Ekologiczny i ekonomiczny sposób ogrzania domu. Poznaj pompy ciepła

Czym są pompy ciepła?

Jeżeli mielibyśmy opisać pompy ciepła w jednym zdaniu, to są to urządzenia grzewcze wykorzystujące energię płynącą ze środowiska naturalnego, a konkretnie z gruntu, wody lub powietrza. Stąd dostępne na rynku są odpowiednio pompy gruntowe, wodne i powietrzne. Choć nazwa na to nie wskazuje, pompy ciepła mogą też zapewniać chłód w letnie dni. Do tego najczęściej wykorzystuje się klimatyzatory, które są przykładem pompy działającej w układzie powietrze-powietrze.

W materiałach dotyczących tych urządzeń traficie na takie pojęcia jak źródło dolne i górne. Tym pierwszym w zależności od rodzaju pompy jest powietrze, woda lub grunt. Źródło górne to system ogrzewania domu i przygotowywania ciepłej wody użytkowej. Do działania pompy jest potrzebna energia elektryczna, ale w przypadku najnowszych rozwiązań klasa efektywności jest na tyle wysoka, że w porównaniu z ogrzewaniem elektrycznym pompa ciepła jest prawie 5 razy bardziej wydajna. Dla przykładu pompy ciepła marki Daikin do wyprodukowania 5 kW energii cieplnej zużywają zaledwie 1 kW energii elektrycznej.

Jak działa pompa ciepła?

Wspomnieliśmy już o tym, że pompy potrzebują do działania energii elektrycznej. W skład urządzenia wchodzą następujące elementy: wymiennik do pozyskiwania ciepła ze środowiska (parownik), sprężarka, wymiennik do oddawania ciepła do instalacji (skraplacz) oraz zawór rozprężny. Jak te elementy ze sobą współgrają? Czynnik roboczy, który pomaga w transportowaniu ciepła z niższego na wyższy poziom temperatury, trafia do parownika, gdzie odparowuje i pobiera ciepło z otoczenia. Następnie w postaci pary gazowej jest zasysany przez sprężarkę, która podnosi jego temperaturę. Finalnie trafia do skraplacza, gdzie jest skraplany oddając energię do instalacji grzewczej. Zawór rozprężny ma za zadanie redukować ciśnienie, co powoduje spadek temperatury czynnika roboczego.

Wybór i montaż

Decydując się na montaż pompy ciepła, należy dopasować jej moc do zapotrzebowania cieplnego w budynku. W przypadku powietrznej pompy ciepła należy również wybrać odpowiednie miejsce montażu jednostki zewnętrznej, tak by zminimalizować negatywny wpływ na pracę pompy ze strony czynników zewnętrznych takich jak deszcze, wiatr, słońce. Pompy gruntowe korzystają z kolektora poziomego ułożonego na głębokości ok. 1,5 m lub pionowego, który zajmuje mniej miejsca, ale wymaga odwiertu na głębokość od 40 do 150 m. Przy pompach wodnych wymagane są dwie studnie. Woda jest pobierana z jednej, a następnie odprowadzana do gruntu za pośrednictwem drugiej. Wiele osób może się zastanawiać, czy pompy powietrzne sprawdzą się w trakcie polskiej zimy. Pompy ciepła tworzone są z myślą o pracy w najtrudniejszych warunkach. Na przykład pompy ciepła Daikin są w stanie pracować nawet przy temperaturze -28 stopni Celsjusza. Oznacza to, że nawet przy ujemnych temperaturach pompy cechują się wyższym współczynnikiem efektywności niż ogrzewanie elektryczne.

Właściciele domów, którzy przeprowadzają modernizację systemu grzewczego i mają dostęp do gazu ziemnego, powinni zwrócić uwagę na pompy hybrydowe, które mogą współpracować z kotłem gazowym, czyli takim, w którym nośnik ciepła cyrkulującego w obiegu centralnego ogrzewania oraz woda użytkowa podgrzewane są przy pomocy gazu ziemnego lub skroplonego propan-butanu. Na przykład pompa Daikin Altherma łączy niskotemperaturową pompę ciepła 5 lub 8 kW z kondensacyjnym kotłem gazowym o mocy 28 kW. Takie rozwiązanie sprawdzi się w instalacjach nisko- i wysokotemperaturowych. Do wyboru są wtedy trzy tryby pracy – tylko pompa ciepła, równoległa praca pompy i kotła oraz tylko kocioł gazowy.

Najwięcej usterek i zagrożeń dla całego układu pompy ciepła może się pojawić w wyniku ich nieprawidłowego montażu. Ten powinien być wykonany przez certyfikowanych fachowców, którzy na podstawie projektu inżynierskiego pomogą wskazać właściwą pompę, która powinna być zamontowana i często doradzą przy zakupie. Często instalator jest również dystrybutorem pompy ciepła, współpracując z producentem przeprowadzi klienta przez całą usługę – od projektu, poprzez wybór i zakup pompy ciepła, aż do jej montażu.

Trzeba jednak pamiętać o formalnościach. W przypadku pompy ciepła o mocy poniżej 50 kW nie jest wymagane pozwolenie na budowę ani zgłoszenie instalacji, chyba że znajduje się ona w sąsiedztwie obszarów objętych programem Natura 2000. Wtedy przeprowadzana jest ocena ewentualnego wpływu pompy na środowisko. W przypadku budynków wpisanych do rejestru zabytków lub znajdujących się na obszarach objętych nadzorem konserwatorskim należy uzyskać zgodę wojewódzkiego konserwatora zabytków. Przy pompach wodnych obowiązują dodatkowo przepisy prawa wodnego, a przy odwiertach na obszarach górniczych lub poza nimi, jeśli głębokość przekracza 30 m, wymagane są formalności regulowane przez prawo geologiczne i górnicze. W tym zakresie warto skorzystać z pomocy instalatora, który często dużo lepiej orientuje się w zawiłościach prawnych.

Korzyści z użytkowania

Oprócz oczywistych benefitów w postaci niskiego zużycia energii i uwolnienia od korzystania z paliw kopalnych, warto pamiętać także o aspekcie finansowym. Zakup pompy ciepła objęty jest dofinansowaniem. Tak oto w ramach programu Czyste Powietrze właściciele domów termomodernizowanych mogą otrzymać 32 tys. zł na zakup i montaż urządzenia. Posiadacze instalacji fotowoltaicznych zyskają 37 tys. zł. Do właścicieli nowych domów skierowano program Moje Ciepło, który pomoże sfinansować nawet 30 proc. kosztów zakupu pompy powietrznej lub gruntowej. W ramach projektu Ciepłe Mieszkanie właściciele lokali w budynkach wielorodzinnych mogą liczyć na dofinansowanie nawet do 90 proc. Jego wysokość jest uzależniona od osiąganych dochodów i obejmuje pompy powietrzne i gruntowe.