Budujemy Dom
Instalacje / Pompy ciepła / Majster Guru

Jak działa powietrzna pompa ciepła?

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?

Pobierz całość w PDF

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. HYDRO-TECH

Jak optymalnie dobrać moc grzewczą pompy ciepła typu powietrze/woda?

Pompy ciepła powietrze-woda, jako źródło ciepła wykorzystują powietrze zewnętrzne, w związku z czym wykonywanie dolnego źródła w postaci sond pionowych lub kolektora gruntowego jest zbędne, a produkcja ciepła jest możliwa nawet, gdy jego temperatura spada do -20°C, a niekiedy nawet -25°C. Należy jednak pamiętać, że moc grzewcza pompy ciepła i współczynnik sprawności COP (stosunek mocy grzewczej do poboru energii elektrycznej), spada w miarę obniżania się temperatury powietrza (Rys. 1).

topowe produkty

NIBE - największa oferta pomp ciepła

NIBE-BIAWAR to największy w Polsce producent zaawansowanych technologicznie rozwiązań grzewczych do domów jednorodzinnych, budynków wielorodzinnych, obiektów przemysłowych i usługowych. Rozwijamy energooszczędne produkty, które w znacznym stopniu wykorzystują odnawialne źródła energii. W ofercie firmy znajdują się najwyższej klasy pompy ciepła, kotły peletowe, podgrzewacze wody oraz systemy solarne.
Nowa pompa ciepła GSHP firmy De Dietrich
Nowa pompa ciepła GSHP firmy De Dietrich Firma De Dietrich wprowadziła do swojej oferty nowe urządzenia - geotermalne, odwracalne pompy ciepła. W ofercie producenta dostępnych jest ...
Panasonic umożliwił sterowanie pompami ciepła Aquarea w chmurze
Panasonic umożliwił sterowanie pompami ciepła Aquarea w chmurze Panasonic zaprezentował system Aquarea Smart Cloud pozwalający na zarządzanie pompami ciepła Aquarea generacji H z poziomu chmury. Rozwiązanie ...
Nowość - pompy ciepła powietrze/powietrze Nibe Aria
Nowość - pompy ciepła powietrze/powietrze Nibe Aria NIBE-BIAWAR wprowadza do oferty pomp ciepła NIBE ARIA, system grzewczo-chłodzący, na bazie pomp ciepła powietrze/powietrze o modulowanej ...
Najbardziej znane marki
Pompy ciepła - ranking rozpoznawalności firm i produktów
Newsletter BudujemyDom.pl
Zapisz się do naszego bezpłatnego newslettera i otrzymuj najświeższe informacje prosto na Twoją skrzynkę e-mailową.
Miesięcznik Budujemy Dom - wersja elektroniczna gratis!
Zapisz się na bezpłatny newsletter BudujemyDom.pl, a otrzymasz najnowszy numer miesięcznika Budujemy Dom w wersji elektronicznej. Do rozdania mamy 50 egzemplarzy. Ty otrzymasz jeden z nich całkowicie za darmo.
Dlaczego warto się zapisać?
Aktualności z rynku budownictwa jednorodzinnego, porady budowlane, najciekawsze tematy z forum.budujemydom.pl, zapowiedź tematu tygodnia oraz raportu miesiąca dostępnego w serwisie w pełnej wersji.
x

Zamknij okno x
Newsletter
Zapisz się do naszego bezpłatnego newslettera i otrzymuj najświeższe
informacje prosto na Twoją skrzynkę e-mailową.
Budujemy Dom - wersja elektroniczna gratis!
Zapisz się na bezpłatny newsletter BudujemyDom.pl, a otrzymasz najnowszy numer miesięcznika Budujemy Dom w wersji elektronicznej. Do rozdania mamy 50 egzemplarzy. Ty otrzymasz jeden z nich całkowicie za darmo.     
Dlaczego warto się zapisać?
- aktualności z rynku budownictwa jednorodzinnego;
- porady budowlane;
- najciekawsze tematy z forum.budujemydom.pl;
- zapowiedź tematu tygodnia oraz raportu miesiąca dostępnego w serwisie w pełnej wersji.
Zapisz się do newslettera
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