktyczny charakter wynikający z braku konieczności montowania grzejników.

Rodzaje pomp ciepła

Jak już wspomnieliśmy, pompy dzieli się przede wszystkim na pobierające ciepło z gruntu, powietrza lub wody.

Jak działa pompa ciepła gruntowa?

Taka pompa pobiera ciepło z gruntu, a więc wykorzystuje energię geotermalną. Jest to na tyle wydajny proces, że urządzeniem można ogrzewać budynek, nie korzystając z dodatkowych źródeł, np. pieca gazowego.

Jak działa pompa ciepła powietrzna?

Pompa zasysa powietrze z otoczenia budynku i wykorzystuje tę energię. Dzieli się je na powietrzno-powietrzne, które działają w pewnym sensie jak klimatyzator do dogrzewania wnętrz oraz powietrze-woda. W tym drugim urządzeniu ciepło z powietrza ogrzewa czynnik w wewnętrznym obiegu.

Ile prądu zużywa pompa ciepła?

Ile prądu pobiera pompa ciepła? Zależy to m.in. od jej mocy. To jednak niejedyny parametr, który ma istotne znaczenie. Obok danych na temat poboru prądu należy sprawdzić też współczynniki COP, SCOP oraz SPF.

  • COP – Coefficient Of Performance.
  • SCOP – Seasonal Coefficient Of Performance
  • SPF – Seasonal Performance Factor

Współczynnik COP wskazuje na efektywność urządzenia i określa relację między ilością energii przekazanej do instalacji grzewczej a ilością energii, która została pobrana z sieci. Im wyższy COP, tym wydajniejsze, a zatem lepsze jest nasze urządzenie. Pamiętaj, aby porównywać sprzęt również pod tym kątem. To, ile kosztuje pompa ciepła, ma spore znaczenie, ale skoro decydujesz się na inwestycję zorientowaną na całe lata użytkowania, kieruj się takimi parametrami jak właśnie efektywność. Należy przy tym mieć na uwadze, że współczynnik COP jest ustalany w warunkach testowych, które mogą odbiegać od rzeczywistych. Współczynnik SCOP jest analogicznym współczynnikiem, ale sezonowym, ponieważ dotyczy szacowanej efektywności w sezonie grzewczym, a to czyni go bardziej praktycznym z perspektywy użytkownika.

Współczynnik SPF jest tak naprawdę współczynnikiem SCOP, ale... ustalonym na podstawie rzeczywistych danych dla Twojego budynku i urządzenia. Przy jego obliczaniu bierze się pod uwagę temperatury na zewnątrz obiektu oraz zmienne zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową i ciepło. Jest przydatny głównie po to, aby sprawdzić efektywność gotowych realizacji i wyciągać wnioski na przyszłość.

Jakiej mocy pompa ciepła?

Wybór mocy pompy wynika wprost z Twojego zapotrzebowania na ciepło. Przed rozpoczęciem inwestycji należy wykonać profesjonalny audyt oraz dokładne obliczenia pozwalające idealnie dobrać moc i inne parametry urządzenia do budynku, któremu ma zapewnić wydajne działanie oraz oszczędności.

Należy też podkreślić, że przy pompach ciepła wskazuje się moce:

  • grzewczą,
  • elektryczną,
  • chłodniczą.

Moc grzewcza, czyli Pg, odzwierciedla energię, która jest dostarczana do systemu grzewczego przez sprężarkę. Jej optymalną wielkość oblicza się, mnożąc powierzchnię obiektu przez zapotrzebowanie na moc.

Moc elektryczna, czyli Pe, oznacza zapotrzebowanie energetyczne urządzenia. Do działania pompa potrzebuje zwykle ok. 25% prądu, a pozostałe 3/4 zapotrzebowania zaspokaja dolne źródło ciepła.

Moc chłodnicza, czyli Pch, wskazuje, z jaką maksymalną mocą sprężarka może pobierać ciepło, np. z gruntu.

Odpowiednią moc urządzenia można zatem ustalić na podstawie indywidualnego zapotrzebowania. Służą do tego chociażby specjalne kalkulatory mocy pomp ciepła, aczkolwiek ostatecznie najbardziej liczą się profesjonalne kalkulacje firm odpowiedzialnych za projekt, montaż i wdrożenie systemu w Twoim budynku.

Czy pompa ciepła się opłaca?

Pompa ciepła opłaca się z prostego względu – pozwala wydajnie wykorzystać naturalne zasoby w pobliżu domu. Jeśli urządzenie ma odpowiednią moc, efektywność i zostało dopasowane np. do ogrzewania podłogowego, jesteś w stanie zrezygnować z tradycyjnych źródeł ciepła i ciepłej wody użytkowej. Ponieważ to urządzenie pobierające prąd, dobrym rozwiązaniem jest też inwestycja w instalację fotowoltaiczną, aby zmimalizować rachunki za prąd.

Ile kosztuje pompa ciepła?

Koszt pompy ciepła jest bardzo indywidualny i zależy m.in. od:

  • renomy producenta,
  • mocy,
  • zapotrzebowania na energię w konkretnym budynku,
  • dodatkowego wyposażenia i prac montażowych.

Tempo zwrotu inwestycji jest też wprost uzależnione od aktualnych i prognozowanych cen za energię elektryczną. Pompa ciepła i panele fotowoltaiczne należą do OZE, dlatego na ich zakup i montaż stosunkowo łatwo pozyskać dotację, np. ze środków ministerialnych lub samorządowych. Oprócz tego na rynku bankowym są oferowane liczne pożyczki i kredyty na wszystkie rodzaje pompy ciepła.

Jaka pompa ciepła najlepsza?

Najlepsza pompa ciepła jest dopasowana do Twoich potrzeb i możliwości. Dlatego jej wybór warto konsultować z profesjonalną firmą działającą kompleksowo.

Podsumowanie

Wiesz już, jak działa pompa ciepła czy jak sprawdzić ile prądu zużywa, więc prawdopodobnie nie trzeba Cię przekonywać, że jest ona dobrym sposobem na znalezienie oszczędności w ekologiczny sposób. Zaplanuj inwestycję przy okazji budowy lub remontu, termomodernizacji domu!