POMPY CIEPŁA

Czym jest pompa ciepła, gdzie warto ją zastosować, dlaczego ta inwestycja  się opłaca? 
 

Pompa ciepła to urządzenie, które odzyskuje darmowe ciepło
z otoczenia zewnętrznego i przekazuje (pompuje) do instalacji grzewczej CO (Centralne Ogrzewanie) i c.w.u. (ciepła woda użytkowa) budynku. Rozróżniamy pompy ciepła powietrzne (odzyskujące ciepło z powietrza) i gruntowe (odzyskujące ciepło
z wód gruntowych i ziemi). Ze względu na niskie koszty inwestycyjne i łatwość montażu bez degradacji otoczenia, najpopularniejsze są powietrzne pompy ciepła, takie jak produkowane przez ZEO (SATELLITE i VCP).

Co to jest pompa ciepła?

Dlaczego pompy ciepła cieszą się tak ogromnym zainteresowaniem?

Przez ostatnie lata pompy ciepła odnotowują rekordy popularności z powodu:

  • wysokiej sprawności sezonowej,

  • niskich kosztów eksploatacji,

  • możliwości wykorzystania taniego, własnego prądu
    z fotowoltaiki,

  • możliwości depozytu energii z fotowoltaiki w sieci energetycznej,

  • bezobsługowej pracy w stosunku do kotłów na paliwa stałe,

  • braku zanieczyszczenia środowiska w miejscu ich eksploatacji,

  • dotacjom z proekologicznych programów rządowych,

  • stałego wzrostu cen paliw kopalnych i ciepła.

Pompa ciepła jest urządzeniem działającym na tej samej zasadzie jak lodówka czy klimatyzator. Jej celem nie jest jednak odebranie ciepła od owoców czy jogurtów, ale wyprodukowanie ciepła, czyli to, co lodówka robi na wymienniku umieszczonym z tyłu obudowy. W dużym skrócie, pompa ciepła pobierając 1 kWh energii elektrycznej, dobiera z otoczenia 1 do 4 kWh ciepła i następnie w łącznej ilości 2 do 5 kWh przekazuje to ciepło do systemu ogrzewania. Dzięki temu dostarcza więcej energii niż zużywa prądu i jest tania w eksploatacji. Dlatego uważa się, że taka pompa jest odnawialnym źródłem energii — znaczącą część ciepła dostarczanego do budynku czerpie
z otoczenia.

Jak działa pompa ciepła ?

Rodzaje dolnych i górnych źródeł, z których korzystają pompy ciepła:

Najpopularniejszymi dolnymi źródłami są m.in.:

  • pobieranie ciepła z powietrza atmosferycznego, nadmuchiwanego na wymiennik

       ciepła za pomocą wentylatora, 

  • rurowy poziomy wymiennik ciepła zakopany na głębokości 1,5 m pod trawnikiem, w którym krąży ciecz niezamarzająca (mieszanka glikolu i wody), 

  • rurowy wymiennik ciepła wpuszczony w pionowy odwiert wykonany na głębokość

       50-100 metrów (a dokładniej, kilka takich odwiertów), 

  • rurowy wymiennik umieszczony na dnie stawu, lub na dnie rzeki, 

  • pobieranie wody z podziemnego ujęcia, po czym spuszczanie wody

       (po odebraniu od niej ciepła) do studni zrzutowej, 

  • pobieranie wody ze zbiornika lub rzeki, spuszczanie w innym miejscu. 

Górne źródła dla pompy ciepła:

  • ogrzewanie podłogowe — najpopularniejsze i najbardziej korzystne przy zastosowaniu pompy niskotemperaturowej (55°C), 

  • grzejniki, tradycyjne stosowane przy ogrzewaniu gazem lub węglem, z zastosowaniem pompy wysokotemperaturowej (65°C).,

  • wymiennik ciepła podgrzewający bezpośrednio powietrze. 

