Arkadiusz Mędrzak
Pompa ciepła powietrze-woda pozwala nie tylko ogrzać dom lub mieszkanie stosunkowo niskim kosztem, ale jest też rozwiązaniem mało inwazyjnym. Dowiedz się, jak działa i czy sprawdzi się u ciebie.
Tego typu pompy ciepła wykorzystują różnicę temperatur pomiędzy otoczeniem i niezamarzającym płynem z układu. Dowiedz się, jakie procesy zachodzą, aby ten sposób rzeczywiście pozwalał na ogrzanie wnętrza. Poznaj również wady i zalety takiego rozwiązania i poznaj alternatywy.
Jak działa pompa ciepła powietrze-woda?
Schemat działania powietrznej pompy ciepła jest stosunkowo prosty i znany od dawna. Wykorzystuje on różnicę temperatur pomiędzy otoczeniem a niezamarzającym płynem wypełniającym układ. W pierwszej kolejności wentylator pobiera powietrze z otoczenia i kieruje je do parownika. W nim znajduje się płyn, który zawsze ma temperaturę niższą od otoczenia. Dzięki temu może zostać nagrzany o kilka stopni Celsjusza i przetransportować energię do dalszej części układu.
Pewnie zastanawiasz się, jak pompy ciepła powietrze-woda mogą cokolwiek ogrzać przy tak małych różnicach temperatur? Tutaj do działania wchodzi sprężarka. Ogrzany płyn chłodniczy oddaje ciepło do zbiornika z cieczą, która paruje nawet w bardzo niskich temperaturach. Para zbierana jest do sprężarki. Sprężenie gazu pod wysokim ciśnieniem sprawia, że nagrzewa się on do wysokiej temperatury. Takie ciepło umożliwia już podgrzewanie zbiornika z wodą użytkową lub nawet instalacji ogrzewania obiektu.
Zamknięty obieg płynu pobierającego energię i odzyskiwania cieczy poddawanej parowaniu sprawia, że pompa ciepła powietrze-woda jest praktycznie bezobsługowa. Jej schemat działania do złudzenia przypomina lodówki, które także pobierają energię z pokarmu. Różnica polega na tym, że w przypadku pomp ciepła wysoka temperatura nie jest produktem ubocznym, a zasobem.
Przez wiele osób pompa ciepła powietrzna uznawana jest za nieskuteczną w okresie zimowym. Tymczasem kluczem do zrozumienia jej działania jest pojęcie różnicy temperatur. Płyn transportujący ciepło musi być zawsze zimniejszy od pobieranego powietrza. Nawet jeśli temperatura na zewnątrz wyniesie −2°C, a niezamarzająca ciecz osiągnie temperaturę −5°C, to będzie ona w stanie się nagrzać i przekazać ciepło do dalszej części systemu. Nie będzie to bardzo efektywne, jednak skuteczne.
Inne warianty pomp ciepła
Pompy ciepła powietrze woda to niejedyne urządzenia nastawione na pozyskiwanie temperatury z otoczenia. Wśród pomp ciepła popularnością cieszą się także te, dla których źródłem energii jest woda. Wówczas instalacja umieszczona jest na dnie stawu, w studni czy w zbiorniku wody zrzutowej. Instalacja wymaga jednak montażu wokół obiektu większej liczby akcesoriów do pobierania ciepła.
Jeszcze więcej ingerencji w otoczenie wymagają gruntowe pompy ciepła. Z pewnością wiesz, że temperatura pod powierzchnią ziemi jest wyższa, niż na powierzchni. Pompy wykorzystują te różnice poprzez system parowników umieszczanych pod ziemią.
W przypadku pomp gruntowych można skorzystać z dwóch rozwiązań. Jeśli masz do dyspozycji działkę o sporej wielkości, na której chcesz założyć trawnik, możesz uznać się za szczęściarza. To doskonałe warunki do montażu instalacji pomp gruntowych powierzchniowych. W tym przypadku kolektory montowane są poziomo poniżej głębokości przemarzania gruntu. Instalacja może zajmować do kilku arów powierzchni w zależności od potrzeb obiektu.
