Budujemy Dom
Instalacje / Pompy ciepła / Artykuły

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?

Jak działa powietrzna pompa ciepła?

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.

- 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

aktualizacja: 2017-03-10

Dodaj komentarz

Materiały dodatkowe
Zadaj pytanie naszemu ekspertowi
 
Nowość Stiebel Eltron - kompaktowa pompa ciepła powietrze/woda WPL 07-17 ACS classic
Nowość Stiebel Eltron - kompaktowa pompa ciepła powietrze/woda WPL 07-17 ACS classic Nowość w ofercie Stiebel Eltron - inwerterowa, kompaktowa pompa ciepła powietrze/woda WPL 07-17 ACS classic z funkcją chłodzenia aktywnego, ...
Budowlana Marka Roku 2017 dla Viessmann
Budowlana Marka Roku 2017 dla Viessmann 8 czerwca 2017 r. odbyła się uroczysta gala wręczenia nagród Budowlana Marka Roku 2017. Firma Viessmann otrzymała złoto w kategorii pompy ciepła.
Pompa ciepła CCO SPLIT firmy Hewalex z Europejskim Znakiem Jakości EHPA-Q
Pompa ciepła CCO SPLIT firmy Hewalex z Europejskim Znakiem Jakości EHPA-Q Pompy ciepła Hewalex PCCO SPLIT 13kW są przeznaczone do samodzielnej pracy w nowych budynkach lub w budynkach starych w układzie hybrydowym. ...
Najbardziej znane marki
Pompy ciepła - ranking rozpoznawalności firm i produktów
Klub Budujących Dom


Wypełniaj ankiety i zbieraj punkty
na bezpłatną prenumeratę
i inne nagrody

  • Polecamy również
    Czas na Wnętrze Vademecum Domu Energooszczędnego ABC Budowania Dom Polski Wnętrza Twój Dom Twój Styl
Wydanie tabletowe
Budujemy Dom
Mamy dla Ciebie prezent!
Zapisz się do bezpłatnego newslettera BudujemyDom.pl i pobierz GRATIS elektroniczne wydanie miesięcznika "Budujemy Dom".
W każdy czwartek otrzymasz darmowy
poradnik budowlany, a w nim:
  • aktualności z rynku budownictwa jednorodzinnego,
  • porady budowlane,
  • najciekawsze tematy z forum.budujemydom.pl,
  • zapowiedź raportu miesiąca dostępnego w serwisie
    w pełnej wersji.

Czas na wnętrze