Pompy ciepła - ich charakterystyka. Typy pomp i sposób ich działania

Energia cieplna może być pobierana z różnych źródeł, takich jak woda, ziemia czy powietrze. Mówimy o tym, jak działają oraz na co zwrócić uwagę podczas zakupu pomp ciepła.

Dowiedz się: Jak ubiegać się o dofinansowanie do pompy ciepła 

O sposobie ogrzewania domu warto pomyśleć już gdy go projektujemy. Dobór odpowiedniego urządzenia grzewczego zależy od kilku czynników. Najważniejszym jest rodzaj budynku i jego zapotrzebowanie na energię.

Wykonawca instalacji wybierze najkorzystniejsze rozwiązanie, jeżeli będzie miał informacje na temat planowanego poboru energii cieplnej. To pozwoli mu dokładnie określić wymagane parametry systemu grzewczego, który będzie mógł zapewnić właściwe funkcjonowanie obiektu i komfort jego użytkowania przez mieszkańców. Wykonanie odpowiednich pomiarów i analiz prognoz zużycia energii pozwala przedstawić inwestorowi poziom kosztów oraz oszczędności wynikających z zastosowania danego systemu grzewczego. 

Przeczytaj również: Zastosowanie pompy ciepła w nowym i starym domu 

Pompa ciepła jako ekologiczne źródło energii – jak działa

Konstrukcja pompy ciepła składa się z czterech głównych elementów:

• wymiennika do pozyskiwania ciepła z otoczenia,
• sprężarki,
• wymiennika do oddawania ciepła do instalacji,
• zaworu rozprężnego.

Elementy te tworzą zamknięty układ wyposażony w czynnik chłodniczy, który ma niską temperaturę parowania, a jego zadaniem jest przekazywanie ciepła. Ciepło z otoczenia pobierane jest w parowniku pompy ciepła, w której za pośrednictwem czynnika chłodniczego dochodzi do wrzenia i parowania – także w temperaturach ujemnych.

Ogrzewanie domu pompą ciepła polega na wykorzystaniu energii odnawialnej zgromadzonej w glebie, wodzie czy powietrzu i zamianę jej na ciepło.

Obecnie na naszym rynku dostępne są trzy rodzaje pomp ciepła. Różnią się one między sobą źródłem poboru energii:

• Pompy powietrze–woda - do ogrzania pomieszczeń i podgrzania wody wykorzystują ciepło zawarte w powietrzu atmosferycznym lub wentylacyjnym.
• Pompy solanka–woda – źródło poboru ciepła stanowi grunt powierzchniowy, który dostarcza energię cieplną do instalacji wewnętrznej. Czynnik grzewczym jest solanka, która jest odporna na zamarzanie. Przy tego typu pompach możliwa jest instalacja dwóch systemów. Pierwszym są pionowe sondy gruntowe, należące do najbardziej stabilnych źródeł ciepła wkopywane są w ziemię na głębokość do 100 m. Drugim systemem są płaskie kolektory, gdzie sondy wkopywane są poziomo prawie 1,5 m pod ziemię.
• Pompy woda–woda – ciepło, którym ma być ogrzewane pomieszczenie lub woda użytkowa pobierane jest z wody gruntowej. Warunkiem efektywności działania takiej pompy jest odpowiedni pobór wody ze studni zarówno pod względem ilościowym, jak i jakościowym, a zastrzeżeniem konieczność posiadania zezwolenia kompletnego urzędu gospodarki wodnej.

Dowiedz się więcej:Rodzaje pomp ciepła

Parametry, jakie powinno się wziąć pod uwagę podczas wyboru odpowiedniego rodzaju pompy ciepła, to przede wszystkim:

• wielkość powierzchni działki,
• rodzaj gruntu i zagospodarowanie na działce,
• rodzaj budynku,
• typ instalacji grzewczej w obiekcie.

