Cała prawda o pompach ciepła

Artykuł ten ma za zadanie wyjaśnienie, czym tak naprawdę jest pompa ciepła i czy opłaca się jej montaż i używanie… Te urządzenia grzewcze zyskują ostatnio na popularności przede wszystkim dzięki obniżeniu ich cen, ale także przez wzrost cen ciepła i paliw do ogrzewania.

Co to takiego „pompa ciepła”?

Pompa ciepła jest urządzeniem działającym na tej samej zasadzie, jak lodówka czy klimatyzator. Jej celem nie jest jednak odebranie ciepła od owoców czy jogurtów schowanych w lodówce ale dostarczenie ciepła, czyli to, co lodówka robi na wymienniku umieszczonym z tyłu obudowy.

Zadaniem pompy ciepła jest „wyciągnięcie” ciepła z miejsca, w którym zamontowany jest „zimny” wymiennik ciepła (fachowo określa się to mianem dolnego źródła pompy ciepła), przy niskiej temperaturze, a następnie jego przekazanie („przepompowanie”) w wyższej temperaturze na „gorącym” wymienniku (jest to górne źródło pompy ciepła).

Rodzajów dolnych źródeł jest sporo. Najpopularniejsze są m.in.:

• pobieranie ciepła z powietrza atmosferycznego, nadmuchiwanego na wymiennik ciepła za pomocą wentylatora,
• rurowy wymiennik ciepła zakopany na głębokości 1,5 m pod trawnikiem, w którym krąży ciecz niezamarzająca (mieszanka glikolu i wody),
• rurowy wymiennik ciepła wpuszczony w pionowy odwiert wykonany na głębokość 50-100 metrów (a dokładniej, kilka takich odwiertów),
• rurowy wymiennik umieszczony na dnie stawu, lub na dnie rzeki,
• pobieranie wody z podziemnego ujęcia, po czym spuszczanie wody (po odebraniu od niej ciepła) do studni zrzutowej,
• pobieranie wody ze zbiornika lub rzeki, spuszczanie w innym miejscu.

Jest również kilka rodzajów górnych źródeł dla pompy ciepła:

• ogrzewanie podłogowe — najpopularniejsze i najbardziej korzystne,
• grzejniki,
• wymiennik ciepła podgrzewający bezpośrednio powietrze.

W zależności od tego, skąd pobierane jest ciepło i jak jest oddawane, wyróżniamy m.in. pompy ciepła:

• powietrze-powietrze (ogrzewają powietrze w pokoju, odbierając ciepła od powietrza atmosferycznego za ścianą),
• powietrze-woda (chłodzą powietrze, ogrzewają wodę w instalacji ogrzewczej lub ciepłą wodę użytkową),
• glikol-woda (ciepło jest odbierane przez ciecz niezamarzającą, zaś oddawane jest do wody krążącej w instalacji ogrzewczej),
• woda-woda (jak powyżej, przy czym ciepło odbierane jest nie od glikolu krążącego w wymienniku ciepła, tylko bezpośrednio z wody czerpanej ze studni, rzeki lub stawu).

Prostą pompą ciepła powietrze-powietrze jest również klimatyzator. Niektóre urządzenia tego typu mają możliwość pracy grzewczej. Szczegóły w artykule „Klimatyzatory i ogrzewanie?”

Jak to może wyglądać po zainstalowaniu w domu, przedstawia widoczny obok schemat (źródło: RainWindSun). Jeśli ciekawi Cię, jak działają pompy ciepła, zachęcam Cię do przeczytania tego artykułu.

Czy pompa ciepła się opłaca?

Pompa ciepła jest najczęściej uważana za alternatywę dla ogrzewania elektrycznego.W porównaniu do zwykłego ogrzewania elektrycznego (piece elektryczne, piece akumulacyjne, grzejniki elektryczne) jest znacznie bardziej oszczędne. Pompa ciepła zużywając jedną jednostkę energii elektrycznej dostarcza do pomieszczeń 2-5 jednostek ciepła.

