Pompa ciepła jest zamiennikiem kotła grzewczego, lecz tylko w tym sensie, że może zostać użyta do ogrzewania domu, zwalniając z konieczności instalowania kotła albo (częściej) ograniczając jego wykorzystanie do najzimniejszych dni w roku, kiedy zapotrzebowanie na ciepło przekracza możliwości pompy. Określenie „dom ogrzewany pompą ciepła” jest jednak nieco mylące, bo między kotłem a pompą jest zasadnicza różnica. Kocioł wytwarza ciepło, korzystając z energii zawartej w spalanym paliwie, natomiast zadaniem pompy jest przede wszystkim transport energii cieplnej. Przeważającą część potrzebnego do ogrzewania ciepła pobiera z otoczenia budynku, nazywanego źródłem dolnym. Ciepło to jest następnie przekazywane do instalacji grzewczej, którą zwyczajowo określa się mianem źródła górnego.
Wymagania wobec dolnego i górnego źródła ciepła
Ponieważ, aby ogrzewać budynek, pompa potrzebuje stałego dopływu ciepła z dolnego źródła, musi być ono tak skonstruowane, by dopływ ten pozwalał na pokrycie – przynajmniej przez większą część sezonu grzewczego – zapotrzebowania ogrzewanego budynku na energię cieplną. Pamiętajmy – moc pompy widniejąca w katalogu odnosi się do jej zdolności przetłaczania (nie produkcji!) ciepła. Jeśli więc nie ma czego tłoczyć, to nie ma mowy o ogrzewaniu! Co więcej, moc grzewcza pompy zawsze podawana jest w odniesieniu do określonej temperatury źródła dolnego. Jeżeli temperatura ta jest wyższa od założonej, rzeczywista moc pompy jest większa od katalogowej, natomiast gdy jest niższa – użyteczna moc pompy maleje. Ostatecznie jeśli pozyskiwany z dolnego źródła strumień ciepła będzie zbyt mały albo temperatura tego źródła zbytnio się obniży, dojdzie do awaryjnego wyłączenia urządzenia.
Źródło dolne powinno więc mieć możliwie wysoką temperaturę, z górnym jest zaś na odwrót – zależy nam, by jego temperatura robocza była jak najniższa. Dlaczego? Mówiąc obrazowo: im mniejsza jest różnica temperatur między nimi, tym łatwiej pompie „przepchnąć” ciepło „do góry”. W rezultacie – sprawność systemu grzewczego z pompą ciepła jest odwrotnie proporcjonalna do różnicy temperatur źródła dolnego i górnego. Gdy „na dole” mamy 0°C, sprawność pompy produkującej wodę grzewczą o temperaturze 30°C będzie około dwukrotnie większa od sprawności pompy zmuszonej do podgrzewania wody do 60°C.
W praktyce większość pomp ciepła przygotowana jest do wytwarzania wody grzewczej o temperaturze do ok. 55°C (powyżej tej granicy rachunek ekonomiczny staje się niekorzystny, choć specjalne konstrukcje, przeznaczone do remontowanych domów, pozwalają na osiągnięcie 65–70°C kosztem niższej sprawności, a więc większego zużycia prądu elektrycznego). Przyjmuje się jednak powszechnie, że instalacja centralnego ogrzewania współpracująca z pompą ciepła (górne źródło), powinna być zaprojektowana i wykonana tak, by pozwalała na ogrzanie budynku przy użyciu wody o temperaturze 30–40°C.
fot. Nibe Biawar
