Pompy ciepła są aktualnie pierwszym wyborem właścicieli budynków mieszkalnych w zakresie urządzeń do bezemisyjnego i ekonomicznego ogrzewania. O popularności tego typu urządzeń decyduje m.in. narastający kryzys energetyczny, objawiający się drożejącymi surowcami takimi jak węgiel i gaz ziemny. Znaczna część importu tych surowców pochodziła z Rosji, dlatego wprowadzenie embargo odbiło się bardzo mocno na cenach rynkowych. Należy pamiętać, że pompy ciepła są najpopularniejsze w krajach odznaczających się klimatem umiarkowanym. Nie oznacza to oczywiście, że urządzenia nie mogą być stosowane również w klimacie chłodnym. W poniższym artykule omówimy zalety i wady instalacji pompy ciepła na takich właśnie obszarach.

Co to jest pompa ciepła?

Pompa ciepła to nowoczesne urządzenie służące do efektywnego kosztowo ogrzewania budynków mieszkalnych i lokali użytkowych. Urządzenie nie produkuje ciepła poprzez spalanie paliwa, a pobiera je z tzw. dolnego źródła ciepła. Jego rolę pełni najczęściej powietrze lub grunt. Najpopularniejsze oferowane na rynku rodzaje pomp ciepła to:

• pompa ciepła powietrze woda - w tym przypadku energia cieplna jest pobierana z powietrza atmosferycznego. Czynnik chłodniczy, który zaabsorbował ciepło jest następnie sprężany, co podnosi jest temperaturę. Następnie energia jest przekazywana do wody zgromadzonej w hydraulicznym systemie grzewczym i zasobnika wody użytkowej.
• pompa ciepła powietrze powietrze - ten rodzaj pompy ciepła działa i wygląda podobnie, jak układ klimatyzacji. W tym przypadku ogrzewanie odbywa się poprzez wtłoczenie ciepłego powietrza bezpośrednio do powietrza wypełniającego poszczególne pomieszczenia. Pomija się tu pośrednika w postaci wody, co pozwala zaoszczędzić na kosztach montażu instalacji hydraulicznej, ale należy pamiętać, że taki rodzaj pompy nie podgrzeje wody użytkowej.
• pompa ciepła solanka woda - jest to typ pompy ciepła, który bazuje na wymienniku gruntowym. Podczas prac montażowych realizowane są bardzo głębokie odwierty (czasami o głębokości nawet kilkuset metrów), do których wprowadza się sondy wypełniane solanką lub glikolem. Ciepło pobrane z gruntu jest następnie wykorzystywane do podgrzewania wody analogiczne, jak w systemach powietrze woda.

Zalety i wady montażu urządzenia w klimacie chłodnym

Sprawność energetyczna

Pompa ciepła uchodzi za urządzenie nieporównywalnie bardziej energooszczędne, aniżeli tradycyjne systemy grzewcze. Dzięki wysokiej sprawności energetycznej zużywa ona mniej energii niż kotły gazowe. Sprawność najnowocześniejszych powietrznych pomp ciepła wynosi nawet 500%. W przypadku kotłów zasilanych paliwem stałym sprawność nie przekracza zwykle 80%, a kotłów gazowych 110%

Sprawność energetyczna pomp ciepła wyraża się najczęściej za pomocą wskaźnika COP (Coefficient Of Performance). Wartość wskaźnika określa ile kWh energii cieplnej wygeneruje pompa ciepła przy zużyciu 1 kWh energii elektrycznej. Trzeba wiedzieć, że COP jest wskaźnikiem podawanym dla konkretnych temperatur dolnego i górnego źródła ciepła. Niższa temperatura zewnętrzna i wyższa temperatura ogrzewania wody w systemie hydraulicznym wpływa na sprawność energetyczną negatywnie. Porównując urządzenia oferowane przez różnych producentów zwróć uwagę, aby wartość COP odnosiła się do tych samych temperatur.

Decydując się na montaż pompy ciepła w klimacie chłodnym, należy pamiętać, że uzyskanie maksymalnego COP najprawdopodobniej nie będzie możliwe. Dla przykładu: pompa ciepła Panasonic w wersji T-CAP 9kW pracująca w temperaturze +7℃, która podgrzewa wodę do poziomu 35℃, osiąga sprawność na poziomie 4,84. Gdy temperatura powietrza spadnie do -7℃, COP wyniesie już tylko 2,85. W przypadku gdy budynek nie jest wyposażony w system ogrzewania podłogowego, co wymusza podgrzewanie wody do poziomu ponad 50℃, łatwo spadek sprawności poniżej poziomu 2.

