Co to jest pompa ciepła i jak działa?

Pompa ciepła może wydawać się urządzeniem działającym nieco wbrew logice. Wykorzystuje bowiem chłodne powietrze na zewnątrz domu do ogrzewania go, czy podgrzewania wody. Co jeszcze warto wiedzieć o pompie ciepła i jaka jest zasada jej działania? Wszystko dowiesz się poniżej.

Efektywność. To słowo jest kluczem do zrozumienia, dlaczego pompa ciepła jest dobrym wyborem jako ogrzewanie domu. Zasada działania pompy nie jest może najprostsza do zrozumienia. Efekty jej pracy są jednak bardzo dobre. Z tego względu dziś bardzo często instalacja z pompą ciepła służy do ogrzewania nowoczesnego domu.

Sprawdzamy, jak nowoczesne technologie mogą efektywnie regulować temperaturę wewnątrz naszego domu.

Pompa ciepła to jedno z najnowszych rozwiązań z zakresu ogrzewania wnętrz. Tworzy obieg ciepła pomiędzy obszarami o różnej temperaturze. Energia pozyskana z zewnątrz jest zamieniana na ciepło - czy to do ogrzania domu, czy nagrzania wody w domowej instalacji.

Ten sposób ogrzewania jest niezwykle ekologiczny głównie ze względu na swoją wysoką efektywność. Nawet 75% ciepła oddanego do domu pochodzi bowiem ze środowiska naturalnego otaczającego dom (z powietrza, wody, gruntu).

Podstawowym celem instalacji pompy ciepła jest oczywiście ogrzewanie wnętrza domu lub innej przestrzeni. Okazuje się, że pompa ma szereg zalet w porównaniu z innymi, bardziej tradycyjnymi, sposobami ogrzewania (np. piecem gazowym lub ogrzewaniem elektrycznym). Duża wydajność podczas pracy sprawia, że pompa zużywa mało energii elektrycznej do działania Jest przez to przyjazna dla środowiska, a także ekonomiczna, Montaż pompy ciepła może więc okazać się dobrą inwestycją, choć mówimy raczej o dłuższej perspektywie czasowej.

Ze względu na swoje atuty pompy ciepła z roku na rok stają się coraz bardziej popularne. Z dostępnych danych wynika między innymi, że w 2021 roku odnotowano 80-procentowy wzrost liczby montowanych urządzeń tego typu. Chęć oszczędności, a także możliwość otrzymania dofinansowania sprawiają, że Polacy chętnie wybierają pompy ciepła.

Opisywany sprzęt potrafi wytworzyć energię pochodzącą z różnicy temperatur pomiędzy wnętrzem domu, a jego otoczeniem. Pompa ciepła może zresztą pracować również w innych miejscach - często znajdziemy ją choćby w nowoczesnych samochodach elektrycznych. W każdej sytuacji mówimy o tej samej zasadzie - pompa ciepła “przenosi” energię z otoczenia do instalacji grzewczej w domu (lub innym miejscu).

Cała instalacja posiada dwa źródła ciepła - dolne (czyli otoczenie, na przykład powietrze wokół domu) oraz górne. Górnym źródłem ciepła nazywamy system ogrzewania w naszym domu. Zwykle tworzą go:

• ogrzewanie podłogowe
• instalacja grzewcza z kaloryferami
• ogrzewanie wody

Pompa ciepła odbiera energię cieplną z otoczenia. W instalacji znajduje się natomiast czynnik roboczy. Może on korzystać z ciepła na zewnątrz, jeśli mamy do czynienia z powietrzną pompą ciepła.  Jeżeli zewnętrzne źródło ciepła znajduje się pod ziemią, zwykle wykorzystuje się roztwór glikolu.

Czynnik roboczy następnie paruje, a umieszczona w instalacji sprężarka powoduje zwiększenie ciśnienia pary. W dalszej kolejności następuje natomiast skraplanie czynnika roboczego. Towarzyszy temu sporo ciepła, które oczywiście się nie marnuje. To ono właśnie trafia do instalacji grzewczej domu.

Pompa ciepła działa więc w nieco magiczny sposób. Zamienia chłód w ciepło, będąc przy tym niezwykle ekonomicznym źródłem ogrzewania elektrycznego. Jeśli jednak przyjrzymy się zasadzie działania pompy ciepła nieco bliżej, zobaczymy, że to nie magia, a nowoczesna technologia stoi za całym procesem.

Osoby budujące dom zwykle po prostu decydują się na wybór pompy ciepła do ogrzewania. Pozwala osiągnąć sporą niezależność energetyczną, szczególnie gdy nasz dom ma też panele słoneczne. Ten ekologiczny sprzęt nierzadko jest też jednak elementem modernizacji cieplnej już istniejącego budynku. W obu przypadkach warto zwrócić szczególną uwagę na opłacalność całej inwestycji. Przy wyborze pompy ciepła musimy wziąć pod uwagę takie kwestie, jak:

• możliwość instalacji pompy danego typu
• koszt pompy ciepła
• wydajność pompy w przeliczeniu na powierzchnię domu
• zużycie prądu podczas działania - koszt używania pompy ciepła

Jaką pompę ciepła wybrać? Jest kilka rodzajów. W dalszej części dzisiejszego tekstu przedstawimy kilka najpopularniejszych. Oczywiście, nie każdy może samemu dokonać wyboru. Myśląc o pompie ciepła wiele osób korzysta więc ze wsparcia specjalistów i doradców.

