Czym tak naprawdę jest powietrzna pompa ciepła?

Każdy z nas jest świadomy tego, że świat dąży do ograniczenia emisjii dwutlenku wegla do atmosfery poprzez wykorzystywanie urządzeń bazujących na odnawilanych źródłach energii. Systemy oparte na konwekcjonalnych źródłach energii (np. piece węglowe, kotły olejowe) są zastępowane porzyjaznymi dla środowiska instalacjami, jak np. pompami ciepła. Na przełomie ostatnich lat pompy ciepła zaczynają być w Polsce coraz popularniejsze i chętnie wykorzystywana jako źródło energii,a coraz więcej inwestorów decyduje się właśnie na takie rozwiązanie. Tendencja ta nie ulegnie zmianą, gdyż ograniczenia w użytkowaniu źródeł wykorzystujących paliwa stałe będą powodowały wymianę tzw. kopciuchów w domach. Pompa ciepła zapewnia najbardziej efektywne rozwiązanie dla pieców i kotłów, a przy tym zerową emisję dwutlenku węgla oraz ogromny komfort użytkowania. 

Powietrzne pompy ciepła: 

Wyróżniamy dwa rodzaje pomp ciepła: powietrzne i gruntowe. Powietrzne pompy ciepła wykorzystują zazwyczaj ciepło zawarte w powietrzu otoiczenia do ogrzewania pomieszczeń lub podgrzewania ciepłej wody użytkowej. Mogą one również pełnić funkcje ochładzania pomieszczeń.  Mogą one być zainstalowane jako kompaktowe jednostki wewnętrzne lub na zewnątrz budynku.  W naszej ofercie mogą Państwo znaleźć dwa rodzaje powietrznych pomp ciepła- typu split i typu monoblok. Syustemy typu split składają się z jednej jednostki wewnątrz i jednej an zewnątrz domu, zatem układ chłodniczy jest rozdzielony i połączony poprzez przewody. Natomiast pompy ciepła monoblok posiadają układ chłodniczy zintegrowany z jednostką, hermetyczny i w całości wykonywany fabrycznie. Różnica również jest widoczna w cenie, ponieważ pompy ciepla typu split są tańsze niż monobloki. Jednak trzeba pamietać, że pompy typu split wymagają regularnych kontroli układów chłodniczych. Najczęściej wraz z powietrzną pompą ciepła współpracuje system ogrzewania podłogowego, który to rozprowadza całe wyprodukowane przez pompę powietrzną ciepło mające na celu ogrzania budynku. Na rynku można znaleźć różne pompy ciepła, od niskotemperaturowych, poprzez wysokotemperaturowe. Pompy wysokotemperaturowe mogą być dobrym rozwiązaniej do modernizacji starych instalacji grzewczych, dając wysoki komfort grzewczy.

Porównujący powietrzną pompę ciepła z pompą gruntową możemy zauważyć wiele podobieństw jak i różnic. Obie pompy świetnie współpracują z ogrzewaniem podłogowym. W kwestii kosztów zakupu i montażu znaczniej lepiej wypada powietrzna pompa ciepła, ponieważ jest ona tańsza i znacznie łatwiejsza w montażu (brak odwiertów pionowych oraz źródła poziomego). Natomiast jeżeli chodzi o efektywność pracy to lepszym rozwiązaniem jest pompa gruntowa. Dzieje się tak ponieważ powietrzna pompa ciepła ma ograniczenia temperaturowe w jakich może pracować  (np. od -25°C do 35°C Daikin Altherma ). W przypadku pompy gruntowej nie ma takiego ograniczenia temperaturowego ponieważ energia jest czerpana z gruntu.

Zasada działania pompy ciepła

W zależności od rodzaju pomp ciepła ich wygląd zewnętrzny będzie różny. Dla większości z nich jednostka wewnętrzna będzie przypominała wielkością i wyglądem lodówkę. Przy powietrznych pompach ciepła do jednostki wewnętrznej dołączona będzie jednostka zewnętrzna wyposażona w wentylator. Jej wygląd w większości przypadków porównywalny będzie do jednostek klimatyzatorów. Rysunek nr. 1 przedstawia typową jednostkę zewnętrzną pompy ciepła firmy Daikin.

Rysunek 1. Jednostka zewnętrzna powietrznej pompy ciepła firmy Daikin

To właśnie te jednostki odpowiedzialne są za odebranie energii zgromadzonej w powietrzu. Energia ta występuje w postaci ciepła, które kierowane jest na pomocą wentylatorów na wymiennik ciepła.  W nim strumień powietrza opływa miedziane i aluminiowe lamele powodując odparowanie czynnika chłodniczego. Taki czynnik chłodniczy posiada dużą energię i kierowany jest do sprężarki, gdzie następuje jego sprężenie powodujące duży wzrost temperatury. Temperatura ta odbierana jest w wymienniku pośrednim przez wodę grzewczą, która zasila np. ogrzewanie podłogowe oraz zasobnik c.w.u. Jeśli odwrócimy obieg i dodamy kilka elementów do instalacji zapewnimy sobie chłodzenie.

