Pompy ciepła powietrze-woda: czy warto?

Pompy ciepła powietrze-woda (zwane także potocznie powietrznymi pompami ciepła) zyskują w Polsce coraz bardziej na popularności. To ekologiczne źródła ciepła, korzystające z odnawialnego źródła energii, jakim jest nagrzewane przez Słońce powietrze w ziemskiej atmosferze. Nieco tylko bardziej skomplikowane od klimatyzatorów, pozwalają wytwarzać ciepło dla budynku bez spalania, bez lokalnego emitowania spalin, a docelowo pozwolą Polakom ogrzewać domy bez śladu węglowego.

Powietrzne pompy ciepła polecane są tym inwestorom, którzy chcą mieć dom wyposażony w wodną instalację grzewczą, korzystać z pompy ciepła, a nie mają możliwości wykonania dolnego źródła z gruntowym wymiennikiem glikolowym. Powietrze jest źródłem ciepła o nieskończonej wydajności, bardzo łatwo dostępnym. Pompę ciepła powietrze-woda można zamontować nawet w mieszkaniu, na zewnętrznej ścianie bloku.

Ponieważ tego typu pompy ciepła czerpią energię do ogrzewania z powietrza, wiąże się to nie tylko z zaletami, ale i wadami.

Powietrzna pompa ciepła: jak działa?

Omówiliśmy to zagadnienie szerzej w osobnym artykule, więc tu będzie tylko skrótowo.

Podstawowym elementem pompy ciepła jest sprężarka i obieg czynnika roboczego. Ten czynnik jako ciecz o niskim ciśnieniu i temperaturze przechodzi przez wymiennik ciepła (tzw. parownik), opływany przez powietrze atmosferyczne. Tu odbiera ciepło od powietrza i ulega odparowaniu (stąd nazwa: parownik). Już jako gaz trafia do sprężarki, która podnosi jego ciśnienie, a przy okazji rośnie też temperatura (co wynika ze znanych nam praw fizyki). Gaz o wysokiej temperaturze trafia do drugiego wymiennika ciepła (skraplacza), w którym oddaje ciepło do wody krążącej w domowej instalacji, skraplając się (stąd nazwa). Później przepływa przez zawór obniżający jej ciśnienie i trafia z powrotem do parownika.

Do poprawnej pracy powietrznej pompy ciepła potrzebny jest tylko niczym niezakłócony przepływ powietrza przez parownik. Ponieważ na nim może osadzać się skroplona wilgoć z powietrza (jest bowiem zimniejszy od temperatury powietrza), w niektórych przypadkach może ulegać oblodzeniu. Ale pompy ciepła sobie z tym bez problemu radzą.

Jakie zalety mają pompy ciepła powietrze-woda

O podstawowej zalecie, jaką jest łatwa dostępność powietrza jako dolnego źródła ciepła, już wspominałem. Dzięki tej zalecie, pompę ciepła powietrze-woda można zamontować niemal w każdym ogrzewanym obiekcie. Można ją użyć do ogrzewania domów zlokalizowanych na małych, miejskich działkach. Nie ma też potrzeby wykonywania jakiejkolwiek instalacji, aby to ciepło mogło być pobierane z powietrza. Wprawdzie na zachodzie stosuje się czasem kanały dużej średnicy, które doprowadzają powietrze z zewnątrz do pompy ciepła, umieszczonej w budynku. U nas raczej wystawia się pompę ciepła za ścianę i problemu nie ma żadnego. No, pomijając osoby, którym biała skrzynka w ogrodzie albo na elewacji budynku przeszkadza wizualnie…

Powyższa fotografia (źródło) przedstawia zainstalowaną pompę ciepła powietrze-woda. Nie jest to może piękne urządzenie, ale z całą pewnością ładniejsze od np. dużego zbiornika na propan, który też niekiedy widuje się przy budynkach.

