Pompa ciepła dla laika
Co to jest pompa ciepła ?
Pompa ciepła to urządzenie, które służy do pobierania ciepła z otoczenia – wody, ziemi lub powietrza i przekształca je w postać, która może być wykorzystana jako źródło ciepła i ciepłej wody w naszych domach. Jest to urządzenie grzewcze, które nie wytwarza ciepła, tak jak robi to np. kocioł gazowy.
Jak działa pompa ciepła?
Pracę pompy ciepła bardzo często porównuje się do działania lodówki. Zadaniem lodówki jest odprowadzanie ciepła z przechowywanych w niej produktów spożywczych na zewnątrz lodówki. Pompa ciepła działa odwrotnie. Odbiera ciepło które jest na zewnątrz, w powietrzu atmosferycznym i transportuje je do wnętrza budynku.
Dlaczego jednak pompa ciepła skutecznie pracuje także zimą, gdy temperatura powietrza spada poniżej zera. Nawet w czasie mrozu, w powietrzu skumulowana jest energia (ciepła w powietrzu nie ma dopiero przy temperaturze określanej zerem bezwzględnym, czyli -273°C).
Dlaczego jednak pompa ciepła skutecznie pracuje także zimą, gdy temperatura powietrza spada poniżej zera. Nawet w czasie mrozu, w powietrzu skumulowana jest energia (ciepła w powietrzu nie ma dopiero przy temperaturze określanej zerem bezwzględnym, czyli -273°C).
Wykorzystywanie ciepła.
Podstawowym elementem pompy ciepła jest obieg, gdzie krąży czynnik chłodniczy w postaci gazu. Gaz ten pobiera energię ( ciepło ) ze środowiska ( powietrza, gruntu, wody ). W ten sposób ogrzany gaz odparowuje ( zamienia się w parę ).
Następnie, para sprężana jest przez sprężarkę. W rezultacie, podnosi się temperatura gazu i staje się on znacznie cieplejszy. Gorący gaz oddaje ciepło do wody krążącej w obiegu c.o. lub cwu i skrapla się. Skroplony gaz ponownie pobiera energię ( ciepło ) ze środowiska i cały obieg powtarzany jest wielokrotnie.
Następnie, para sprężana jest przez sprężarkę. W rezultacie, podnosi się temperatura gazu i staje się on znacznie cieplejszy. Gorący gaz oddaje ciepło do wody krążącej w obiegu c.o. lub cwu i skrapla się. Skroplony gaz ponownie pobiera energię ( ciepło ) ze środowiska i cały obieg powtarzany jest wielokrotnie.
Ogrzewanie.
W ogrzewanym budynku znajdują się zasobniki ( bufory, zbiorniki cwu ), które magazynują ciepło oraz instalacja grzewcza. W instalacji domowej czynnikiem grzewczym jest z reguły woda. Przyjmuje ona ciepło, które czynnik ( gaz ) oddał w trakcie skraplania oraz kieruje go dalej: do instalacji c.o. lub do cwu.
Rodzaje pomp ciepła
Powietrzna pompa ciepła.
Źródłem ciepła tego rodzaju pompy jest powietrze pobierane z zewnątrz. Wśród powietrznych pomp ciepła wyróżniamy typ powietrze-powietrze, a także powietrze-woda. Jak wskazuje jej nazwa, pompa tego rodzaju pobiera energię z powietrza a następnie przekazuje ciepło do wody grzewczej budynku. Instalację tego rodzaju pompy wykonać można zarówno w budynkach nowo wybudowanych, jak i poddanych termomodernizacji. Może być ona wykorzystywana w każdych warunkach, ze względu na łatwość montażu i uniwersalność. Nie zaleca się jednak, aby stanowiła jedyne źródło ogrzewania w domu. Bardzo często łączy się ją z układem niskotemperaturowym, np. ogrzewaniem podłogowym. Największą zaletą tego rozwiązania są nieduże koszty jakie musimy ponieść na początku inwestycji.
Pompa powietrze-woda pracuje zwykle w temperaturze do ok -25C (temp zewnętrzna powietrza), bez utraty wydajności, co sprawia, że świetnie sprawdza się w polskich warunkach.
Pompa powietrze-woda pracuje zwykle w temperaturze do ok -25C (temp zewnętrzna powietrza), bez utraty wydajności, co sprawia, że świetnie sprawdza się w polskich warunkach.
Pompa gruntowa.