Pompy ciepła tym mniej zużywają energii, im niższą temperaturę wody muszą dostarczać do systemu grzewczego. Im ta temperatura będzie wyższa, tym droższa będzie praca pompy ciepła. Z tego względu najchętniej są one wykorzystywane
w układach ogrzewania niskotemperaturowego, w których woda krążąca w instalacji centralnego ogrzewania ma temperaturę nie przekraczającą 35-40°C. Takie temperatury czynnika grzewczego są typowe dla instalacji ogrzewania powierzchniowego: podłogowego, ściennego i sufitowego.
Oczywiście można ogrzać pompą ciepła dom z instalacją grzejnikową, ale żeby osiągnąć przyzwoite efekty, grzejniki muszą być odpowiednio większe (mieć większą niż dla ogrzewania kotłowego powierzchnię oddawania ciepła). Mimo to, przy największych mrozach, pompa ciepła będzie musiała osiągać wyższą temperaturę wody w instalacji grzejnikowej, kosztem większego zużycia prądu. Stare kotły węglowe pracujące na wysokich temperaturach do 75°C można zastąpić pompą ciepła, ale należałoby zmodyfikować instalację grzewczą
i wykonać lepszą izolację cieplną budynku (jeśli nie wykonano jej wcześniej).

Do jakich systemów nadaje się pompa ciepła ?

Czy pompa ciepła się opłaca?

Pompa ciepła jest najczęściej uważana za alternatywę dla ogrzewania, gazowego, węglowego, oraz oleju opałowego.
W porównaniu do zwykłego ogrzewania elektrycznego (piece akumulacyjne, grzejniki elektryczne) pompa jest znacznie tańsza w eksploatacji. Pompa ciepła zużywając jedną jednostkę energii elektrycznej dostarcza do pomieszczeń 3-5 jednostek ciepła.
Zatem w porównaniu do ogrzewania elektrycznego, pompa ciepła daje znacznie tańsze (3-5 razy) ciepło.

Ogrzewanie pompą ciepła jest zdecydowanie tańsze niż ogrzewanie gazowe (i to biorąc pod uwagę zarówno inwestycję w źródło, jak i późniejszą eksploatację). Porównywalna do ogrzewania na węgiel czy drewno, choć sporo może zależeć od lokalnych uwarunkowań dla danego przypadku. Za to
w domach energooszczędnych (a zwłaszcza w domach pasywnych) pompa ciepła w połączeniu z panelami Fotowoltaicznymi produkującymi prąd na potrzeby pompy ciepła, jest najtańszą opcją ogrzewania.

 
Efektywność pomp ciepła jest zależna od temperatury, która panuje w otoczeniu wymiennika. Wymienniki gruntowe pracują w mniejszym zakresie temperatur, niż wymienniki powietrzne dla których zakres temperatur dla efektywnej pracy może wynosić nawet od -25 ºC do 43 ºC. W sprzyjających warunkach powietrzne pompy ciepła mogą wytworzyć ponad 4-5 krotnie więcej energii, niż zużyją do jej wyprodukowania.
To tak jakbyś wydał tysiąc złotych i dostał za to 4-5 tysięcy! Stosunek efektywności powietrznych pomp ciepła do kosztu zakupu i instalacji, jest najbardziej korzystny spośród wszystkich rodzajów instalacji tego typu. Pompy ciepła, pozyskują energię zgromadzoną w gruncie i powietrzu, wykorzystując ją do ogrzania domu zimą. Energia która pozyskana jest w ten sposób jest całkowicie darmowa i ekologiczna. Pompy ciepła, mogą
w ten sposób zastąpić do 80% zużywanej energii, braki uzupełnione zostają przez tradycyjną sieć grzewczą. Korzyści mogą być jeszcze większe jeżeli system zostanie wsparty poprzez ogniwa fotowoltaiczne, a pompa ciepła zostanie wykorzystana, nie tylko do ogrzania domu, ale również do podgrzewania wody użytkowej.

Efektywność pomp ciepła.

Pompa ciepła typu Monoblok.

W monobloku cały układ chłodzący (fabrycznie napełniony czynnikiem chłodniczym) znajduje się wewnątrz obudowy jednostki zewnętrznej. Ciepło z monobloku jest transportowane do budynku przez wodę prowadzoną rurami w osłonach termoizolacyjnych.
Cechy konstrukcji typu monoblok:

  • pompa ciepła jest dostarczana do klienta z czynnikiem, fabrycznie uruchomiona i gotowa do użycia,

  • podłączenie elektryczne i wodne pompy ciepła do budynku może wykonać zwykły instalator bez uprawnień chłodniczych,

  • monoblok pracuje ciszej, bo drgania układu chłodniczego nie przenoszą się do budynku,

  • woda płynąca rurami na zewnątrz budynku jest narażona na zamrożenie, dlatego w ZEO stosujemy odpowiednie algorytmu zabezpieczające lub napełniamy instalację glikolem.