Czym jest pompa ciepła i jej rodzaje

Z niniejszego artykułu dowiesz się:

• Czym jest pompa ciepła?
• Jakie są jej rodzaje
• Wady i zalety poszczególnych pomp ciepła
• Dlaczego pompa ciepła to dobry wybór
  

Czym jest pompa ciepła?

Pompa ciepła to ekologiczny system grzewczy, który służy do ogrzania domu jak i ciepłej wody użytkowej. Odbiera on energię ze źródeł odnawialnych i przekazuje ją do instalacji grzewczej. W wyniku czego do działania nie potrzebujemy żadnych paliw stałych, których ceny w ostatnim czasie potrafią skutecznie czyścić nasze protfele.  Pompa ciepła wykorzystuje ciepło z otoczenia – powietrza, gruntu lub wody. Dlatego system wymaga tylko niewielkiej ilości energii eklektrycznej do napędu procesów oraz pompy obiegowej. Poniżej przedstawiam kilka rodzajów pomp ciepła ich główne wady i zalety. 

Gruntowa pompa ciepła

Gruntowa pompa ciepła jak sama nazwa mówi ten rodzaj pompy, czerpie ciepło z ziemi. Konieczne jest umieszczenie wymiennika gruntowego poziomego lub pionowego pod powierzchnią ziemi na odpowiedniej głębokości. Dlatego jeżeli zdecydujemy się na wymiennik pionowy konieczne jest wówczas wykonanie odwiertów w gruncie w postaci rur z tworzywa sztucznego. Warto pamiętać, że temperatura w niższych warstwach gruntu nie spada poniżej 0 stopni. Dlatego bezsprzecznie nasze urządzenie z powodzeniem może pracować przez cały rok. Jeśli zdecydujemy się na wymiennik poziomy to instalacja znajduje się bliżej powierzchni. W wyniku czego takie rozwiązanie wymaga również większej przestrzeni, którą trzeba zagospodarować. 

Wymiennik wypełnia się pyłem niezamarzającym, płyn krąży w rurach i ogrzewa się. Następnie odbierając ciepło z ziemi, trafia do wymiennika ciepła, w pompie ciepła. Energia pobierana z ziemi przekazuje się do czynnika chłodniczego, który podgrzewa się i zmienia stan skupienia z cieczy w parę. Sprężarka podnosi jego temperaturę, gdzie następnie wymiennik ciepła oddaje ciepło do gospodarstwa domowego poprzez system ogrzewania podłogowego lub grzejnikowego. Oprócz tego ciepło trafia również do zbiornika z ciepła wodą użytkową, z której korzystamy w domu na bieżąco. 

Zalety: 

• większa efektywność, 
• jej koszty eksploatacji są bardzo niskie, 
• stabilna praca nawet w najzimniejszym okresie, dzięki stałej temperaturze gruntu,
• bezobsługowa, 
• nie hałasuje na zewnątrz. 

Wady: 

• wysoki koszt zakupu, 
• dodatkowo trzeba posiadać miejsce na działce na jej wymiennik gruntowy, 
• ta pompa wiąże się z kłopotliwym montażem, ze względu na odwierty, które często muszą być wykonane kilkukrotnie, co wpływa na koszt i czas zwrotu z inwestycji. 

Pompy powietrze – powietrze 

Pompa ciepła powietrze-powietrze, to urządzenie grzewcze działające na podobnej zasadzie jak klimatyzacja, czyli nadmuchowo. W klasycznym układzie, urządzenie dzieli się na dwie jednostki: zewnętrzną i wewnętrzną. Jednostka zewnętrzna, montowana jest zazwyczaj na elewacji bądź na balkonie. Pobiera ona powietrze z zewnątrz przy użyciu wentylatorów. Następnie przekazuje je systemem rurek, w których znajduje się czynnik roboczy pod niskim ciśnieniem. Odparowując, pobiera ciepło z otoczenia. Ogrzany gaz jest zasysany przez sprężarkę, która zwiększając jego ciśnienie, jednocześnie podnosi temperaturę. Sprężony gaz jest tłoczony przez przewody do jednostki wewnętrznej. Tam poddawany jest procesowi skraplania, w trakcie którego oddaje całe swoje zgromadzone ciepło. W skrócie, jednostka zewnętrzna pobiera ciepło z zewnątrz, a wewnętrzna wdmuchuje je ogrzewając pomieszczenie.