Wielofunkcyjność

Większość pomp ciepła może być używanych zarówno do ogrzewania, jak i chłodzenia, co czyni z nich rozwiązanie wszechstronne. Urządzenia typu powietrze powietrze działają w trybie nadmuchowym i wtłaczają chłodne powietrze bezpośrednio do wnętrza budynku. Wykorzystanie do chłodzenia pomp ciepła typu powietrze woda wymaga zaś skorzystania z klimakonwektorów. Należy o tym pamiętać planując budżet inwestycji, bo zakup i montaż takich wymienników może pochłonąć niemały budżet.

Funkcję chłodzenia pomieszczeń w okresie letnim docenią szczególnie mieszkańcy regionów zlokalizowanych w strefie klimatu ciepłego i umiarkowanego. W przypadku klimatu chłodnego funkcja będzie miała charakter drugoplanowy. Ostatecznie może się okazać, że zakup droższego urządzenia dającego możliwość chłodzenia będzie wtedy zupełnie nieuzasadniony pod względem ekonomicznym.

Koszt instalacji

Decyzja o montażu pompy ciepła wiąże się zwykle z wydatkiem na poziomie kilkudziesięciu tysięcy złotych. Instalacja pompy ciepła w obszarze klimatu chłodnego może przysporzyć dodatkowych kosztów. W przypadku urządzeń typu monoblok, w których wszystkie kluczowe elementy urządzenia są wbudowane w jednostkę zewnętrzną, należy zadbać o odpowiednia ochronę antyzamrożeniową. Połączenie hydrauliczne pomiędzy agregatem a wnętrzem budynku należy wypełnić płynem odpornym na zamarzanie. Użyteczne może być też wyposażenie układu w pompę obiegową, która utrudni zamarznięcie płynu podczas najniższych temperatur. Niektóre osoby, które chcą zadbać o bezpieczeństwo jeszcze bardziej mogą wyposażyć pompę obiegową w alternatywne źródło zasilania, które umożliwi pracę urządzenia podczas przerw w dostawie energii elektrycznej z sieci.

Popularnym rozwiązaniem stosowanym przez mieszkańców regionów charakteryzujących się najsurowszym klimatem jest montaż systemu biwalentnego. Polega on na połączeniu dwóch źródeł ciepła. Zwykle jednym z nich jest pompa ciepła, a drugim kocioł gazowy lub kominek z płaszczem wodnym. Oba systemy współpracują z sobą i po przekroczeniu punktu biwalentnego (temperatury, w której pompa ciepła musiałaby korzystać z grzałki elektrycznej), uruchamiane jest źródło ciepła bardziej ekonomiczne w danych warunkach temperaturowych. Takie rozwiązanie gwarantuje najlepsze możliwe parametry sprawności energetycznej systemu grzewczego, ale instalacja jest bardzo droga.

Wnioski

Podsumowując, instalacja pompy ciepła w regionach, w których panuje klimaty zimny ma zarówno zalety, jak i wady. Z jednej strony pompy ciepła są energooszczędne, wszechstronne i przyjazne dla środowiska. Pracując w danych warunkach temperaturowych gwarantują wysoką sprawność energetyczną i zapewniają niskie koszty eksploatacji. Z drugiej należy pamiętać, że efektywność pracy urządzeń ulega znacznemu ograniczeniu w przypadku ekstremalnie niskich temperatur. Po przekroczeniu temperatury ok. -15℃ realizację funkcji grzewczej przejmuje zwykła grzałka elektryczna, a sprawność energetyczna spada do minimum.

Decyzja o montażu pompy ciepła powinna być zawsze poparta szczegółową analizą lokalnych uwarunkowań. Instalacja tego źródła ciepła może być nawet dwu- a nawet trzykrotnie droższa niż w przypadku rozwiązań tradycyjnych. Podjęcie błędnej decyzji może skutkować nie tylko brakiem oczekiwanego rezultatu ekonomicznego, ale również generować dyskomfort termiczny dla mieszkańców domu. Jeżeli chcesz podjąć odpowiedzialną decyzję, skonsultuj swój wybór z doświadczonym instalatorem lub skorzystaj z serwisu internetowego proheat.pl. Znajdziesz tu wiele wartościowych poradników dotyczących omawianej technologii, a także recenzje i opinie modeli oferowanych przez najpopularniejszych producentów.