FAQ - POMPY CIEPŁA

Pompa ciepła jest ekologicznym źródłem ciepła, które składa się zazwyczaj z dwóch części — jednostki zewnętrznej oraz części wewnętrznej.

Jednostka zewnętrzna jest urządzeniem, które odbiera ciepło z otoczenia, tj. gruntu, powietrza lub wody.

Część wewnętrzna pompy ciepła odpowiedzialna jest za przekazanie energii cieplnej do instalacji CO (instalacji centralnego ogrzewania) lub C.W.U (ciepłej wody użytkowej). Zbiornik C.W.U może być zintegrowany z pompą ciepła lub może występować jako osobny element.

Zanim opiszemy zasadę działania pompy ciepła, należy podkreślić, że pompa ciepła wykorzystuje tzw. czynnik chłodniczy, czyli specjalną ciecz, którą cechuje niska temperatura wrzenia.

Aby poznać zasadę działania pompy ciepła, trzeba przyjrzeć się kilku krokom:

1. Początek procesu rozpoczyna się, kiedy czynnik chłodniczy, w postaci cieczy, na skutek niskiego ciśnienia przepływa do wymiennika, który nazywa się parownikiem. W tym miejscu jest ogrzewany od powietrza zewnętrznego, które przetłaczane jest przez wentylator. Powietrze, nawet jeśli na zewnątrz panuje -20°C, jest cieplejsze, niż temperatura wrzenia czynnika chłodniczego. Dzięki temu czynnik chłodniczy ma szansę się podgrzać i odparować, stając się tym samym gazem, który wyróżnia niskie ciśnienie.
2. Wytworzony gaz trafia do sprężarki, której zadaniem jest podniesienie jego ciśnienia. W tym momencie dochodzi do podniesienia się temperatury. Oznacza to, że na wylocie sprężarki pojawia się sprężony gaz o wysokiej temperaturze.
3. Podgrzany gaz trafia do wymiennika ciepła, inaczej zwanego skraplaczem. W miejscu tym oddaje ciepło do płynu, który znajduje się w obiegu grzewczym. Płynem tym zazwyczaj jest zwykła woda, która krąży w instalacji centralnego ogrzewania. Temperatura wody jest niższa niż sprężonego gazu, co pozwala na to, aby gaz skroplił się podobnie jak skrapla się para wodna na lustrze w pokojach kąpielowych.
4. Skroplony gaz, czyli chłodna ciecz o wysokim ścienieniu, przechodzi przez zawór rozprężny, co powoduje, że obniża się jej ciśnienie, a także temperatura. Następnie przepływa do parownika, gdzie ponownie odbiera ciepło z dolnego źródła. W tym momencie proces zaczyna się od nowa.

Taką, która będzie w stanie sprostać zapotrzebowaniu budynku na ciepło. Co to oznacza? Moc grzewcza pompy ciepła powinna być odpowiednia dla potrzeb energetycznych budynku w określonej strefie klimatycznej, w której pracuje wybrane przez użytkownika urządzenie.

Zapotrzebowanie budynku na ciepło trzeba dokładnie obliczyć. Takich obliczeń powinni dokonać specjaliści na podstawie dostarczonej przez inwestora dokumentacji. Jednym ze sposobów na obliczenie zapotrzebowania budynku na ciepło jest przeprowadzenie profesjonalnego audytu OZC. Niektóre firmy wykonawcze szacują zapotrzebowanie budynku na ciepło przyjmując ogólnie przyjęty wskaźnik - 50 W/m2 dla nowopowstałych domów. Niestety nie jest to dobre rozwiązanie, ponieważ tak wyliczona moc pompy ciepła często jest błędna, co powoduje brak odpowiedniej ilości energii cieplnej dla budynku, a tym samym uruchomienie dodatkowego źródła ciepła i wyższe koszty eksploatacyjne.

Efektywność poszczególnych pomp ciepła określa się porównując współczynnik wydajności COP. Im wyższa jego wartość, tym mniej energii elektrycznej potrzeba, aby wytworzyć taką samą ilość ciepła.

Producenci pomp ciepła podają najczęściej wartość COP opierając ją na określonych danych, np. 7/35:

• 7 oznacza temperaturę dolnego źródła, która wynosi 7°C;
• 35 to temperatura zasilania instalacji.