Jeśli większość twojej działki będzie zajmował dom, ogród i parking, nie jesteś skazany na pompy ciepła powietrze-woda. Możesz skorzystać z drugiego wariantu, czyli kolektorów pionowych. Tu z kolei instalacja wprowadzana jest w grunt na głębokość od 100 do nawet 200 metrów. Wykonuje się pionowe odwierty, a następnie umieszcza w nich instalację. Pod powierzchnią ziemi temperatury są stabilne i nienarażone na czynniki atmosferyczne. W związku z tym te pompy, pomimo wysokich kosztów montażu, należą do najbardziej efektywnych.
Pompa ciepła powietrze/woda – ogrzewanie niskim kosztem
Spośród wszystkich wymienionych urządzeń pompy ciepła typu powietrze-woda są najmniej inwazyjne. Można uwzględnić je w projekcie nowego domu i zyskać miejsce w pomieszczeniach zazwyczaj wykorzystywanych na kotłownie. Nie potrzeba też montażu układu kominowego, co z kolei wpływa na nowoczesną bryłę obiektu. Pompa ciepła powietrzna to także znakomity sposób na wyposażenie budynków już wzniesionych. Dokonując niewielkich przeróbek, możesz wprowadzić nowoczesne źródło energii do mieszkania.
Pompy nie wykorzystują procesu spalania do pozyskiwania energii, dlatego nie emitują spalin. To pozwala utrzymać czyste powietrze w otoczeniu domu. W pewnym stopniu wpływasz też na spowolnienie efektu cieplarnianego, a nawet odwracasz jego skutki. Instalacja nie wytwarza dodatkowej temperatury, a pobiera ciepło, które zostało już stworzone. Dlatego odwracasz niszczące procesy. Minimalnie, ale to zawsze coś!
Nowoczesne pompy grzewcze powietrze-woda to urządzenia całkowicie bezobsługowe. Możesz pożegnać zatem wszystkie problemy związane z napełnianiem i czyszczeniem kotła, a także zamawianiem węgla. Pompy mogą być wykorzystywane również latem do chłodzenia pomieszczeń. W takich systemach tworzona jest dodatkowa instalacja, która ma za zadanie oddawanie temperatury do otoczenia. Często do przeprowadzenia obu procesów wykorzystuje się to samo powietrze pobierane przez wentylatory.
Pompa ciepła powietrzna – wady
Nie ma rozwiązań idealnych i pompy ciepła powietrze/woda również mają swoje wady. Wiele osób wskazuje na potrzebę podłączania systemu do sieci elektrycznej. Pompy rzeczywiście wykorzystują prąd, jednak służy on tylko do zasilania pomp i sprężarki. Jego zużycie w stosunku do pozyskanej energii przedstawia się w proporcji 1 : 3. Zapotrzebowanie na tę energię może całkowicie pokryć montaż paneli słonecznych.
Można narzekać także na słabą efektywność w okresie zimowym. Wiele zależy jednak od właściwego doboru instalacji i lokalizacji wentylatorów. Nawet kilka godzin słonecznej pogody jest w stanie znacznie podgrzać powietrze. Przy odpowiednio ustawionym wentylatorze możesz czerpać z tego wymierne korzyści.
Wśród problemów można wymienić także koszt pracy pompy ciepła powietrznej. Cena systemu jest nieco wyższa od instalacji fotowoltaicznej. Często nie jest też w stanie zaspokoić całkowitego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania. Także okres zwrotu inwestycji może okazać się bardzo długi i jedynym pocieszeniem jest spora żywotność pomp, która przewidziana jest na 50 lat.
Nie można też zapominać o sprężarkach, które należą do najsłabszych punktów całej instalacji. Jeśli sięgniesz po kiepskiej jakości urządzenie, musisz liczyć się z częstymi awariami. Z kolei najwyższej jakości nowoczesny sprzęt jest bardzo kosztowny. Problemem może być też uciążliwy hałas, który emituje sprężarka podczas pracy. Nie da się tego uniknąć i to jedyna uciążliwość, jaka płynie z eksploatacji systemu. Warto się jednak zastanowić, czy bezobsługowość sieci i niemal całkowity brak kosztów ogrzewania wody nie jest większą wartością.
Mimo kilku wad pompy ciepła powietrze-woda lub wykorzystujące inne źródła energii to szansa na podwójny zysk. Po pierwsze, do minimum ograniczasz koszty ogrzewania wody użytkowej, a czasem także całego obiektu. Po drugie, nie niszczysz środowiska naturalnego pobieraniem z niego surowców i emisją szkodliwych spalin. Dzięki temu dla przyszłych pokoleń pozostawiasz swoją część planety bardziej czystą.