Kolejnym typem pompy jest pompa gruntowa. Źródłem ciepła pompy gruntowej jest, jak sama nazwa wskazuje, jest ciepło zawarte w gruncie. Główną zaletą tego rodzaju pompy jest wysoka efektywność działania, dzięki której pompa może być jedynym źródłem ogrzewania w domu. Tego typu pompy polecane są do nowo budowanych obiektów, gdyż ich montaż wymaga wykonania odwiertów bądź prac gruntowych, w zależności od typu instalacji (sondy należy wkopać w grunt poniżej temperatury zamarzania).
Split czy monoblok?
Pompy ciepła typu split
To system składający się z dwóch urządzeń, jakimi są jednostka zewnętrzna oraz jednostka wewnętrzna. Zaletą tego typu rozwiązania jest fakt, że całość systemu hydraulicznego i automatyka znajdują się wewnątrz domu, co ułatwia kontrolę pracy urządzenia i serwisowanie. Pompa typu split, nie wymaga izolacji termicznej. Charakteryzuje się mniejszymi gabarytami jednostki zewnętrznej, co przekłada się na łatwiejszą aranżację jednostki w otoczeniu domu. Trzeba jednak zwrócić uwagę, że pompy typu split wymagają napełnienia instalacji czynnikiem chłodniczym, co wymaga specjalnych uprawnień F-gazowych.
Pompy ciepła typu monoblok
To samodzielne jednostki zewnętrzne. Do budynku wprowadza się tylko izolowaną instalację rurową z wodą ( lub roztworem glikolu ), co pozwala na zastosowanie tego typu pomp w budynkach nieposiadających osobnego pomieszczenia, w którym umieścić można jednostkę wewnętrzną, Monobloki mają tą zaletę, iż całość urządzenia montowana jest w fabryce, zatem pompa nie podlega restrykcjom ze strony F-gazów. Co więcej, są one cichsze od pomp typu split, ze względu na lepszą izolację akustyczną. Należy jednak pamiętać, że ze względu na duże gabaryty urządzeń, możemy mieć problem przy wyborze miejsca instalacji.
Dobór pompy ciepła
- Moc pompy ciepła należy dostosować do parametrów cieplnych budynku i ilości zużywanej ciepłej wody. Dlatego też nie należy się kierować tylko powierzchnią domu lub liczbą użytkowników. Dobór mocy powinno się pozostawić specjalistom. Pozwoli to uniknąć niewłaściwego doboru mocy , za małego – pompa nie będzie dogrzewała domu, za dużego – niepotrzebnie zwiększamy koszty inwestycyjne.
- Wydajność pompy ciepła – przed zakupem pompy ciepła warto zwrócić także uwagę na wskaźnik COP. Określa sprawność pompy, czyli ilość ciepła, jaką pobierze z otoczenia w stosunku do pobieranej przez pompę energii elektrycznej. Na wartości COP maja wpływ elementy z jakich zbudowana jest pompa ciepła, takie jak sprężarki i zawory rozprężne.
- Sezonowa efektywność cieplna, czyli parametr SCOP. Za jego pomocą obliczyć można wartość zużytego prądu w stosunku do wytworzonego ciepła w określonym czasie (sezon grzewczy lub rok). To prosty sposób na kalkulację całkowitego rocznego lub sezonowego kosztu ogrzania naszego domu i ogrzewania wody. Im wyższy będzie parametr SCOP, tym niższy rachunek za prąd przyjdzie nam zapłacić.
- Poziom hałasu. Nowoczesne pompy ciepła generują niski hałas, warto jednak wziąć pod uwagę chociażby posadowienie jednostki zewnętrznej i głośność jej pracy względem np. okien w budynku, czy też tarasu, na którym latem możemy spędzać dużo czasu.
Podsumowanie
Prawidłowo wykonana instalacja oraz projekt instalacji daje pewność, że pompa ciepła będzie pracowała sprawnie i efektywnie. Dlatego montaż pompy ciepła najlepiej powierzyć specjaliście.
Najważniejsze zalety:
- ekologia, ze względu na brak emisji spalin.
- wygoda – pompy są bowiem bezobsługowe
- bezpieczeństwo – nie występuje ryzyko zaczadzenia oraz wybuchu.
- energooszczędność – pompy ciepła mają niski pobór energii elektrycznej, średnio o 60% niższy w stosunku do pieca elektrycznego.
- Czyste powietrze
- Moje ciepło