Pompa ciepła – zalety, koszty, zasady działania

Pompa ciepła to urządzenie chłodnicze wymuszające przepływ ciepła z ośrodka o niższej temperaturze zwanego dolnym źródłem, do ośrodka o wyższej temperaturze, czyli górnego źródła, w trakcie procesów termodynamicznych zachodzących przy współudziale czynnika chłodniczego. Zatem nie ona wytwarza ciepła, a jedynie „przepompowuje” ciepło między tymi ośrodkami. Do napędu pompa ciepła wykorzystuje energię cieplną w urządzeniach absorpcyjnych oraz energię mechaniczną w urządzeniach sprężarkowych, które są najbardziej popularne na rynku.

Jak wiemy ciepło może występować w przyrodzie do temperatury zera bezwzględnego bez względu na stan skupienia danego ciała. Urządzenia mogą więc przenosić ciepło zawarte w powietrzu, gruncie, czy wodzie do ośrodka o wyższej temperaturze, czyli naszej domowej instalacji centralnego ogrzewania lub ciepłej wody użytkowej.

Działanie powietrznej pompy ciepła

Wentylator tłoczy otaczające powietrze na lamelki parownika, gdzie znajdujący się pod niskim ciśnieniem czynnik chłodniczy ulega odparowaniu pobierając jednocześnie ciepło z otoczenia. Następnie, pary czynnika zostają sprężone sprężarką na skutek czego wzrasta ich temperatura i ciśnienie. Dalej już w postaci pary przegrzanej czynnik trafia do skraplacza, gdzie kondensując oddaje ciepło do instalacji grzewczej. Schłodzony trafia do zaworu rozprężnego, gdzie na skutek gwałtownego spadku cieśnienia oziębia się i ponownie trafia do parownika. Cykl zaczyna się od nowa.

Pompa ciepła jako jedyne urządzenie umożliwia skuteczne wykorzystanie ciepła o niskiej temperaturze, zapewniając komfort cieplny w budynku w cyklu całorocznym. Jeszcze kilka lat temu panowało wśród inwestorów błędne przekonanie, iż tylko „gruntowe” pompy ciepła są zdolne do pracy całorocznej. Dzisiaj wiodący producenci wyznaczają nowe standardy wśród producentów powietrznych pomp ciepła, gwarantując pracę urządzeń do temperatur zewnętrznych rzędu – 25 st. C bez użycia grzałek wspomagających. Należy zdawać sobie sprawę, iż współczynnik efektywności powietrznych pomp ciepła  tzw. COP przy niskich temperaturach zewnętrznych będzie znacznie niższy w porównaniu z gruntowymi pompami ciepła, gdzie stabilizacja temperaturowa dolnego źródła jest większa. Jednak porównując pracę tych pomp ciepła w sezonie grzewczym patrząc na  współczynnik sezonowej efektywności SCOP, różnica będzie niewielka.

Koszty związane z użytkowaniem i montażem

Przykładowo roczny koszt ogrzania domu jednorodzinnego o powierzchni 200 m2 pompą gruntową z SCOP 4.3 to ok. 2 093 zł, a powietrzną z SCOP 3.3 ok. 2 727 zł. Zakładając jeszcze koszt inwestycji: gruntówka wraz z instalacją dolnego źródła ok. 50 000zł, a powietrznej na 30 000 zł należy zadać sobie pytanie o amortyzację takiej inwestycji. Również instalacja kotłowni z powietrzną pompa ciepła to mniej drogiej armatury, tańsza i wygodniejsza obsługa serwisowa, a zatem mniejsze koszty dla inwestora. Nie bez znaczenia jest fakt wykorzystania tej samej pompy ciepła do chłodzenia budynku, bez potrzeby montażu dodatkowych urządzeń klimatyzacyjnych, oraz podgrzewu ciepłej wody użytkowej. Powyższa analiza jednoznacznie wskazuje na ekonomikę stosowania pomp powietrznych w większości budynków mieszkalnych.

Pamiętajmy, że pompa ciepła ma najwyższa sprawność, im mniejsza jest różnica pomiędzy temperaturą dolnego, a górnego źródła. Oznacza to dla nas projektowanie niskotemperaturowych systemów grzewczych w budynkach o maksymalnych parametrach zasilania  do 35 st. C. Dobrze zatem jeszcze na etapie projektowym przewidzieć w budynku taki system ogrzewania, czy też opcję klimatyzowania budynku w oparciu o wykorzystanie klimakonwektorów. Stosując klimakonwektory dla potrzeb ogrzewania pamiętajmy, aby nie przekraczać projektowej temperatury zasilania ponad 45 st. C i dobrze aby miały one możliwość komunikacji z pompą ciepła, co ograniczy nam rachunki za energię elektryczną.

Autor: Grzegorz Pakosiewicz, firma Daikin

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

*