Dlaczego pompa ciepła

Dlaczego pompa ciepła

W naszych ankietach 40% rozpoczynających budowę domu rozważa zastosowanie pompy ciepła. Co dziesiąty z nich podejmuje ostatecznie decyzję na tak. A jest się nad czym zastanowić.

Czym jest pompa ciepła?

To urządzenie działające identycznie jak lodówka, tyle że cel działania pompy ciepła jest odwrotny. W lodówce ciepło odbierane jest z produktów w niej umieszczonych (zimnych) i oddawane do ciepłego pomieszczenia, czyli następuje transport (pompowanie) ciepła „pod górkę”, tj. od ciała zimniejszego do cieplejszego. Celem działania lodówki jest schłodzenie produktów w niej umieszczonych. Gdybyśmy zamiast produktów żywnościowych do wnętrza lodówki wprowadzili obieg cieczy (wody, glikolu) i celem działania tej lodówki byłoby ogrzewanie pomieszczenia ciepłem pobieranym z tego obiegu cieczy, to taka lodówka będzie pełnić funkcję pompy ciepła.

 

Oczywiście, ciecz schładzaną w lodówce trzeba systematycznie ogrzewać. Jeśli przepuścimy obieg tej cieczy przez grunt, to będzie się ona ogrzewała od gruntu i schładzała w pompie ciepła, czyli nastąpi transport (pompowanie) ciepła z gruntu do pomieszczenia. Ten transport ciepła „pod górkę” wykonuje agregat sprężarkowy stanowiący serce pompy ciepła.

 

Uogólniając ten poglądowy opis działania pompy ciepła mówimy, że ciepło odebrane ze źródła dolnego (grunt, woda, powietrze) jest oddawane do źródła górnego, tj. do instalacji grzewczej w pomieszczeniach, przy czym dolne źródło ma temperaturę niższą (np. woda gruntowa ma temperaturę 10°C) niż wynosi temperatura górnego źródła (np. temperatura wody w instalacji podłogowej – ok. 30°C).

 

Zużywając 1 kWh energii elektrycznej pompa ciepła „przepompowuje” z dolnego źródła do pomieszczeń 2–4 kWh, a więc efektywnie dostarcza 3–5 kWh ciepła (jest to suma energii elektrycznej zasilającej sprężarkę i energii cieplnej pompowanej ze źródła dolnego). Można więc przyjąć, że ¾ ciepła ogrzewającego dom pochodzi z energii słonecznej (skumulowanej w ziemi, wodzie lub powietrzu), a tylko ¼ z elektrowni. Inaczej mówiąc, jeśli ogrzewamy dom prądem, to zastosowanie PC pozwala czterokrotnie obniżyć rachunki za prąd. Przy obecnych cenach oleju i gazu jest to również ogrzewanie ok. 3 razy tańsze niż olejem lub gazem płynnym i ok. 2 razy tańsze niż gazem ziemnym. Jest to obecnie najtańsze ogrzewanie w Polsce, tańsze nawet niż ogrzewanie węglem.

