Efektywność działania pompy ciepła - jak ją zwiększyć?

O efektywności działania pompy ciepła powinniśmy myśleć już na etapie jej wyboru. Jeśli decydujemy się na pompę powietrze-woda, zadbajmy, żeby urządzenie miało wydajny układ aktywnego rozmrażania parownika (przy temperaturze zewnętrznej poniżej +5°C). Zapewni nam to niskie zużycie energii elektrycznej na każdy cykl rozmrażania. W przypadku powietrznych pomp ciepła, gdy powstanie oblodzenie, sprężarka kieruje strumień gorącego gazu bezpośrednio na parownik. Dlatego rozmrażanie przebiega szybko i energooszczędnie.

Zdecydowanie mniej efektywne od systemu aktywnego rozmrażania parownika jest zastosowanie w tym celu grzałki elektrycznej.

W niektórych modelach pomp ciepła powierzchnia zewnętrzna parownika pokrywana jest warstwą hydrofobową zmniejszającą siłę przylegania cząsteczek wody. Zastosowanie tego rozwiązania spowalnia proces obladzania i ułatwia odprowadzanie wody z powierzchni parownika podczas odszraniania.

Przeczytaj: Jak dobrze wybrać pompę ciepła do domu

Czasem powierzchnia zewnętrzna parownika pokrywana jest warstwą hydrofobową, która zmniejsza siłę przylegania cząsteczek wody. Wszystko po to, żeby spowolnić proces oblodzenia i ułatwić odprowadzanie wody z powierzchni parownika w czasie odszraniania.

Pompy ciepła ze sprężarką sterowaną inwerterowo to wyższa efektywność

Innym rozwiązaniem technologicznym, nad którym powinniśmy się zastanowić przy wyborze modelu pompy ciepła, jest inwerterowe sterowanie sprężarką. Jeśli uświadomimy sobie, że sprężarka może zużywać nawet 90% energii elektrycznej potrzebnej do działania pompy ciepła, to łatwo zauważyć, że jej konstrukcja i wydajność mają decydujące znaczenie, jeśli chcemy zwiększyć efektywność pracy całego urządzenia.

– Obecnie producenci coraz częściej wykorzystują inwerterową regulację wydajności sprężarki, która jest najważniejszym elementem pompy ciepła. W standardowym rozwiązaniu sprężarka działa w trybie ON/OFF (włącz/wyłącz). Oznacza to, że regulator zasilany prądem zmiennym jedynie uruchamia lub wyłącza sprężarkę. Brak jest jednak w tym przypadku regulacji wydajności pracy urządzenia, która zależy tylko od aktualnych parametrów dolnego i górnego źródła ciepła. Dla pompy ciepła dolnym źródłem jest najczęściej grunt, woda lub powietrze, a górnym źródłem – woda lub powietrze będące czynnikiem grzejnym domowej instalacji. Tymczasem zastosowanie inwertera (zwanego falownikiem) modulującego częstotliwość, pozwala na płynną regulację szybkości obrotowej silnika elektrycznego napędzającego sprężarkę. To z kolei oznacza płynne zwiększenie lub obniżenie wydajności cieplnej (lub chłodniczej) pompy ciepła – tłumaczy Małgorzata Smuczyńska, Menedżer ds. marki NIBE.

Do zalet sprężarek inwerterowych możemy zaliczyć:

• dopasowanie mocy grzewczej pompy ciepła do bieżących potrzeb budynku poprzez możliwość dokładnej regulacji temperatury zasilania systemu grzewczego,
• ograniczenie nadwyżek ciepła, co pozwala na zastosowanie mniejszych zbiorników buforowych lub w wielu przypadkach pozwala na rezygnację z ich stosowania,
• redukcję cyklów taktowania (ilości włączeń i uruchomień) sprężarki, co przyczynia się znacząco do wydłużenia trwałości urządzenia.

Wszystko to przekłada się na zwiększenie komfortu termicznego w budynku dzięki lepszej wydajności i łagodniejszym rozruchom w porównaniu do standardowych urządzeń o stałej mocy (typu ON/OFF).

Wydajność pompy ciepła a różnica temperatur dolnego i górnego źródła

Równie ważnym czynnikiem wpływającym na wydajność i żywotność pompy ciepła jest różnica temperatur dolnego i górnego źródła. Przy czym dolnym źródłem jest najczęściej grunt, woda lub powietrze, natomiast górnym źródłem - woda lub powietrze, które są czynnikiem grzejnym domowej instalacji.

Gdy różnica tych temperatur spada, wzrasta COP (współczynnik efektywności) pompy. O ile na temperaturę dolnego źródła ciepła mamy niewielki wpływ, o tyle na temperaturę górnego źródła mamy wpływ decydujący. Warto grzejnikowy system ogrzewania zastąpić wodnym ogrzewaniem płaszczyznowym (podłogowym lub ściennym), a jeśli jest to niemożliwe, przynajmniej zastąpić grzejniki tradycyjne grzejnikami niskotemperaturowymi.

Nasz wpływ na dolne źródło zasilania dotyczy przede wszystkim gruntowych pomp ciepła z kolektorem poziomym i wiąże się z dbałością o jego poprawną regenerację termiczną. Aby nasze dolne źródło ciepła odpowiednio odnawiało swoje zasoby energetyczne, powinno być odpowiednio nawadniane. Dlatego należy unikać utwardzania gruntu nad nim, ponieważ to utrudnia wchłanianie wody deszczowej. Dodatkowo możemy nad kolektorem ułożyć drenaż rozsączający z przydomowej oczyszczalni, wykonać warstwę lub studnię chłonną czy rozprowadzić nad nim wody opadowe z dachu. Należy też zadbać o odpowiednie nasłonecznienie terenu tak, aby nie zacieniały go budynki, drobne budowle ogrodowe czy drzewa i krzewy.

Zapotrzebowanie domu na energię cieplną

Na koniec warto wspomnieć o tym, że odpowiednia izolacyjność cieplna ścian, stropów, okien i drzwi zewnętrznych ma ogromny wpływ na koszty ogrzewania domu. Dlatego też dobrym sposobem na poprawę działania i zmniejszenie obciążeń eksploatacyjnych dla pompy ciepła jest poprawa izolacyjności przegród budowlanych w naszym domu lub mieszkaniu. W najbliższej przyszłości ulegną zmianie przepisy dotyczące warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Wg rozporządzenia zostaną zaostrzone wymagania termoizolacyjności budynków poprzez kolejne ograniczenie maksymalnej wartości współczynnika przenikania ciepła U dla przegród zewnętrznych. Już od 2021 roku współczynnik ten dla ścian będzie wynosił 0,20 W/(m2.K). Warto więc zadbać o to, aby nasz budynek odpowiadał przynajmniej obowiązującym obecnie normom budowlanym. Jest to też jeden ze sposobów ograniczenia strat ciepła w budynku, co przekłada się na efektywniejszą pracę pompy ciepła.

Sprawdź:Dofinansowanie do pomp ciepła w ramach programu "Czyste Powietrze"