Pompa ciepła powietrzna – jakie są zasady jej działania? Czy może ogrzewać dom przez cały rok?

W ostatnich latach coraz więcej osób decyduje się na wykorzystywanie w swoich domach odnawialnych źródeł energii. Obok instalacji fotowoltaicznych coraz popularniejszych rozwiązaniem jest także pompa ciepła. Powietrzna wersja jest nieco mniejsza i tańsza od gruntowej. Niektórzy jednak uznają ją za mniej efektywną. Jaki jest mechanizm działania tego urządzenia? Czy jego zakup i montaż to opłacalna inwestycja? Podpowiadamy.

Jak działa powietrzna pompa ciepła?

Pompa ciepła powietrzna, nazywana również pompą powietrze/woda, to narzędzie, które służy do ogrzewania między innymi budynków mieszkalnych. Podstawą jej działania jest aerotermia, czyli wykorzystywanie powietrza atmosferycznego jako dolnego źródła ciepła.

W domowych instalacjach pompa ciepła powietrze/woda pełni dokładnie taką samą funkcje jak na przykład piec gazowy, węglowy, czy elektryczny. Zasila zarówno instalację centralnego ogrzewania (C.U.), jak i ciepłą wodę użytkową (C.W.U).

Schemat działania pompy ciepła powietrze woda wygląda mniej więcej w ten sposób:

1. Powietrze zasysane jest z zewnątrz do pompy.
2. W parowniku energia cieplna oddawana jest do płynnego czynnika chłodniczego.
3. Po podgrzaniu czynnik ten przechodzi do stanu gazowego i paruje.
4. W sprężarce pod wpływem sprężania rośnie zarówno ciśnienie, jak i temperatura.
5. Gorący gaz trafia do skraplacza, czyli wymiennika ciepła i podgrzewa zmagazynowaną wodę.
6. Po schłodzeniu skrapla się i trafia do zaworu rozprężonego, gdzie spada jego ciśnienie.
7. Cały cykl powtarza się od nowa.

Pompa ciepła powietrzna – dla kogo jest takie rozwiązanie?

Powietrzna pompa ciepła to urządzenie, które przeznaczone jest dla osób ceniących sobie wygodę i oszczędność. Bardzo często sięgają po nią właściciele starszego budownictwa, które nie było przystosowane do montowania gruntowej pompy ciepła.

W przypadku zamieszkałych od dawna i zagospodarowanych powierzchni montowanie bardzo dużej pompy ziemia/woda może być nie tylko bardzo kosztowne, ale także problematyczne po względem logistycznym. Tymczasem pompa powietrzna nie wymaga wykonywania skomplikowanych odwiertów. Nie bez znaczenia jest także fakt, że jest ona mała i stosunkowo tania.

Czy pompa ciepła powietrze-woda jest skuteczna zimą?

Pośród najistotniejszych wad tego modelu pompy ciepła najczęściej wymienia się fakt, że wykorzystuje ona powietrze zewnętrzne. Dlatego właśnie bardzo często pojawiają się pytania o to, czy pompa powietrzna spełnia swoje działanie również zimą. Jaka jest prawda?

Nowoczesne pompy powietrzne działają również przy minusowych temperaturach. W momencie, kiedy na dworze robi się zimno w powietrzu nadal znajduje się duża ilość energii do wykorzystania. Ruch cząsteczek zamiera całkowicie dopiero w temperaturze zera bezwzględnego, czyli −273,15°C. W warunkach polskiej zimy nie ma, więc obaw, aby skrajne temperatury całkowicie zablokowały działanie pompy ciepła.

1 Kw potrzebny do wyprodukowania energii daje możliwość uzyskania wyższej od siebie energii końcowej. Nadwyżska może być wykorzystywana na przykład do ogrzewania wody. Można z powodzeniem założyć, że nowoczesne pompy ciepła powietrze-woda ogrzewają dom przy zewnętrznych temperaturach, które wynoszą nawet -25°C.

