Decydując się na budowę lub gruntowny remont naszego domu, warto rozważyć montaż niskotemperaturowego źródła ogrzewania, jakim jest pompa ciepła. Najprościej rzecz ujmując, te nowoczesne i przyjazne środowisku urządzenia pobierają ciepło z otoczenia - gruntu, wody lub powietrza, i dostarczają je do instalacji centralnego ogrzewania lub ciepłej wody użytkowej.

Zastosowaniu pomp ciepła, szczególnie tych, wykorzystujących powietrze, sprzyja też zmieniający się klimat – zimy są coraz łagodniejsze, a temperatury przez większość okresu zimowego zbliżone są do 0 stopni C, co najwyżej spadając lekko poniżej zera. Są to warunki, w których pompy ciepła powietrze – woda (tzw. powietrzne pompy ciepła) pracują bardzo efektywnie.

Przeczytaj także: Ogrzewanie gazowe – podstawowe informacje

Jak działają pompy ciepła?

Pompa ciepła to urządzenie grzewcze wykorzystujące energię cieplną, której ogromne ilości znajdują się w naturalnych pokładach gruntu, powietrza i wody. Jego zasada działania oparta jest na typowych przemianach fizycznych, które zachodzą w urządzeniu: parowaniu, sprężaniu, skraplaniu oraz rozprężaniu gazów. Ciepło pobierane z dolnego źródła o niższej temperaturze jest przekazywane dzięki energii elektrycznej do górnego źródła o temperaturze wyższej.

Co to oznacza w praktyce? Zadaniem pompy ciepła jest „wyciągnięcie” ciepła z jednego miejsca, a następnie oddanie go przy wyższej temperaturze w innym miejscu. Często można spotkać się ze stwierdzeniem, że pompa ciepła nie wytwarza, a jedynie przenosi (przepompowuje) ciepło z otoczenia w określone miejsce. Codziennie doświadczamy praktycznego działania takiego pompowania ciepła, korzystając na przykład z lodówki czy zamrażarki (w przypadku tych urządzeń zależy nam jednak na efekcie odwrotnym – chłodzeniu danej przestrzeni).

Rodzaje pomp ciepła

Pompy ciepła wykorzystywane do celów grzewczych dzielimy według dolnego źródła zasilania. Wyszczególniamy zatem:

• Pompy gruntowe, wykorzystujące ciepło zawarte w gruncie. Jest to najskuteczniejszy wariant, bardzo dobrze dopasowany do polskich warunków klimatycznych. Ten typ pompy ciepła wymaga jednak zainstalowania na odpowiednio dużej powierzchni systemu poziomych kolektorów gruntowych lub wykonania głębokich odwiertów pionowych, co generuje znaczne koszty związane z instalacją.
• Pompy wodne, wykorzystujące zasoby warstw wodonośnych lub zbiorników wodnych. Wariant równie skuteczny, aczkolwiek rzadko stosowany w Polsce, czego powodem jest zazwyczaj brak odpowiednich warunków.
• Pompy powietrzne, wykorzystujące energię nagromadzoną w powietrzu. Ich montaż jest dużo prostszy, a przez to również tańszy, niż w przypadku pozostałych rodzajów pomp ciepła. Nie trzeba tu bowiem ponosić np. kosztów układania rur kolektora gruntowego, czy też wiercenia studni.

Na rynku polskim dostępne są przede wszystkim pompy gruntowe i pompy powietrzne. Dodatkowo każde z rozwiązań oferowane jest w różnych wariantach. Wybór należy uzależnić przede wszystkim od funkcji, jaką ma spełniać pompa, ilości miejsca przeznaczonego na to urządzenie oraz jego lokalizacji.

Zalety i wady pomp ciepła

Pompy ciepła mają wiele zalet - odpowiednio dobrane do powierzchni i charakterystyki obiektu są praktycznie bezobsługowe, co przekłada się na wygodę i bezpieczeństwo ich użytkowania. W przypadku tego systemu grzewczego nie ma potrzeby transportu i składowania paliwa czy rozpalania i czyszczenia urządzenia, gdyż nie zachodzi tu żaden proces spalania. Urządzenia nie wymagają specjalistycznej kotłowni, a system gwarantuje oszczędność miejsca i dowolną aranżację pomieszczenia technicznego. Nowoczesne urządzenia są bardzo ciche i bardzo proste w obsłudze, a sterowanie sprowadza się jedynie do ustawienia żądanych temperatur w pomieszczeniach za pomocą intuicyjnych sterowników. Większość pomp ciepła może też być wykorzystywana latem do chłodzenia pomieszczeń. Ponadto, inwestorzy cenią sobie ten system grzewczy za to, że dzięki niemu są niezależni od cen paliw, ich jakości i ciągłości zachowania dostaw przez producentów.

Pompy ciepła cechują najniższe koszty eksploatacyjne ze wszystkich urządzeń, a jeżeli dodatkowo zainwestujemy w ogniwa fotowoltaiczne, może okazać się, iż koszty ogrzewania przestaną być istotną pozycją w naszym budżecie domowym. Oczywiście, musimy pamiętać, iż instalacja fotowoltaiczna, którą chcemy zasilać pompę ciepła, musi mieć odpowiednio dużą moc i – co za tym idzie – powierzchnię, na której zainstalujemy moduły fotowoltaiczne, co także pociąga za sobą wymierne koszty. Niemniej jednak, zarówno instalacje fotowoltaiczne, jak i pompy ciepła to urządzenia wykorzystujące tzw. odnawialne źródła energii, do których zakupu często możemy uzyskać dotacje kształtujące się w przedziale 30 – 80% kosztów inwestycyjnych.

Po stronie wad należy wskazać przede wszystkim dosyć wysokie koszty inwestycyjne (głównie w przypadku pomp gruntowych typu solanka-woda), a także obniżoną sprawność przy niskich temperaturach (w przypadku pomp powietrznych). Krytycy pomp ciepła wskazują, iż optymalne warunki pracy wymagają ogrzewania niskotemperaturowego (np. podłogowego), jednak nie zmienia to faktu, iż pompy ciepła mogą także z powodzeniem współpracować z ogrzewaniem grzejnikowym, a minusem będzie tu nieco niższa sprawność systemu.

Pompy ciepła a środowisko naturalne

Czynnik środowiskowy coraz częściej pojawia się jako niezwykle ważny element przy wyborze ogrzewania dla naszego domu, co świadczy o znaczącym wzroście świadomości ekologicznej Polaków. Pompy ciepła jako jedne z nielicznych spośród urządzeń grzewczych nie powodują żadnej emisji niebezpiecznych związków do atmosfery. W miejscu eksploatacji pompy ciepła urządzenia nie powstają spaliny, zatem nie zanieczyszczamy środowiska naturalnego. Wybierając pompę ciepła, ograniczamy wydobycie i zapotrzebowania na paliwa kopalne, a tym samym przyczyniamy się do walki z problemem niskiej emisji i smogu.

Jedyna emisja, jaka związana jest z pompami ciepła, odnosi się do zanieczyszczeń powstałych w procesach produkcji energii elektrycznej, która zasila urządzenie napędzające sprężarkę, co jednak bezpośrednio nie przekłada się na powstawanie niskiej emisji, gdyż energetykę przemysłową obowiązują restrykcyjne normy emisyjne, a emisja zanieczyszczeń ograniczana jest do minimum.

Przeczytaj także: Zrozumieć ocieplenie klimatu – wina natury czy człowieka?

Współfinansowane ze środków Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Katowicach. 

Grafika:

• https://pixabay.com/photos/heat-pumps-father-dad-kids-393059/