Aby prawidłowo porównać efektywność pomp ciepła pochodzących od różnych producentów, należy przyjąć te same wartości dla wszystkich porównywanych urządzeń.

Jeżeli użytkownik chce uzyskać miarodajne dane, bardziej do porównania efektywności przyda się współczynnik SCOP, czyli sezonowy współczynnik efektywności. Określa ona stosunek energii elektrycznej, którą pobiera urządzenie do energii cieplnej, jaką wytwarza w ciągu roku. Jak zatem widać, nie jest to wartość chwilowa. SCOP uwzględnia zmienne warunki pracy.

Pompy ciepła są urządzeniami, które stworzono do współpracy z instalacjami centralnego ogrzewania (C.O., CO, c.o.) oraz ciepłej wody użytkowej (CWU, cwu, C.W.U., c.w.u.) i ciepła technologicznego, które wykorzystuje się przy ogrzewaniu nadmuchowym.

Pompy ciepła pracują najlepiej, kiedy ich COP jest wysokie, czyli wtedy, kiedy temperatura dolnego i górnego źródła nieznacznie różni się od siebie. Wymaganie to sprawia, że pompa ciepła doskonale sprawdza się w systemach ogrzewania niskotemperaturowego, np. ogrzewania płaszczyznowego oraz w instalacjach przygotowujących ciepłą wodę użytkową. Przyglądając się technicznym aspektom, nic nie stoi na przeszkodzie, aby pompa ciepła współpracowała także z grzejnikami. Patrząc jednak na aspekt ekonomiczny tego przedsięwzięcia — nie ma to większego sensu, chyba że inwestor wykorzysta niskotemperaturowe kaloryfery dostępne na rynku. Niemniej jednak grzejniki musiałyby mieć duże gabaryty, co oznacza, że nie tylko wyglądałyby mniej estetycznie, ale także byłyby znacznie droższe.

W systemie grzewczym pompę ciepła można wykorzystać zarówno do ogrzania pomieszczeń, jak i przygotowania c.w.u. Wówczas stosuje się zawór trójdrogowy, który zapewnia priorytet podgrzania ciepłej wody w zasobniku.

Decydując się na pompę ciepła, użytkownik może połączyć ją z instalacją, w której występują zwykłe grzejniki, których bezwładność nie należy do największych. Istnieją również systemy biwalentne, w których pompa ciepła nie działa samodzielnie, ale współpracuje z innymi źródłami ciepła, jak np. kominek z płaszczem wodnym, ponieważ wytwarzane przez nie ciepło musi być akumulowane.

Jak zatem widać, pompa ciepła jest w stanie współpracować z różnymi instalacjami. Dobór najlepszej konfiguracji zależy od indywidualnych potrzeb inwestora.

Zarówno pompa ciepła, jak i kolektory słoneczne należą do kategorii urządzeń energooszczędnych, które coraz chętniej stosowane są w polskich domach do ich ogrzewania i przygotowywania ciepłej wody użytkowej.

Pompa ciepła jest urządzeniem, które jest w stanie efektywnie pracować przez cały rok, natomiast kolektory największą wydajność osiągają w słonecznych i ciepłych miesiącach. Dlatego też w naszym klimacie rzadko wykorzystuje się je do ogrzewania pomieszczeń. Alternatywą dla tego rozwiązania są powietrzne pompy ciepła wyposażone w zasobnik, w którym podgrzewa się ciepła woda użytkowa.

Warto podkreślić, że pompa ciepła jest tańszym rozwiązaniem, niż zestaw solarny. Powodem tego jest łatwiejsza i tańsza instalacja rozwiązania oraz tańsze dodatkowe elementy instalacji, które są niezbędne do uruchomienia całego układu. Usytuowanie pompy ciepła nie ma znaczenia. Natomiast, jeśli chodzi o kolektory słoneczne, muszą być one zamontowane na odpowiednio nachylonej połaci dachu, najlepiej na południowej stronie. Jeśli dach nie jest odpowiedni, na kolektory słoneczne trzeba przeznaczyć część działki.

