Czym są i jak działają pompy ciepła?

149
Czym są i jak działają pompy ciepła?
Czym są i jak działają pompy ciepła?

Pompa ciepła to urządzenie, które w domowej instalacji grzewczej pełni taką samą funkcję, co kocioł węglowy, gazowy czy elektryczny, a więc służy do ogrzewania pomieszczeń oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej przydatnej w codziennych czynnościach. Wykorzystuje jednak także do tego ciepło pobrane z ośrodka o niskiej temperaturze. Na pozór jest to niemożliwe, a jednak…

Działanie pompy ciepła na przykładzie innego urządzenia

Jak można w prosty sposób wytłumaczyć działanie pompy ciepła? Wystarczy zobaczyć, w jaki sposób pracuje jeden ze sprzętów dostępnych w każdym domu, a więc lodówka. Umieszczane są w niej produkty spożywcze, które co do zasady mają już niską temperaturę, ale chcemy je jeszcze bardziej ochłodzić, czyli odebrać od nich ciepło.

Mało osób jest świadomych tego, że to ciepło jest wydzielane poza lodówkę i ogrzewa pomieszczenie, w którym się ona znajduje. Wystarczy tylko dotknąć rurek umieszczonych z tyłu, aby się o tym przekonać. Zatem lodówka odbiera ciepło z chłodnego ośrodka (produktów) i przekazuje je do cieplejszego ośrodka (pomieszczenia).

Pompa ciepła jest urządzeniem, które działa na tej samej zasadzie co lodówka, z tą jednak różnicą, że odbiera ciepło z otoczenia i przekazuje do instalacji grzewczej w domu.

Ośrodek, z którego pompa ciepła pobiera ciepło, nazywa się „dolnym źródłem” (z uwagi na jego niższą temperaturę), natomiast „górne źródło” (czyli to o wyższej temperaturze) to instalacja grzewcza, przekazująca ciepło do poszczególnych pomieszczeń w całym budynku, bez względu na piętro.

Skąd pompa ciepła pobiera ciepło?

Pompa ciepła może wykorzystywać ciepło pobierane ze środowiska z gruntu, wody lub powietrza.

Pompy ciepła gruntowe typu solanka/woda pobierają ciepło z gruntu poprzez specjalne elementy (wymienniki). Ich atutem jest to, że zapewniają one całoroczne ogrzewanie niezależnie od panującej na zewnątrz temperatury.

Przed zakupem takiej pompy warto wiedzieć jednak o tym, że jej zamontowanie bywa kosztowne przy instalacji pionowej, a przy instalacji poziomej – może wymagać dużej powierzchni, przez co nie w każdym przypadku będzie to możliwe.

Czym są i jak działają pompy ciepła?
Aby umożliwić wykorzystanie ciepła ze środowiska, trzeba zasilić pompę ciepła energią elektryczną

Pompy ciepła typu woda/woda pobierają ciepło z wody gruntowej, która ma przeważnie stałą temperaturę, przy czym w takim przypadku wymagana jest dodatkowo woda o odpowiedniej jakości.

Zainstalowanie takiej pompy ciepła generuje takie same koszty, co w przypadku pompy pobierającej ciepło z gruntu. Wynika to z trudnych do wykonania odwiertów, a także nadzorowania jej pracy podczas samej eksploatacji.

Pompy ciepła typu powietrze/woda wykorzystują ciepło zawarte w powietrzu na zewnątrz budynku, pracując nawet przy ujemnych temperaturach. Jest prosta i tania, ponieważ do działania nie potrzebuje dodatkowej instalacji do odbioru ciepła. Nie osiągają one jednak takiej efektywności jak pompy gruntowe czy wodne.

Co niezwykle istotne dla ich eksploatacji – w wyjątkowo zimne dni możliwe jest ich wspomaganie przez dodatkowe źródło ciepła, jak np. grzałka elektryczna lub kocioł grzewczy.

Aby umożliwić wykorzystanie ciepła ze środowiska, trzeba zasilić pompę ciepła energią elektryczną. Z jednej jednostki dostarczonej energii elektrycznej pompa potrafi wyprodukować 3 i więcej jednostek energii cieplnej.

Sprawność pompy ciepła określa współczynnik COP, który wskazuje, ile jednostek ciepła uzyskamy z jednej jednostki energii elektrycznej użytej do jej napędu. Im wyższe COP, tym większa efektywność pompy ciepła.

Co to znaczy? Jeśli COP pomp ciepła wynosi 3, możemy oczekiwać, że pompy ciepła do ogrzewania domu, zużywając 1 kWh prądu, wyprodukują 3 kWh energii cieplnej.

Pompy ciepła – jak osiągnąć niskie koszty ogrzewania?

Chociaż na zakup i instalację pompy ciepła trzeba przeznaczyć większą kwotę pieniędzy w stosunku do tradycyjnych źródeł ciepła, to jednak późniejsza jej eksploatacja jest znacznie tańsza, co w konsekwencji powoduje, że poniesiony jednorazowo wydatek szybko się zwróci.

Na ceny pomp ciepła wpływa ich moc grzewcza. Dlatego przed doborem pompy ciepła warto upewnić się, że w naszym domu mamy do czynienia ze stratami ciepła związanymi chociażby z:

  • niewłaściwą izolacją ścian i dachu,
  • niską jakością drzwi i okien oraz ich uszczelnieniem.

Przed zakupem pompy ciepła warto skontaktować się ze specjalistą. W niektórych przypadkach, zanim osiągnie się korzyści z jej korzystania, trzeba będzie się najpierw zastanowić nad wykonaniem szeregu prac modernizacyjnych, dzięki którym straty ciepła w domu nie będą duże.

Z pomp ciepła korzystają w Polsce tysiące użytkowników, którzy przekonali się już, że są one niezawodne, trwałe, praktycznie nie wymagają obsługi. Ich niskie koszty eksploatacji związane są m.in. z tym, że nie potrzebują one paliwa, więc nie emitują spalin (nie trzeba zatem przy nowobudowanych domach rozpatrywać w ich przypadku budowy komina).

Dobrze zainstalowane pompy ciepła do centralnego ogrzewania bardzo obniżają bieżące koszty każdego gospodarstwa domowego.