Reasumując pompy ciepła nie wytwarzają ciepła tylko przenoszą je ze źródła dolnego czyli powietrza lub gruntu i transferują je do źródła górnego czyli instalacji ogrzewania podłogowego, grzejnikowego lub zasobnika c.w.u. Dzięki wysokiej efektywności pomp ciepła zarówno pompy powietrznej jaki i pompy gruntowej– wystarczy niewielka ilość energii elektrycznej którą zasilamy pompę ciepła co skutkuje zapewnieniem ogrzewania znacznie taniej niż kotłem gazowym czy olejowym. 

Kiedy warto zainwestować w powietrzną pompę ciepła?

Zaletami powietrznych pomp ciepła jest przede wszystkim ich niższa cena zakupu oraz montażu, który jest również łatiwejsyzy w porównaniu do innych rozwiąząń z dziedziny pomp ciepła. 

 Obserwując ciągle rosnące ceny paliw kopalnianych, którymi jest zasilana większość instalacji grzewczych w naszych domach i związane z tym koszt zużycia powodują, że szukamy innych alternatywnych rozwiązań. Jednym z nich są właśnie powietrzne pompy ciepła, które w przyszłości pozwola nam zaoszczędzi pieniądze. Wielu inwestorów modernizujących swoje domy wybiera wysokotemperaturowe powietrzne pompy ciepła (np. z firmy Daikin). Dzieje się tak ponieważ nie ma przymusu przebudowy instalacji centralnego ogrzewania, a co za tym idzie znacznego zwiększenia kosztów inwestycji.

Gdzie montować powietrzną pompę ciepła?

Powietrzna pompa ciepła może być lokalizowana w wielu miejscach. Na elewacji budynku, na gruncie, na specjalnym fundamencie, a nawet na dachu. Przy wyborze miejsca gdzie umieścimy jednostkę zewnętrzną musimy wziąć pod uwagę aspekty architektoniczne, róże wiatrów oraz możliwości techniczne. Przyjrzyjmy się pokrótce poszczególnym lokalizacją.

Jeśli planujemy jednostkę zewnętrzną powiesić na elewacji budynku, wykorzystamy do tego specjalne uchwyty umożliwiające jej montaż. Ważne, aby zapewnić swobodny przepływ powietrza wokół jednostki. Zaleca się odsunięcie pleców urządzenia od ściany o co najmniej 20 cm. Wielkość ta zapewni niezakłóconą cyrkulację powietrza co jest konieczne do poprawnej pracy urządzenia. Należy także uwzględnić odpływ skroplin, które będą efektem pracy urządzenia. Skropliny te można kierować np. do rynny. W takim przypadku urządzenie warto wyposażyć w podgrzewaną tacę ociekową, która nie dopuści do zamarzania skroplin i w efekcie zatkania odpływu. Niektóre urządzenia w jednostce zewnętrznej posiadają czujnik temperatury. Dlatego korzystnie jest zamontować urządzenie w miejscu, gdzie nie będzie oświetlane bezpośrednio promieniowaniem słonecznym.

Innym miejscem, gdzie możemy umiejscowić jednostkę zewnętrzną są niewielkie fundamenty betonowe, które służą za stelaż montażowy. Ich zaletą jest brak przenoszenia drgań urządzenia na budynek, które mogą powstawać podczas intensywnej pracy urządzenia. Nie są to duże drgania, ale osoby o wrażliwym słuchu mogą je słyszeć gdyby stali bezpośrednio przy ścianie, gdzie zamontowane jest urządzenie. Decydując się na montaż na gruncie, skropliny z maszyny będą spływać bezpośrednio do gruntu. Dodatkowa korzyścią jest także łatwy dostęp do urządzenia. Nie ingerujemy także w ocieplenie ścian i nie istnieje ryzyko powstania mostków cieplnych. Podobnie jak powyżej, zaleca się aby jednostka znajdowała się w miejscu zacienionym. Jeśli nie ma takiej możliwości warto system wyposażyć w zewnętrzny czujnik temperatury, który zostanie zamontowany w cieniu.

Jednostkę zewnętrzną łączy się jednostką wewnętrzną która coraz częściej dzięki zwartej budowie zawiera wbudowany zasobnik na ciepłą wodę użytkową. Lokalizację tych elementów można już przeprowadzić w dowolny sposób wykorzystując dowolne pomieszczenie techniczne lub nawet garderobę. Przykładowe jednostki wewnętrzne przedstawiamy na poniższych rysunkach.

