Jak działa powietrzna pompa ciepła?

Print image
Copy link image
time image Artykuł na: 9-16 minut
Jak działa powietrzna pompa ciepła?

Rozmowy Dociekliwego Inwestora z Majstrem Guru. Majster prosto i zrozumiale tłumaczy, a Inwestor zadaje coraz bardziej dociekliwe pytania… Tym razem szuka odpowiedzi czy powietrzna pompa ciepła wystarczy do ogrzewania domu?

Dociekliwy Inwestor:– Czy pompy ogrzewające wodę ciepłem z powietrza się wykorzystuje.

Majster Guru:– Naturalnie.

– To czegoś tu nie rozumiem. Skoro temperatura dolnego źródła jest tak ważna dla sprawności pompy ciepła, jaki sens ma użytkowanie powietrznych pomp ciepła? Przecież zimą powietrze jest zimne!

Powietrze jest źródłem ciepła o bardzo niestabilnej temperaturze, ale ze względu na łatwość jego wykorzystania pompy typu powietrze-woda szybko zyskują na popularności. W tym przypadku wykonanie dolnego źródła sprowadza się właściwie do ustawienia urządzenia przy domu. fot. DAIKIN
Powietrze jest źródłem ciepła o bardzo niestabilnej temperaturze, ale ze względu na łatwość jego wykorzystania pompy typu powietrze-woda szybko zyskują na popularności. W tym przypadku wykonanie dolnego źródła sprowadza się właściwie do ustawienia urządzenia przy domu. DAIKIN

– To fakt, lecz nowoczesne pompy ciepła tego rodzaju mogą pracować efektywnie, co oznacza, że ilość ciepła dostarczanego do instalacji grzewczej jest większa od zużytej energii elektrycznej, przy temperaturze zewnętrznej wynoszącej –15, –20, a nawet –25°C. Co więcej, w temperaturze ok. –10°C, współczynnik COP nowoczesnych modeli wynosi od 2 do 3.

Nie są to więc wartości tak korzystne, jak w przypadku gruntowych czy wodnych pomp ciepła, a nie wolno zapominać, że dla nas jako użytkowników najważniejsza jest ekonomiczna efektywność inwestycji w pompę, a ta jest przecież zupełnie inna, niż sprawność urządzenia wynikająca z parametrów technicznych.

– Rozumiem, że chodzi o mniejsze nakłady inwestycyjne?

– Powiem tak: powietrzne pompy ciepła to zupełnie inna dyscyplina! Pompa powietrzna nie wymaga budowy dolnego źródła ciepła, jej wprowadzenie nie jest więc uwarunkowane posiadaniem odpowiedniej działki czy dostępu do nadających się do wykorzystania wód, nie trzeba też kosztownych robót ziemnych.

Nie ma ryzyka niewłaściwego zwymiarowania dolnego źródła bądź popełnienia błędów wykonawczych. Montaż urządzenia trwa zaledwie 1–2 dni, a całkowite koszty (urządzenie plus robocizna) kształtują się obecnie na poziomie 20–40 tys. zł.

Ale to tylko pierwsza część odpowiedzi na pańskie pytanie. Oprócz efektywności, ogromne znaczenie ma również aspekt trwałości inwestycji. W przypadku powietrznej pompy ciepła, nie występuje zagrożenie rozszczelnieniem ani zamuleniem przewodów dolnego źródła, i nie ma obawy pogorszenia się jego parametrów w czasie na skutek np. obniżenia poziomu wód gruntowych. Odpadają wszelkie problemy związane z regeneracją dolnego źródła, bo powietrza mamy zawsze pod dostatkiem!

– Ale podczas dużych mrozów, powietrzna pompa ciepła przecież nie da rady ogrzać domu?

– To fakt, tylko niech pan powie, tak z ręką na sercu, jak często temperatura spada u nas poniżej, powiedzmy, –10°C? Zeszłej zimy było może 8–10 takich dni, a poprzedniej – nie więcej niż 2 tygodnie. Zresztą, zgoda, nie wszystkie zimy muszą być tak ciepłe. Jednak duże mrozy już od lat nie trwają dłużej niż kilka tygodni. A wtedy powietrzna pompa ciepła pracuje w tandemie z innym źródłem ciepła, włączanym, gdy ogrzewanie pompą staje się nieopłacalne.

W skali całego sezonu grzewczego i tak uzyskuje się oszczędności uzasadniające inwestycję w taką pompę, nawet jeśli uwzględnić, że oprócz niej trzeba zainstalować np. kocioł gazowy. Ja osobiście widzę przed powietrznymi pompami ciepła ogromną przyszłość, zresztą ich sprzedaż w ostatnich kilku latach rośnie bardzo szybko.

– Przeglądając katalogi, zauważyłem, że są też małe pompy powietrzne przeznaczone tylko do podgrzewania wody użytkowej.