Pod tym względem górują pompy ciepła woda-woda. O ile dobrze zostanie zaplanowane dolne źródło ciepła dla takiej pompy (tj. zakopana w ziemi rurka będzie miała odpowiednią długość), będą one miały przez cały rok stosunkowo najwyższą temperaturę tego dolnego źródła. A właśnie od tej różnicy temperatur (między temperaturą pobierania ciepła w dolnym a oddawania go w górnym źródle) zależy efektywność pompy ciepła. Dlatego pompy ciepła powietrze-woda, które korzystają z powietrza atmosferycznego, przy największych mrozach pod tym względem wypadają słabo.

A zatem w porównaniu do ogrzewania elektrycznego, pompa ciepła daje znacznie tańsze ciepło. Niestety, inwestycyjnie jest znacznie droższa. Bo wydatek na pompę ciepła zaczyna się mniej więcej od ok. 20 000 PLN, a skończyć się może w okolicy 50 000 PLN.

Biorąc pod uwagę same koszty eksploatacji, ogrzewanie pompą ciepła jest znacznie tańsze, niż zwykłe ogrzewanie elektryczne. Ale w domach energooszczędnych (a zwłaszcza w domach pasywnych) mogą już w ogóle nie być opłacalne. Wtedy niskie zużycie ciepła przez budynek nie da pompie ciepła szansy się zwrócić.

W wielu przypadkach pompy ciepła mogą być tańsze, niż ogrzewanie gazowe czy ogrzewanie na olej opałowy. Porównanie w takim przypadku jest już znacznie trudniejsze, bo znać trzeba ceny oleju / gazu i energii elektrycznej u konkretnego odbiorcy.

W domu, który podłączony jest jedynie do energii elektrycznej (nie ma dostępu do gazociągu), warto rozważyć ten sposób ogrzewania.

Inne zalety pomp ciepła

Jeśli chodzi o inne, niefinansowe zalety, bezsprzecznie można wymienić dwie niekiedy bardzo istotne. Po pierwsze, dobrze dobrana do budynku pompa ciepła jest kompletnie bezobsługowa. Nie trzeba jej ładować węglem, odpalać, czyścić, trzeba jedynie regularnie opłacać faktury za dostarczoną energię elektryczną. Po drugie, pompa ciepła w miejscu eksploatacji nie powoduje powstawania spalin, nie zanieczyszcza więc atmosfery pyłem i dymem. Oczywiście wyprodukowanie energii elektrycznej zużywanej przez pompę nie odbywa się bez kosztów dla środowiska, ale emisje spalin z elektrowni są mniej uciążliwe, niż emisje z niskich kominów na osiedlach domków jednorodzinnych.

Warto wspomnieć, że pompę ciepła stosunkowo łatwo jest zamontować niemal w każdym rodzaju budynku. Nawet w mieszkaniach w bloku, znacznie łatwiej jest zamontować pompę ciepła, niż kocioł centralnego ogrzewania. Bo pompa ciepła powietrze-powietrze to tylko dwie jednostki montowane na ścianie, jedna wewnątrz mieszkania, druga na zewnątrz. Nie ma potrzeby podłączania pompy do żadnego komina dymowego czy spalinowego, w które dzisiejsze mieszkania nie są już zazwyczaj wyposażane.

Jak wspomniałem powyżej, pompy ciepła nie wymagają kominów. Zastosowanie takiego źródła ciepła pozwala znacząco obniżyć koszt budowy domu, właśnie o koszt wykonania komina dla kotła czy kominka, na który składa się nie tylko samo wymurowanie kominka (materiał, robocizna), ale i nieco bardziej wytrzymały fundament oraz przejście komina przez dach (obróbki blacharskie, ew. przerobienie więźby dachowej, jeśli projektant umieści komin w złym miejscu).

Artykuły powiązane tematycznie:

1. Błędny wybór pompy ciepła W jednym z ostatnich (czerwcowym) numerze miesięcznika Ładny Dom znalazł...
2. Pompy ciepła glikol-woda Najbardziej rozpowszechnionymi pompami ciepła służącymi do ogrzewania pomieszczeń są pompy...
3. Pompy ciepła powietrze-woda Pompy ciepła powietrze-woda polecane są tym inwestorom, którzy chcą mieć...
4. Jak działają pompy ciepła? Dla wielu osób, które po raz pierwszy spotykają się z...
5. Pompy ciepła i perpetuum mobile Lubię odpisywać na pytania czytelników, zwłaszcza na te, które zmuszają...