Cechą, która przemawia na korzyść kolektorów słonecznych jest ich tania eksploatacja. W instalacji solarnej jedynym urządzeniem, które zużywa energię elektryczną, jest pompa obiegowa układu glikolowego. Pompa ciepła w tym wypadku potrzebuje znacznie więcej energii do zasilenia sprężarki, jednak warto tutaj mieć na uwadze, że pompa ciepła od wiosny do jesieni, kiedy temperatura otoczenia jest dodatnia, osiąga wysoki współczynnik COP.

Jak zatem widać powyżej — za kolektorami słonecznymi będzie przemawiała tania eksploatacja, a za pompą ciepła — wyższa efektywność pracy, która jest w mniejszym stopniu uzależniona od warunków atmosferycznych, a także łatwiejsza instalacja urządzenia.

Na to pytanie nie ma jednoznacznej odpowiedzi. Koszt uzależniony jest od wielu czynników i może wahać się między 10 a 50 czy 80 tysięcy. Zależy to nie tylko od rodzaju urządzenia, ale także rodzaju montażu. Najtańszymi są pompy ciepła powietrzne, które nie wymagają tworzenia dodatkowych instalacji. Najdroższe zaś gruntowe pompy ciepła, które do prawidłowego działania potrzebują wykonania odpowiednich odwiertów.

Dofinansowanie uzależnione jest od programu, z jakiego skorzysta inwestor. Wymieniając źródło ogrzewania można skorzystać z programu Czyste Powietrze. Wówczas dofinansowanie może wynieść około 13,5 tys. zł. Wysokość dofinansowania zależna jest od dochodów osoby ubiegającej się o dofinansowanie oraz klasy energetycznej wybranego urządzenia.

O różnych formach pomocy piszemy w poniższych artykułach:

• Program "Czyste Powietrze" - wymień "kopciucha" na pompę ciepła
• Ulga termomodernizacyjna — dla kogo, gdzie i kiedy?
• Projekt Doradztwa Energetycznego i źródła finansowania działań proekologicznych

CO i CWU to skróty bardzo często wykorzystywane przy temacie pomp ciepła i ogrzewania budynku. Oznaczają:

• CO — centralne ogrzewanie (w obiegu można także znaleźć takie oznaczenia: C.O., c.o.)
• CWU — ciepła woda użytkowa (oznaczana również jako C.W.U., cwu, c.w.u.)

Najczęściej producenci pomp ciepła oferują Klientom do 5 lat gwarancji. Awaryjność tego typu urządzeń zależy od jakości wykonania. Jeżeli użytkownik wybierze rozwiązanie wysokiej jakości, może liczyć na to, że sprężarka, często nazywana sercem pompy, będzie bez zarzutu pracowała przez 20, a nawet 25 lat. Ważne, aby urządzenie było regularnie monitorowane i serwisowane, podobnie jak każdy najdroższy samochód.

Jeżeli dom jest nowy i dobrze docieplony, a do tego wyposażono go w mieszane odbiorniki ciepła (ogrzewanie podłogowe i grzejniki niskotemperaturowe), koszt ogrzewania pompą ciepła będzie wynosił około 2 tys. zł rocznie. Są to jednak szacunkowe wyliczenia, ponieważ każdy dom i każda instalacja są inne.

Jeżeli inwestor planuje rozpocząć budowę domu w 2022 roku, wówczas będzie mógł skorzystać z nowego programu "Moje Ciepło". Szczegółów można szukać na stronach rządowych programu. Wspominamy o nim także w artykule: Projekt Doradztwa Energetycznego i źródła finansowania działań proekologicznych.

Jednostka zewnętrzna pompy ciepła, zwana również agregatem, musi być umieszczona w miejscu, do którego nie dochodzi słońce. Umiejscowienie powinno także umożliwiać swobodne odprowadzenia skroplin.

Montaż pompy ciepła powinien przeprowadzić wyspecjalizowany w tym temacie monter. Najlepiej zapytać o taką osobę w miejscu, w którym użytkownik nabywa urządzenie. Hurtownie Grupy Instal-Konsorcjum zatrudniają fachowców, którzy z pewnością poradzą sobie z tym zadaniem.

Pompy ciepła typu monoblok może zainstalować każdy znający temat hydraulik, natomiast do montażu pomp ciepła typu split należy zatrudnić osobę, która posiada odpowiednie uprawnienia tzw. F-Gazy oraz certyfikowane urządzenia.