Pompa ciepła podgrzewająca jedynie wodę użytkową to urządzenie łatwe w instalacji i konkurencyjne cenowo wobec kolektorów słonecznych.
Pompa ciepła podgrzewająca jedynie wodę użytkową to urządzenie łatwe w instalacji i konkurencyjne cenowo wobec kolektorów słonecznych. fot. IMMERGAS

– Tak, i również są coraz popularniejsze, bo można je kupić już za kilka tysięcy złotych. Taką pompę z wbudowanym zasobnikiem wody wystarczy ustawić w kotłowni zamiast zbiornika c.w.u. i podłączyć do prądu, co jest szczególnie korzystne w domach ogrzewanych kotłem na paliwo stałe, bo rozwiązuje problem podgrzewania wody latem, kiedy kocioł nie pracuje.

Powietrzne pompy do c.w.u. skutecznie konkurują z kolektorami słonecznymi, ponieważ ich cena jest niższa od ceny instalacji solarnej, a montaż o wiele mniej kłopotliwy. Oprócz powietrza atmosferycznego dostępnego na zewnątrz budynku, jako dole źródło ciepła dość często stosuje się powietrze odprowadzane z domu przez system wentylacji wywiewnej. To konkurencyjny wobec rekuperacji sposób spożytkowania energii cieplnej zawartej w tym powietrzu.

– Wróćmy jednak do powietrznych pomp grzewczych. Skoro dolne źródło takiej pompy to powietrze, to na zewnątrz domu trzeba zamontować powietrzny wymiennik ciepła?

– Tak właśnie dzieje się w przypadku pomp określanych mianem split. Składają się one z dwu jednostek – zewnętrznej i wewnętrznej. W tej pierwszej znajdują się wentylator, powietrzny wymiennik ciepła, będący zarazem parownikiem pompy, sprężarka i zawór rozprężny. W drugiej, montowanej w budynku, znajdziemy skraplacz i pompę obiegową c.o. Technika powietrznych pomp ciepła poszła dalej – na rynku są też urządzenia typu monoblok, które w jednej obudowie zawierają wszystkie komponenty: sprężarkę, skraplacz, parownik z wentylatorem, zawór rozprężny i pompę obiegową.

Pompy tego typu montuje się zwykle na zewnątrz domu, z którym łączy je tylko przewód zasilający oraz dwie rury – zasilanie i powrót z instalacji c.o. Możliwe jest też rozwiązanie polegające na tym, że pompa znajduje się w budynku, a powietrze jest zasysane, a następnie wyrzucane odpowiednimi przewodami na zewnątrz, lecz znajduje ono zastosowanie głównie w przypadku pomp małej mocy, najczęściej wspomnianych już pomp do przygotowania c.w.u.

Powietrzna pompa ciepła a program "Czyste powietrze" - ARGUMENTY
Zamiast kotła węglowego - powietrzna pompa ciepła!
5 pytań o powietrzną pompę ciepła

- Czyli zwykle pompa typy monoblok stoi po prostu przy domu? To chyba ogromnie ułatwia instalację?

- Naturalnie. Pompy monoblok są rzeczywiście bardzo łatwe w instalacji, ale nie tylko dlatego, że wystarczy postawić je w ogródku. Najważniejsze jest to, że napełniane są czynnikiem chłodniczym już w fabryce. Instalator nie musi więc posiadać tzw. świadectwa kwalifi kacji w zakresie substancji kontrolowanych, potocznie zwanego uprawnieniami chłodniczymi. Więcej - na dobrą sprawę w ogóle nie musi się znać na urządzeniach chłodniczych! Jego zadanie sprowadza się do posadowienia pompy na zewnątrz budynku i przeprowadzenia rur do instalacji c.o. Inna zaleta pomp monoblokowych to bezproblemowe odmrażanie parownika. Jeżeli podczas chłodów dojdzie do jego oblodzenia, zawór 4-drogowy w module chłodniczym kieruje gorący czynnik roboczy bezpośrednio ze sprężarki do parownika, co sprawia, że odmrażanie trwa bardzo krótko i skutkuje niewielkimi tylko stratami energii.

- Ale jest też druga strona medalu?

- Nie inaczej! Mamy tu pewien problem, którego zresztą nie dostrzega większość producentów pomp typu monoblok, choć w polskim klimacie stanowi on realne zagrożenie. Chodzi o konieczność zabezpieczenia przewodów wodnych przenoszących ciepło do budynku przed zamarznięciem w sytuacji, gdy podczas mrozów dojdzie do zatrzymania pracy pompy, wynikającego na przykład z przerwy w dopływie energii elektrycznej. Najczęściej wybieranym przez naszych instalatorów rozwiązaniem jest napełnianie obiegu pompy roztworem glikolu i montaż dodatkowego wymiennika ciepła między pompą a instalacją c.o.

- Pompy split na pewno mają jakieś wady?