Rysunek 2 Wygląd jednostek wewnętrznych powietrznych pomp ciepła

Korzyści płynące z inwestycji w powietrzną pompę ciepła

Decydując się na wybór sposobu ogrzewania domu z powietrzną pompą ciepła już na etapie samego planowania inwestycji jaką jest budowa domu należy zrezygnować z budowy kominów spalinowych. Coraz większa ilość projektów dotyczy domów o powierzchni 100-180 metrów gdzie nie buduje się pomieszczeń kotłowni a nawet pomieszczeń technicznych. Dla powietrznej pompy ciepła to nie problem, gdyż można ją umieścić w dowolnym miejscu budynku np. w garderobie czy kuchni. Taka realizacja nie podnosi kosztów budowy, co miało by miejsce przy wyborze innych sposobów ogrzewania. Dodatkowo brak przyłącza gazu oraz instalacji wewnętrznej dodatkowo obniża koszty inwestycji.  Instalacja wydajnej powietrznej pompy ciepła zmniejszy nasze koszty ogrzewania między 30 a 55% w porównaniu ze standardowym systemem.

Oczywiście na koszty eksploatacyjne znaczenie będzie miała konstrukcja budynku, rodzaj zastosowanego oszklenia oraz preferencje temperaturowe mieszkańców. Ważną kwestią jest górne źródło ciepła czyli instalacja ogrzewania podłogowego lub grzejnikowego. Najlepsze rezultaty osiągniemy wykonując instalację ogrzewania powierzchniowego czyli tzw. podłogówkę. Zapewni ona najlepsze warunki pracy dla pompy ciepła, co przełoży się na niższe rachunki za ogrzewanie. Pomijana przez większość użytkowników jest żywotność systemu. Kotły gazowe bez większych awarii powinny pracować przez okres 6-8 lat. Po tym okresie główne komponenty systemu będą nadawać się do wymiany.  Dla pomp ciepła, sercem systemu jest sprężarka której żywotność określana jest na co najmniej 25 lat. Jednak prawidłowo dobrana pompa ciepła pracuje pomiędzy 1800 a 2400 godzin w roku, a żywotność sprężarek na czynniki chłodnicze określa się na około 80 000 godzin. Tak więc z powodzeniem sprężarka może pracować nawet  ponad 40 lat.

Fakty i mity

Czy powietrzna pompa ciepła jest droższa od gruntowych pomp ciepła ?

Mit! Koszt instalacji systemu z powietrzną pompą ciepła jest o wile mniejszy niż w przypadku innych systemów grzewczych. Spowodowane jest to np. brakiem odwiertów pionowych czy poziomych źródeł ciepła. Jej montaż ogranicza się tylko do zamontowana jednostki zewnętrznej na wcześniej przygotowanej stopie betonowej. 

Czy pompy powietrzne są proste w montażu?

Fakt! Różnica pomiędzy montażem tych dwóch urządzeń jest taka, że powietrzne pompy ciepła nie potrzebują kosztownego rozwiązania, które zapewnią grzanie budynku. Kolejnym faktem jest prosty montaż jednostki zewnętrznej i brak potrzeby robienia odwiertów.

Czy pompy ciepła nie pracują w ujemnych temperaturach?

Mit! Producenci powietrznych pomp ciepła projektują swoje maszyny tak, aby nawet przy największych mrozach zapewniały komfort cieplny w budynku. Obecnie firma Daikin ma w swojej ofercie pompę przystosowaną do pracy nawet przy -28°C.

Czy powietrzne pompy ciepła są energooszczędne?

Fakt! Energia elektryczna, która jest pobierana przez powietrzną pompę ciepła jest używana w większości do pracy sprężarki. Przyjmuje się, że na każdy 1 kW pobranej jest zamieniany na 5 kW energii cieplnej.

Czy powietrzna pompa ciepła musi pracować z innym systemem grzewczym?

Mit! Powietrzne pompy ciepła są tak pordukowane, aby mogły w pełni niezależnie od innych instalacji grzewczych (np. piece olejowe, gazowe, itd.) były wstanie wygrzać cały budynek, w którym są zainstalowane.

Czy powietrzne pompy ciepła są coraz bardziej popularne?

Fakt! Rośnie grono użytkowników, którzy są zadowoleni właśnie z tych pomp. Zaletą tych pomp jest tani zakup jak i montaż, a w późniejszym czasie ich bezobsługowa praca. Pompy ciepła zapewniają również duży komfort grzewczy, który również daje zadowolenie użytkowników. Spore liczba użytkowników takich pomp to ludzie, którzy modernizowali swoje domu i szukali tańszego a zarazem wystarczającego do zapewnienia komfortu źródła ciepła.