Efektywność, czyli wydajność pomp ciepła

Skuteczność działania pompy ciepła określa się współczynnikiem wydajności grzejnej COP, którym jest stosunek otrzymanej ilości ciepła w skraplaczu do zużytej energii napędowej. Niektóre urządzenia można wykorzystać również jako klimatyzator w porze letniej, dzięki czemu wydajność pompy wzrośnie.

– Efektywność instalacji jest uzależniona nie tylko od jej budowy, ale również warunków, w jakich funkcjonuje. Ogólnie im różnica między temperaturami dolnego i górnego źródła jest mniejsza, tym bardziej wydajna jest pompa ciepła, a zatem osiąga ona wyższą wartość współczynnika wydajności COP (ang. Coefficient Of Performance). Dlatego też na skuteczność pompy wpływa lokalizacja instalacji oraz panujące tam warunki atmosferyczne zimą. Przy lokalizacjach, gdzie występują niskie temperatury porą zimową wskazane jest użycie pompy, której źródło stanowi woda gruntowa, zaś w przypadku lokalizacji z wyższą średnią temperaturą zimą możliwe jest użycie pompy ciepła, której źródłem jest powietrze – wyjaśnia Roman Rosół, specjalista w dziedzinie techniki grzewczej i właściciel Centrum Hydraulicznego Meteo System.

Koszty inwestycyjne i eksploatacyjne pomp ciepła

Na koszty związane z nabyciem pompy ciepła składają się koszty zakupu i instalacji tego urządzenia, a także w dalszym okresie koszty związane z jej użytkowaniem. Cena poszczególnych typów uwarunkowana jest od wielu czynników, takich jak: zakres mocy pompy, materiałów, które zostały użyte do jej wykonania, obecność i pojemność zasobnika ciepłej wody użytkowej czy producenta urządzenia.

Warto wiedzieć: Pompa ciepła może grzać zimą i chłodzić latem 

Inwestycja w pompy ciepła to dość wysoki koszt. Jednak pozwala na późniejsze oszczędności na rachunkach na ogrzewanie domu i wytwarzanie ciepłej wody użytkowej – nawet o 70 procent.

Najkorzystniej zdecydować się na instalację z pompą ciepła już na etapie rozpoczęcia budowy domu. Wtedy możliwe jest ujęcie w kosztach inwestycyjnych wydatku związanego z zakupem pompy ciepła. Dzięki temu koszt inwestycji może być rozłożony na wiele lat i spłacany w ramach kredytu inwestycyjnego na budowę domu. W ten sposób koszt związany z zakupem pompy ciepła odczujemy mniej, zaś odczuwalne będą oszczędności związane z ogrzewaniem domu oraz wody użytkowej.

Dofinansowanie na zakup pomp ciepła

Obecnie można starać się o wsparcie finansowe na zakup pompy ciepła. Wsparcie pochodzi z trzech podstawowych źródeł. Pierwszym z nich jest Bank Gospodarki Krajowej (BGK), który umożliwia otrzymanie premii termomodernizacyjnej. Jej wysokość może wynieść 20 procent zaciągniętego na ten cel kredytu. Jednak otrzymana kwota nie może być wyższa niż 16 procent kosztów poniesionych na realizację przedsięwzięcia termomodernizacyjnego. Jednym z warunków, które trzeba spełnić jest przedstawienie w banku kredytującym potwierdzenia zrealizowania audytu energetycznego, który poza określeniem parametrów technicznych i ekonomicznych planowanej inwestycji będzie zawierał również opis najbardziej optymalnych rozwiązań w obszarze kosztów i oszczędności energii.

Polecamy poradnik: Rządowe projekty walki ze smogiem. Jak zdobyć dofinansowanie do termomodernizacji i na OZE

O możliwość dofinansowania inwestycji można także starać się z budżetu gminy lub powiatu oraz z Wojewódzkich Funduszy Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej (WFOŚiGW), które wspierają projekty proekologiczne zgodnie z kryteriami w danym województwie.