Pompa ciepła typu monoblok oznacza, że jeden sprzęt posiada cały obieg  ciepła w pompie. O “splicie” mówimy natomiast, gdy jeden komponent układu znajduje się wewnątrz domu, a drugi - na zewnątrz. Wybór między nimi w dużej mierze uzależniony jest od naszego domu. Nie każda nieruchomość pozwoli na montaż pompy typu split z dodatkowym elementem na zewnątrz.

Jak sama nazwa wskazuje, ten typ pompy pobiera energię cieplną z gruntu. Zaletą jest fakt, że mimo istnienia zewnętrznego komponentu całego układu, jest on niemal niewidoczny. Znajduje się pod ziemią. Doskonale sprawdza się więc w budynkach mieszkalnych, na przykład domach jednorodzinnych. Myśląc o takiej pompie musimy wziąć pod uwagę uwarunkowania terenu i moc dolnego źródła ciepła. W grunt wkopuje się wymiennik ciepła, który odbiera energię cieplną spod ziemi.

Pionowy kolektor gruntowy może sięgać nawet do 100 metrów pod ziemię. Poziomy “wariant” znajduje się natomiast znacznie płycej - zwykle na głębokości 1,2-1,5 metra. Pierwsza z opcji sprawdzi się doskonale, jeżeli powierzchnia naszej działki nie jest zbyt duża. Może być jednak kosztowna w instalacji.

Źródło zdjęcia: http://vikersonn.eu/uncategorized/zasada-dzialania-pompy-geotermalnej/

W przeciwieństwie do gruntowej pompy, powietrzne pompy ciepła nie wymagają tak dużo zachodu przy instalacji. Wymiennik ciepła znajduje się bowiem na zewnątrz. Ma to swoje zalety (łatwość konserwacji, niższy koszt), ale również wady. Instalacja może zajmować nieco miejsca w otoczeniu domu, co nie każdemu będzie na rękę. Niski koszt inwestycji przekłada się też na sporą dostępność różnych modelu pomp. Decydując się na rozwiązanie z powietrznym wymiennikiem ciepła mamy więc spory wybór.

W tej sytuacji mówimy o współdziałaniu dwóch źródeł ogrzewania w tym samym czasie. Powietrzna pompa ciepła może działać w parze z kotłem gazowym, choć zwykle nie w tym samym czasie. Można więc powiedzieć, że w tej sytuacji mamy po prostu dwa źródła ciepła w domu. Inteligentny system zarządza nimi w jak najbardziej efektywny sposób. Bierze pod uwagę koszt energii elektrycznej w danym momencie (np. różne taryfy, dostępność prądu z fotowoltaiki), a także aktualne potrzeby grzewcze domu. Taka instalacja może być maksymalnie skuteczna i efektywna, jednak - oczywiście - jest też droga w zakupie.

W tym przypadku zasada działania pompy ciepła jest niemal identyczna. Zmienia się jedynie sposób zasilania sprężarki używanej do wzrostu ciśnienia czynnika roboczego. W typowych pompach jest ona elektryczna, gazowe pompy ciepła wykorzystują natomiast do tego spalony gaz. Komponenty takiej pompy znajdują się poza budynkiem. Dzięki temu emisja gazów (podczas spalania paliwa) właściwie nie jest odczuwalna. Montaż gazowej pompy może być niezłą opcją, jeśli inwestor nie posiada fotowoltaiki i obawia się o dostępność prądu.

Zwykła pompa ciepła pozwala zamienić energię z otoczenia na ciepło wewnątrz budynku. Oczywiście, niekiedy oczekiwalibyśmy natomiast działania zupełnie przeciwnego.W ciepłe dni, zwykle latem, pomocna okaże się więc pompa rewersyjna. Działa nieco podobnie do klimatyzacji. Zasada działania pompy jest tu odwrócona - to wnętrze naszego domu staje się dolnym źródłem ciepła, które “oddajemy” na zewnątrz domu.

Wybór jednego z modeli (a także w ogóle rodzajów pomp ciepła) zwykle podyktowany jest zapotrzebowaniem na energię cieplną. Poszczególne rozwiązania mogą również być bardziej efektywne i oszczędniejsze podczas eksploatacji. Wtedy jednak ich zakup jest odpowiednio droższy. Każdy musi więc sam ocenić, którą pompę wybrać. 

Na szczęście nie musimy zostać sami z tym dylematem. Warto zasięgnąć rady u ekspertów. Zwróć przy tym uwagę na to, aby korzystać z pomocy rzetelnych firm, które mają w swoim asortymencie różne rodzaje pomp ciepła. Wtedy masz pewność, że doradca rzeczywiście dobierze model pod konkretne potrzeby.

Podsumowując, jest wiele argumentów przemawiających za montażem pompy ciepła. Przede wszystkim jest obecnie jednym z najbardziej efektywnych sposobów ogrzewania. Wiele rodzajów pomp sprawia, że każdy inwestor znajdzie idealną instalację dla konkretnego przeznaczenia.