- Ponieważ dostarczane są w postaci dwu oddzielnych jednostek, to obieg chłodniczy, po montażu obu elementów i przygotowaniu połączeń rurowych, musi zostać napełniony czynnikiem chłodniczym na miejscu instalacji, co wymaga znacznie większych kwalifi kacji od wykonawcy. Za to pompy split łatwiej transportować, i nie ma zagrożenia zamarznięcia przewodów łączących obie jednostki, bo krąży w nich przecież czynnik chłodniczy. Dodatkowo nieco mniejsze są zazwyczaj straty ciepła na drodze ze skraplacza do instalacji c.o., gdyż znajduje się on w budynku.

- Wróćmy jednak do moich wątpliwości dotyczących funkcjonalności pompy powietrznej. Jak rozumiem, nie może być ona jedynym urządzeniem grzewczym w domu, bo nie da sobie rady podczas mrozów?

- Może, ale zasadniczo nie jest to rozwiązanie najkorzystniejsze, i to nawet pomijając fakt, że uzależnianie się od jednego urządzenia grzewczego jest w naszym klimacie ryzykowne. Ważniejsze jest co innego. Otóż zdecydowana większość producentów pomp ciepła, i to nie tylko powietrznych, zaleca, by przy doborze urządzenia dla domu jednorodzinnego przyjąć moc pompy na poziomie ok. 80% maksymalnego zapotrzebowania na ciepło, czyli mocy wymaganej podczas największych mrozów. Dlaczego? Przyjmowanie wyższego współczynnika jest niecelowe, bowiem instalacja o większej mocy jest droższa, co wydłuża okres zwrotu inwestycji, wyższe są też (bo większa jest sprężarka) koszty eksploatacyjne przez zdecydowaną większość sezonu grzewczego, kiedy to praca na pełnej mocy nie jest konieczna. Bardziej już opłaca się, by przez kilka, kilkanaście dni największych mrozów dom ogrzewała wbudowana w pompę grzałka elektryczna.

Redakcja BD
fot. otwierająca: Wolf - Technika Grzewcza

Dodaj komentarz

time image
time image
Warto wiedzieć dodatkowo:
Zobacz inne artykuły
Jak na odległość kontrolować pompę ciepła?
Jak na odległość kontrolować pompę ciepła?
Zadaj pytanie ekspertowi Masz wątpliwości lub dodatkowe pytania? Napisz do nas!
expert image
Akceptowane formaty plików: 'jpg', 'jpeg', 'gif', 'bmp', 'png'. Dodawanie wielu plików - wciśnij CTRL.
Administrator danych osobowych: AVT-Korporacja sp. z o.o. z siedzibą: ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa. Cel przetwarzania danych: udzielenie odpowiedzi na zadane pytanie. Administrator danych osobowych: AVT-Korporacja sp. z o.o. z siedzibą: ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa. Cel przetwarzania danych: udzielenie odpowiedzi na zadane pytanie. Okres przetwarzania danych: Twoje dane przetwarzane będą do czasu istnienia podstawy do ich przetwarzania – czyli w tym konkretnym przypadku, do czasu udzielenia odpowiedzi. Masz prawo do: dostępu do Twoich danych, ich sprostowania, usunięcia, ograniczenia przetwarzania, wniesienia sprzeciwu wobec przetwarzania Twoich danych lub ich przenoszenia. Możesz: odwołać zgodę na przetwarzanie Twoich danych osobowych, zażądać, by Twoje wszystkie dane zostały usunięte. Podstawy prawne: art. 5, 6, 12, 13 Ogólnego rozporządzenia o ochronie danych osobowych (RODO). Czytaj więcej
Dodano plik do wysłania
Poradnik
Cenisz nasze porady? Możesz otrzymywać najnowsze w każdy czwartek!
Budujemy Dom
9,95 zł tylko teraz!
Teraz za darmo!
Od teraz, dla wszystkich! Wystarczy, że się zalogujesz. A otrzymasz dostęp do wszystkich artykułów z papierowego BudujemyDom! Całkowiecie za darmo!
Dom Energooszczędny Vademecum 2018

Dom Energooszczędny Vademecum

Jak zbudować dom energooszczędny

ABC Budowania 2018

ABC Budowania

To, co koniecznie musisz wiedzieć, żeby Twój pierwszy dom był dla Ciebie, a nie dla wroga

Wnętrza 2019

Wnętrza

Nowoczesne, stylowe, piękne wnętrza - zasady, porady, inspiracje

Czas na Wnętrze kwiecień 2019

Czas na Wnętrze

Od inspiracji do realizacji

Twój Dom Twój Styl 2018

Twój Dom Twój Styl

Poradnik shoppingowy

Budujemy Dom kwiecień 2019

Budujemy Dom

Dla budujących dom i wykonawców

Dom Polski 2019

Dom Polski

Jak zbudować dom tańszy niż mieszkanie

Nowoczesne Instalacje 2019

Nowoczesne Instalacje

Jak zbudować dom energooszczędny