Redakcja BD
fot. Vaillant

Pozostałe artykuły z tego numeru
Podstawy energooszczędności
Energooszczędne budownictwo to z jednej strony potrzeba, bo paliwa wciąż drożeją, a z drugiej także moda. Jednak, jak to z modą bywa, łatwo popaść w przesadę. Nie w każdym domu uzasadniony jest montaż najcieplejszych okien, centrali wentylacyjnej o wyśrubowanej sprawności odzysku ciepła, do tego połączonej z wymiennikiem gruntowym, oraz 30 cm izolacji na ścianach. Ciepło oszczędzać warto, ale to, jakie rozwiązania zastosujemy i na ile obniżymy zużycie energii powinno mieć techniczne i ekonomiczne uzasadnienie.
Podstawy energooszczędności
Podstawy energooszczędności
Energooszczędne budownictwo to z jednej strony potrzeba, bo paliwa wciąż drożeją, a z drugiej także moda. Jednak, jak to z modą bywa, łatwo popaść w przesadę. Nie w każdym domu uzasadniony jest montaż najcieplejszych okien, centrali wentylacyjnej o wyśrubowanej sprawności odzysku ciepła, do tego połączonej z wymiennikiem gruntowym, oraz 30 cm izolacji na ścianach. Ciepło oszczędzać warto, ale to, jakie rozwiązania zastosujemy i na ile obniżymy zużycie energii powinno mieć techniczne i ekonomiczne uzasadnienie.
Podstawy energooszczędności
Pompa ciepła w klimatyzacji
Pompa ciepła ma za zadanie umożliwiać przepływ ciepła – najczęściej wykorzystuje się to by ogrzewać pomieszczenia, jednak może ona służyć również do chłodzenia. Różnica pomiędzy pompą ciepła i klimatyzatorem polega na tym, że klimatyzator pobiera ciepło z wnętrza domu i „wyrzuca” je na zewnątrz, pompa działa zaś odwrotnie – odbiera ciepło z gruntu, wody lub powietrza zewnętrznego i przekazuje je do pomieszczeń. Jednak zasadnicze elementy klimatyzatora i pompy ciepła są takie same.
Pompa ciepła w klimatyzacji
C.w.u. w systemie z pompą ciepła
Przygotowanie 200 litrów ciepłej wody o temperaturze 40°C w instalacji z pompą ciepła o COP = 4 kosztuje ok. 1 zł. Tania eksploatacja, to jednak nie wszystko – podpowiadamy, na co zwrócić uwagę, by instalacja działała dobrze i co różni ją od „klasycznej” z kotłem grzewczym.
C.w.u. w systemie z pompą ciepła
Wybór źródła górnego
Pompa ciepła, inaczej niż kocioł, nie wytwarza ciepła, lecz jedynie przekazuje je z gruntu, wody lub powietrza, czyli tzw. źródła dolnego do instalacji grzewczej wewnątrz domu nazywanej źródłem górnym. Efektywność i koszty pracy pompy w dużej mierze zależą właśnie od tego, jak wykonano instalację po stronie źródła górnego.
Wybór źródła górnego
Wybór źródła dolnego
Ciepło można pobierać z ziemi, wody lub powietrza. Wybór źródła ciepła, czyli tzw. dolnego źródła, ma decydujący wpływ na koszty inwestycji, podstawowe parametry instalacji z pompą ciepła i niezawodność jej działania. To najważniejsza decyzja.
Wybór źródła dolnego
Grzejniki
Najczęściej energooszczędne domy kojarzymy z ogrzewaniem podłogowym. Jednak można w nich z powodzeniem zastosować także grzejniki ścienne. Sprawdzą się bardzo dobrze, jeśli będą właściwie dobrane.
Grzejniki
Kolektory słoneczne
Ilość energii niesionej przez promieniowanie słoneczne znacznie przewyższa potrzeby energetyczne ludzkości. Nic więc dziwnego, że od dawien dawna próbujemy w sposób bezpośredni ją wykorzystać. Gdybyśmy znali ekonomiczny sposób pozyskiwania energii z promieniowania słonecznego w czasie i miejscu, w którym jest obecnie potrzebna nie istniałby problem efektu cieplarnianego, zmian klimatycznych, a tania energia dałaby duży impuls rozwojowi cywilizacyjnemu. Tymczasem mamy rejony świata o nadmiarze ekspozycji słonecznej i potrzebie stosowanie klimatyzacji prawie przez cały rok i rejony, gdzie zimy są długie i mroźne, a dni krótkie i pochmurne. Czy więc w warunkach polskich, w budynkach energooszczędnych celowe jest wykorzystanie energii słonecznej?
Kolektory słoneczne
Okna
Budynek zaprojektowany zgodnie z zasadami budowy domów energooszczędnych, ale wykonany w sposób niedbały, może przysporzyć przyszłemu użytkownikowi więcej problemów niż korzyści. Dlatego jakość zastosowanych materiałów i dbałość o ich poprawny montaż to podstawa sukcesu w energooszczędnym budownictwie. Szczególnie istotne jest to w przypadku okien. Producenci prześcigają się w różnych rozwiązaniach technicznych, pozwalających na osiągnięcie współczynnika przenikania ciepła U całych okien na poziomie poniżej 0,6 W/(m2•K). Parametry nawet najlepszego okna mogą jednak ulec pogorszeniu z powodu źle wykonanego montażu. Brak wiedzy i umiejętności poprawnego osadzania okien jest zwykle przyczyną nieprawidłowego funkcjonowania okna i powstania zawilgoceń.
Okna
Wentylacja
Bez prawidłowo działającej wentylacji nie obędzie się żaden energooszczędny dom, jest ona bowiem instalacją najdroższą w użytkowaniu. Można temu zaradzić – dobry projekt i nowoczesne urządzenia do odzysku ciepła znacząco obniżą koszty podwyższając jednocześnie komfort życia.
Wentylacja
Energooszczędne ściany
Jakie powinny być ściany w energooszczędnym domu? Na pewno muszą skutecznie chronić przed ucieczką ciepła, ale to nie jedyny warunek. Ważne, żebyśmy w pogoni za obniżeniem współczynnika U nie zapomnieli o innych ważnych cechach.
Energooszczędne ściany
Projekt domu energooszczędnego
Dom energooszczędny musi zużywać wyraźnie mniej energii niż standardowy – czyli w praktyce budowany zgodnie z wymaganiami ochrony cieplnej, narzuconymi przez prawo. Można to zrobić na wiele sposobów. Projektant powinien wybrać rozwiązania najbardziej uzasadnione technicznie i ekonomicznie. Jednak zużycie energii to nie wszystko. Jeśli wielkość do - mu i jego układ nie będzie dopasowany do liczby mieszkańców oraz ich sposobu życia, to nigdy nie będziemy z niego zadowoleni. Nawet, jeśli za ogrzewanie zapłacimy niewiele.
Projekt domu energooszczędnego
Eksploatacja i konserwacja systemu z pompą ciepła
Same pompy, a szczególnie ich sprężarki, psują się niezwykle rzadko, pracując nawet przez kilkadziesiąt lat. Awarii czasem ulegają za to pompy obiegowe czy zawory, czyli elementy podlegające normalnemu zużyciu eksploatacyjnemu w każdej instalacji grzewczej. Jednak przyczyną 80–95% kłopotów w instalacjach z pompą ciepła jest wadliwe wykonanie instalacji po stronie źródła dolnego.
Eksploatacja i konserwacja systemu z pompą ciepła
Najnowsze wydanie
Czytaj tak, jak lubisz
W wersji cyfrowej lub papierowej
Moduł czytaj tak jak lubisz