Jest taka możliwość. Zależy to jednak od budynku, a także właściwego doboru pompy ciepła. Decydując się na dom energooszczędny i pasywny, urządzenie może być jedynym źródłem, zarówno ogrzewania pomieszczeń, jak i przygotowania ciepłej wody użytkowej.

Pompy ciepła opracowywane są w technologii, która doskonale sprawdza się w Polsce. Co więcej, jest także popularna w krajach skandynawskich, w których panują zupełnie inne warunki pogodowe. W naszym kraju panuje mylne przeświadczenie, że w naszym klimacie pompa ciepła nie będzie działała efektywnie. Tymczasem nawet przy ujemnych temperaturach, jakie mogą pojawić się w Polsce, pompa ciepła jest w stanie wygenerować odpowiednią ilość energii, co oznacza także minimalizację kosztów.

Warto mieć na uwadze, że każdej zimy mogą zdarzyć się bardzo niskie temperatury sięgające od -15 do -20°C, jednak pomiary stacji meteorologicznych pokazują, że jest to zaledwie kilka dni w roku, co stanowi niewielki procent w skali całego roku.

Większość powietrznych pomp ciepła dostępnych na rynku, działa samodzielnie i efektywnie do temperatury około -5°C. Jeżeli temperatura powietrza spadnie poniżej tej wartości, wówczas ładunek energii jest za mały, aby urządzenie mogło działać samodzielnie z odpowiednią mocą i sprawności. W takim wypadku konieczne jest zastosowanie dodatkowego źródła ciepła, które wspomoże pompę ciepła podczas pracy.

Największy koszt, jaki należy ponieść, jeśli chce się w domostwie zainstalować pompę ciepła, wiąże się z samą inwestycją w urządzenie. O ile mogą one wystraszyć inwestorów i pchnąć ich w stronę tradycyjnych źródeł ciepła, o tyle wieloletnia eksploatacja i jej koszt z pewnością będą przemawiały na korzyść pomp ciepła, szczególnie powietrznej pompy ciepła.

Cena pompy uzależniona jest w dużej mierze od jej typu, zakresu mocy, a także materiałów, które wykorzystano do jej wykonania. Nie bez znaczenia jest tutaj również koszt samej instalacji urządzenia. Najtańszy w tym wypadku będzie montaż powietrznej pompy ciepła, która nie wymaga dodatkowych instalacji, a najdroższy — gruntowej pompy ciepła, dla której potrzebne jest wykonanie specjalnych odwiertów.

Najlepszym momentem na inwestycję w pompę ciepła jest rozpoczęcie budowy nowego domu. Wówczas jej koszt może być rozłożony w czasie. Co więcej, można go wciągnąć w koszt kredytu inwestycyjnego, dzięki czemu wysokość opłaty nie będzie tak dotkliwa. Pompę ciepła można także nabyć, kiedy właściciel modernizuje istniejący już budynek.

Największe oszczędności można zauważyć, porównując pracę pompy ciepła z kotłem elektrycznym. Porównując urządzenie do ogrzewania węglowego w okresie wiosna-jesień, różnice w wydatkach są porównywalne, jednak pompa ciepła w tym wypadku ma przewagę ponieważ jest w stanie samodzielnie przygotować ciepłą wodę użytkową, bez dodatkowego nakładu pracy właściciela budynku.

Czas amortyzacji kosztów, jakie musi ponieść inwestor w związku z zakupem i montażem pompy ciepła, uzależniony jest od wielu czynników. Do najważniejszych należą:

• źródło finansowania;
• zapotrzebowanie budynku na energię cieplną (im większe zapotrzebowanie budynku, tym szybszy zwrot inwestycji);
• wydajność pompy;
• rodzaj systemu grzewczego;
• dolne źródło;
• temperatura panująca na zewnątrz.