Dzięki rezygnacji z gruntowego wymiennika ciepła, obniża się koszt pompy ciepła. A gruntowy wymiennik jest niebagatelnym kosztem w przypadku ogrzewania w ten sposób, zwłaszcza w przypadku, gdy dolnym źródłem ciepła jest wymiennik w pionowych odwiertach…

Pompa ciepła powietrze-woda nie zajmuje miejsca we wnętrzu domu. Jest to istotne w przypadku domków bardzo małych, w których każdy skrawek miejsca jest na wagę złota. Jednostkę centralną pompy ciepła można przecież umieścić na zewnątrz budynku (i tak się robi w większości przypadków). Wiąże się z tym również mniejszy hałas w domu, bo hałas powstaje na zewnątrz. Ktoś mógłby powiedzieć, że przecież otwiera się okna i hałas będzie wpadać do domu przez okna. I słuszności mu odmówić nie będzie można, choć przecież zimą okna otwieramy rzadko i na krótko. A niektórzy z nas (szczęśliwcy posiadający wentylację mechaniczną albo nawiewniki w oknach) nie muszą otwierać ich w ogóle.

No i chyba najistotniejszą zaletą pompy ciepła jest tanie ciepło. Bo ciepło dostarczane przez pompę ciepła jest znacznie tańsze od ogrzewania elektrycznego, dla którego bardzo często jest alternatywą. Bo tam, gdzie można zastosować ogrzewanie elektryczne, tam można zastosować powietrzną pompę ciepła. Oczywiście nie zawsze ma to sens, przykładowo nie stosowałbym pompy ciepła do ogrzewania budynku pasywnego…

Wady pomp ciepła powietrze-woda

Też są, a jakże. Największą jest niższy, niż w przypadku pomp ciepła woda-woda albo glikol-woda, współczynnik wydajności pompy ciepła (COP).Wynika on z tego, że pompa ciepła tego typu pobiera ciepło przy niższych temperaturach, niż pompa glikol-woda, z wymiennikiem gruntowym. Ze względu na ryzyko oblodzenia wymiennika ciepła takiej pompy, musi ona być okresowo odszraniana, co odbywa się ze stratą ciepła.

W ekstremalnych przypadkach, czyli w najniższych temperaturach powietrza pompa w ogóle nie może działać bez włączenia się dodatkowej elektrycznej grzałki. Zarówno ta elektryczna grzałka, jak i niższy COP pompy ciepła powietrze-woda, powodują wyższe koszty jej eksploatacji, niż w przypadku pomp ciepła glikol-woda. Szczęśliwie te najniższe temperatury panują w roku tylko przez krótki okres, przez co nie mają dużego wpływu na koszt ogrzewania domu pompą ciepła.

Niektórzy użytkownicy pomp ciepła powietrze-woda skarżą się na to, że pod nimi robią się lodowe skorupy. Kapiąca z wymiennika woda (w trakcie odszraniania) kapie w dół i zamarza na gruncie (albo na ścianie, jeśli pompa wisi na ścianie). Tego się niestety nie da uniknąć bez odprowadzania tej wody.

Zastosowanie pomp ciepła powietrze-woda

Pompy ciepła powietrze-woda stosowane są jako źródło ciepła do domowych systemów ogrzewczych, ale także też do przygotowania ciepłej wody użytkowej. Jeśli chodzi o ogrzewanie domu w ten sposób, to w sumie nie różni się to nijak od ogrzewania zwykłą pompą ciepła, patrząc z punktu widzenia samej domowej instalacji grzewczej. Oczywiście najlepiej gdy pompa ciepła współpracuje z ogrzewaniem podłogowym.

Chciałem natomiast napisać jeszcze kilka słów odnośnie używania takich pomp ciepła do przygotowania ciepłej wody użytkowej. Czasem można w internecie przeczytać dyskusje o wyższości pomp ciepła powietrze-woda nad kolektorami słonecznymi. Mają one bowiem dostarczać ciepłej wody przez cały rok (w odróżnieniu od kolektorów słonecznych), a jednocześnie szybciej się zwrócić.

Mowa jednak o pompach ciepła, które użytkownicy często montują w pomieszczeniach wewnętrznych, np. w garażu czy kotłowni. I o ile latem działanie takiej pompy ciepła jest korzystne dla budynku (bo obniża w nim temperaturę), o tyle w okresach przejściowych i zimą, taka pompa ciepła podgrzewa ciepłą wodę korzystając z ciepła z wnętrza budynku. A więc tak naprawdę nie pobiera ona darmowego ciepła z powietrza, tylko ciepło wyprodukowane wcześniej w centralnym ogrzewaniu.

Ten artykuł opublikowany został ponad 12 lat temu. Powyżej znajduje się jego zaktualizowana i rozszerzona wersja.

Zobacz także