Pompy ciepła

Pompy ciepła
W swoim ostatnim artykule opublikowanym na stronie, dotyczącym charakterystyki energetycznej budynku poruszyłem między innymi temat pomp ciepła, które są obecnie szeroko promowane jako alternatywa dla tradycyjnych źródeł ogrzewania. W poniższym artykule szerzej omówię ten temat i postaram się przekazać najistotniejsze informacje, które mogą być pomocne dla osoby rozważającej zakup takiego urządzenia.  
 

Jak działają pompy ciepła?

W przeciwieństwie do innych urządzeń grzewczych pompa ciepła nie wykorzystuje paliw kopalnych, takich jak węgiel czy gaz ziemny. Pobiera ona energię z otoczenia. Jak wiemy z fizyki, każde ciało zawiera pewną ilość energii cieplnej. To samo dotyczy także powietrza znajdującego się dookoła ogrzewanego domu, czy na przykład wód gruntowych. Dlaczego nie mielibyśmy użyć tej energii do ogrzewania budynku? Oczywiście nie jest to takie proste, ponieważ ciepło samorzutnie przepływa od ośrodka o wyższej temperaturze, do takiego o niższej. W przeciwnym kierunku musimy je to tego ,,zmusić". W jaki sposób się to robi? Ogólnie rzecz biorąc działanie pompy ciepła opiera się na wykorzystaniu czynnika charakteryzującego się odpowiednimi właściwościami termodynamicznymi, oraz na manipulacji ciśnieniem i temperaturą tego czynnika. Najprostszy schemat działania pompy ciepła składa się z: parownika, sprężarki, skraplacza i zaworu rozprężnego. Na początku czynnik trafia do parownika, znajdującego się na zewnątrz budynku. Tam pobiera on ciepło z otoczenia. Następnie trafia na sprężarkę, której zadaniem jest podniesienie jego ciśnienia. Potem jest kierowany do skraplacza, gdzie zmienia stan skupienia na ciekły, jednocześnie oddając ciepło potrzebne do ogrzania budynku, po czym trafia do zaworu rozprężnego, w którym następuje spadek ciśnienia.I tak w kółko. 
 

Co to jest COP pompy ciepła?

Jak już bystrzejszy czytelnik mógł zauważyć, energia pozyskiwana z pompy ciepła nie jest w pełni darmowa, ponieważ aby opisany wyżej układ mógł funkcjonować, musimy dostarczać energię do sprężarki, najczęściej w formie energii elektrycznej. Warto jednak zwrócić uwagę, że opisywana technologia pozwala na pozyskanie większej ilości energii, niż ta którą musimy włożyć. Stosunek energii pozyskanej do energii ,,włożonej" nosi nazwę współczynnika COP (z ang. Coefficient of Performance). 
 

Od czego zależy współczynnik COP?

Współczynnik COP zależy przede wszystkim od różnicy temperatur pomiędzy źródłem ciepła (powietrzem atmosferycznym, wodą gruntową etc.), a temperatura czynnika zasilającego instalację grzewczą. Oznacza to w praktyce, że im wyższą temperaturę chcemy uzyskać w naszym systemie grzewczym, oraz im niższa będzie temperatura źródła, tym mniejsza będzie wydajność pompy. Warto jednak pamiętać, że często współczynnik COP podawany przez producenta może być różny od tego w rzeczywistych warunkach pracy. Wynika to z faktu, że producenci podają współczynnik dla warunków laboratoryjnych. 
 

Jaką typ pompę ciepła wybrać?

Na to pytanie nie ma oczywiście uniwersalnej odpowiedzi. Wszystko zależy od konkretnych warunków.Głównym kryterium podziału jest tu źródło, z jakiego będziemy czerpać ciepło. Możemy wyróżnić: • pompy ciepła gruntowe (solanka-woda)• pompy ciepła typu woda-woda• pompy ciepła typu powietrze-woda Zaletą wymienników gruntowych jest fakt, że ze względu na względną stabilność temperatury gruntu na pewnej głębokości, zapewniają one dużą odporność na zmianę warunków atmosferycznych. Za ten komfort trzeba niestety zapłacić w postaci wyższych kosztów takiego rozwiązania. Wymienniki gruntowe mogą mieć postać rur ułożonych poziomo pod powierzchnią lub też instalacji wchodzącej głęboko w ziemię. W tym drugim przypadku konieczne będzie wykonanie specjalnego odwiertu. Zasada działania pomp ciepła woda-woda jest analogiczna jak w przypadku gruntowej, z tą różnicą, że wykorzystują one ciepło z wód gruntowych, a czynnikiem jest tu czysta woda, a nie woda z dodatkiem substancji zapobiegającej zamarzaniu (,,solanki”), jak w przypadku pomp gruntowych. Niestety, rozwiązanie to wymaga występowania odpowiednich uwarunkowań geologicznych, które nie występują wszędzie. Ostatnim z omawianych typów są pompy powietrze-woda. Pobierają one ciepło z powietrza atmosferycznego.
Są one stosunkowo najtańsze i najprostsze w montażu. Jednocześnie jednak ich działanie jest najmocniej uzależnione od warunków atmosferycznych, a wydajność spada wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej. Dlatego też w niekorzystnych warunkach konieczne może być jednoczesne użycie dodatkowych źródeł ciepła (np. kotłów, grzałek), by zrekompensować braki w mocy grzewczej. Pompy powietrze-woda dzielą się na dwa podtypy: split i monoblok. Różnica pomiędzy nimi polega na tym, że pompa typu split jest podzielona na dwa bloki: zewnętrzny i wewnętrzny, podzielone przewodami, podczas gdy typu monoblok stanowi jedno, niepodzielne urządzenie. 
 

Ile kosztuje pompa ciepła?

Nie należy oczekiwać, że inwestycja w pompę ciepła będzie tania, ani że zwróci się ona w krótkim okresie. Sam koszt zakupu może wynosić, w zależności od rodzaju pompy ciepła i jej mocy, od kilkunastu do kilkudziesięciu tysięcy złotych.

Do tego należy dołożyć koszt instalacji i inne koszty związane np. z koniecznością wykonania odwiertu w przypadku pomp gruntowych.W przypadku tego typu inwestycji możliwe jest uzyskanie dofinansowania w ramach rządowego programu Czyste Powietrze. Szczegółowe informacje można uzyskać na stronie Ministerstwa Klimatu i Środowiska
 

Instalacja pompy ciepła

W przypadku gdy monter na kontakt z czynnikiem chłodniczym jest on zobowiązany do posiadania specjalnych uprawnień f - gazowych dla personelu. Aby uzyskać takie uprawnienia, konieczne jest odbycie specjalnego szkolenia i uzyskanie certyfikatu Urzędu Dozoru Technicznego. Na stronie Urzędu pod adresem:https://www.udt.gov.pl/wykazy/REJ_FGAZ.htmlmożna także sprawdzić, czy dana osoba posiada takie uprawnienia.W przypadku gdy monter nie ma kontaktu z czynnikiem posiadanie uprawnień f - gazowych nie jest konieczne. W dalszym ciągu jednak konieczne jest posiadanie odpowiednich uprawnień energetycznych. 
 

Podsumowanie

Jedną z podstawowych kwestii, które należy rozważyć w trakcie inwestycji budowlanej, jest zapewnienie odpowiedniego ogrzewania. W obliczu kierunku, w jakim zmierza polityka Unii Europejskiej pompa ciepła stanowi opcję wartą rozważenia.   Piotr Ratajczak
HTML Button Generator