Warto mieć na uwadze, że choć koszt zakupu i instalacji pompy ciepła nie należy do najmniejszych, jest to jedno z najtańszych eksploatacyjnie źródeł ciepła. Dzięki niej można uzyskać 75% energii z powietrza. Jednocześnie pompa ciepła potrzebuje 25% energii elektrycznej. Orientacyjnie można przyjąć, że koszt ogrzewania budynku za pomocą pompy ciepła jest niższy o około:

• 40% od ogrzewania gazem ziemnym;
• 50% od ogrzewania za pomocą oleju opałowego;
• 75% od ogrzewania elektrycznego.

Montując pompę ciepła, instalację można rozszerzyć system rekuperacji wentylacji, czy fotowoltaiki, dzięki czemu użytkownik może liczyć na jeszcze bardziej wydajne i oszczędne ogrzewanie.

Najważniejszym parametrem, który trzeba wziąć pod uwagę, chcąc określić efektywność pompy ciepła, to temperatura instalacji wewnętrznej w budynku czyli. tzw. górnego źródła. Powinna być ona możliwie najniższa. Dlatego też wykorzystując system grzewczy oparty na pompie ciepła, wskazane jest stosowanie niskotemperaturowego ogrzewania płaszczyznowego, np. podłogowego ściennego lub sufitowego, a także opartego o niskotemperaturowe grzejniki, w których temperatura zasilania instalacji nie przekracza 55°C.

Efektywność pompy ciepła w dużej mierze zależy również od warunków w jakich urządzenie pracuje. Im mniejsza różnica temperatur pojawi się pomiędzy dolnym a górnym źródłem, tym wydajniejsza będzie pompa ciepła, współczynnik COP jest wyższy a koszty ogrzewania znacznie niższe.

Na efektywność pracy pompy ciepła wpływ ma także lokalizacja, a także warunki atmosferyczne, które panują zimą.

Dlatego też tak ważne jest, aby efektywność pompy ciepła określać za każdym razem, biorąc pod uwagę indywidualne warunki oraz sytuacje, w jakich urządzenie miałoby pracować.

COP (z ang. coefficient of performance) jest współczynnikiem wydajności cieplnej pompy ciepła. Wyraża stosunek pomiędzy mocą grzewczą urządzenia a mocą elektryczną, która jest potrzebna do prawidłowej pracy sprężarki.

Zapoznając się z zapisami normy EN 255 14511, współczynnik ten określa się najczęściej dla parametrów 7°C dla temperatury, jaka pojawia się na wejściu do pompy ciepła z dolnego źródła oraz 35°C jeśli mowa o zasilaniu systemu grzewczego. Warto mieć na uwadze, że im współczynnik COP jest wyższy, tym większa jest efektywność wybranej pompy ciepła.

Tak. Dzięki specjalnemu oprzyrządowaniu prąd wytworzony w panelach zostaje przekształcony na prąd zmienny, który potrzebny jest do prawidłowego zasilania pompy ciepła oraz wytworzenia maksymalnej energii, którą urządzenie może zmagazynować w systemie grzewczym (lub chłodzącym) znajdującym się w budynku oraz ciepłej wody.

Pompa ciepła to system, który ogrzewa wodę do maksymalnej temperatury 55-60°C. Warto mieć na uwadze, że podgrzewanie wody do wyższych temperatur nie jest ekonomiczne w żadnym systemie, ponieważ w tym wypadku dochodzi do większych strat ciepła do otoczenia.

Tak. Jeżeli pompa ciepła zostanie dobrana prawidłowo do zapotrzebowania budynku na ciepło, jest w stanie je pokryć. Wszystko zależy od prawidłowych wyliczeń dotyczących budynku i dobranego do niego urządzenia.

Budując dom energooszczędny lub pasywny można mieć pewność, że pompa ciepła sprawdzi się jako jedyne źródło ogrzewania oraz urządzenie, które przygotuje ciepłą wodę użytkową. Co więcej, znacznie ograniczy same koszty ogrzewania.

Do instalacji pompy ciepła nie jest potrzebny żaden projekt, jednak warto pomyśleć o tym na etapie projektowania domu. Wówczas inwestor będzie mógł uniknąć wydatków, które związane są z dalszą inwestycją, np. brak konieczności budowy kominów spalinowych, przyłącza gazowego czy ograniczenia pojawienia się określonej ilości kanałów wentylacyjnych. Co więcej, pomieszczenie, które pierwotnie miało być kotłownią można przeznaczyć np. na spiżarnię czy pralnię.