Wydajność pompy ciepła powietrze-woda

Jeszcze kilka lat temu pompa ciepła powietrzna przestawała działać, kiedy temperatura na zewnątrz spadała do mniej więcej -5 stopni. Stąd utrzymujące się do dzisiaj przekonanie, że jest to narzędzie niewydajne i niewarte swojej ceny.

Już od jakiegoś czasu na rynku dostępne są nowoczesne pompy, które wyposażono w specjalne sprężarki, które mają zdolność pracy w warunkach zimowych. Pompa powietrzna będzie więc utrzymywała ciepło w budynku nawet wtedy, kiedy na zewnątrz zrobi się bardzo zimno.

A co w momencie, kiedy temperatura jednak spadnie do –25°C? Wprawdzie w warunkach polskiego klimatu zdarza się to bardzo rzadko, jednak sytuacji nie można w teorii całkowicie wykluczyć. W takim wypadku również nie ma się czego obawiać! W dostępnych obecnie na rynku urządzeniach zamontowano specjalne grzałki elektryczne, które mają za zadanie przejąć pracę pompy w momencie przekroczenia krytycznej temperatury.

Pompa ciepła powietrzna – na co zwrócić uwagę przy montażu?

Montaż powietrznej pompy ciepła nie jest tak skomplikowany i długotrwały jak w przypadku pompy gruntowej. Mimo wszystko trzeba dobrze się do niego przygotować. Prace trwają zazwyczaj od dwóch do trzech dni i muszą zakończyć się dokładnym sprawdzeniem dokumentacji oraz zaprogramowaniem automatyki.

Pompę ciepła należy zamontować na optymalnej wysokości. Zalegający zimą śnieg (ani żaden inny czynnik) nie powinien przysłaniać wentylatora. Trzeba także zadbać o to, aby instalacja stała na równej powierzchni i w takiej odległości od budynku, aby nie rozchodziły się drgania.

Pompa powietrze-woda a fotowoltaika

Do ogrzewania domu pompa ciepła potrzebuje wsparcia ze strony energii elektrycznej. Chociaż nadal jest to rozwiązanie tańsze niż tradycyjne piece, to jednak nie pozostaje obojętne dla rachunków za prąd. Każdą pompę ciepła można jednak podłączyć do instalacji fotowoltaicznej.

W takiej sytuacji cała instalacja zasilana jest z odnawialnego źródła, jakim jest energia słoneczna. Nie tylko nie generuje wówczas dodatkowego kosztu rachunków za prąd, ale wręcz sprawia, że dom staje (w pewnym stopniu) całkowicie samowystarczalny i niezależny od zewnętrznego dostawcy energii.

Ile kosztuje powietrzna pompa ciepła?

Zakup i montaż powietrznej pompy ciepła dobrej jakości to obecnie wydatek około 38-45 tysięcy złotych. Cena jest nieco wyższa w przypadku budynków, które wymagają znacznej modernizacji kotłowni.

Na pompę ciepła, także tę powietrzną można uzyskać dofinansowanie. Przykładem jest program Czyste Powietrze, który pozwala pozyskać nawet 20 tysięcy złotych na inwestycję. To znacznie obniża koszty wejściowe i sprawia, że więcej osób może cieszyć się tańszym ogrzewaniem bez szkody dla środowiska naturalnego.

Pompa ciepła powietrzna – podsumowanie

Pompa ciepła powietrzna to jedna z trzech głównych odmian tego urządzenia. Za pomocą elektryczności generuje ciepło z energii pochodzącej z powietrza atmosferycznego. Wbrew powszechnemu przekonaniu działa efektownie nawet w zimę. Kiedy zaś temperatura przekroczy granicę -25 stopni zaczynają działać zabezpieczenia w postaci elektrycznych grzałek.

Tego rodzaju instalacja grzewcza jest bardzo dobrym rozwiązaniem dla osób, które chcą zmodernizować swój dom zbudowany w starszym budownictwie. Jest mniejsza i nieco tańsza od pompy gruntowej a jej montaż jest zdecydowanie mniej inwazyjny i krótszy.