Zalety: 

• niskie koszty zakupu i montażu, 
• nie wymagają modernizacji kotłowni, 
• realny SCOP (brak odbiornika w postaci kaloryfera, który go zaniża), 
• szybkie nagrzewanie pomieszczeń, 
• możliwość pozostawienia alternatywnego źródła ogrzewania, 
• możliwość chłodzenia latem. 

Wady: 

• brak możliwości ogrzewania wody, 
• konieczność manualnego czyszczenia filtrów, 
• pompa sprawdza się w mieszkaniach/ domach o małej powierzchni grzewczej, nadaje się więc bardziej jako alternatywne, dogrzewające, aniżeli główne źródło ogrzewania. 

Pompa powietrze-woda

Wyróżniamy pompy powietrze-woda MONOBLOK i SPLIT, oba rodzaje mają swoje zalety, jak i wady. Wybór rodzaju pompy najczęściej zależy od możliwości technicznych oraz preferencji użytkownika. 

• Pompa ciepła monoblok jest pompą jednosegmentową. Składa się ona z jednostki, którą montuje się na zewnątrz budynku. Urządzenie jako jedność i jako jednostka zewnętrzna posiada wszystkie elementy w swojej konstrukcji w jednym. System zewnętrznej pompy ciepła pobiera ciepło z powietrza zewnętrznego i przenosi to ciepło przez przewody chłodnicze do płyty grzewczej wymiennika w układzie hydraulicznym. Podgrzana woda w układzie hydraulicznym krąży do odbiorników ciepła (podgłówka, kaloryfery). 

• W pompie ciepła split zachodzi podobny proces natomiast, w porównaniu do pompy monoblok różni się budową. W tej pompie stosuje się dwie jednostki. Jednostka zewnętrzna, która w swojej budowie zawiera kluczowe elementy pracy pompy ciepła takie jak kompresor, wymiennik zewnętrzny, zawór dławiący, wentylator. Drugim elementem jest jednostka wewnętrzna, która w swojej budowie zawiera wymiennik płytowy, pompę obiegową dla układu wodnego oraz przepływową grzałkę. 

Pompa powietrze-woda split czy monoblok?

Pompy typu split oraz monoblok tak naprawdę mają taka sama specyfikę działania oraz osiągają porównywalne wydajności. Różnią się natomiast ceną oraz sposobem montażu. Pompa monoblok wymaga zabezpieczenia przed zamarzaniem w przypadku braku energii elektrycznej, natomiast pompa split zajmuje dodatkowe miejsca wewnątrz pomieszczenia. Wybór należy zatem do użytkownika według aranżacji powierzchni oraz możliwości jakie daje nam montaż jednej lub drugiej jednostki.

W obu przypadkach wewnątrz budynku najczęściej montowane są dwa zbiorniki. Zbiornik do ciepłej wody użytkowej oraz zbiornik buforowy, który jest pewnym rodzajem magazynu ciepła. Dzięki, któremu możemy zmniejszyć częstotliwość załączania się pompy co wypływa na mniejsze zużycie prądu.

Faktem jest, że wydajność grzewcza pomp ciepła spada wraz ze spadkiem temperatury otoczenia. Wobec tego pompa ciepła jest wyposażona w dodatkowe grzałki elektryczne, aby zapewnić dodatkową moc grzewczą podczas ekstremalnie niskich temperatur. Dodatkowa grzałka elektryczna służy również jako rezerwa w przypadku awarii pompy ciepła oraz jako ochrona przed zamarzaniem zewnętrznych przewodów wodnych w okresie zimowym.

Dlaczego pompa ciepła to dobry wybór dla naszego domu? 

Podsumowując pompa ciepła to oszczędny, ekologiczny i wygodny system grzewczy, dla naszych domów. Każdy rodzaj pompy ma swoich zwolenników, tak samo jak każda z pompa posiada swoje plusy i minusy. Natomiast jeżeli zależy nam na bezobsługowym, oszczędnym, i ekologicznym systemie służącym nam bardzo długie lata, to pompa ciepła jest bardzo dobrym rozwiązaniem!

Załączam link do artykułu kolegi Mateusza Brodackiego, gdzie dowiecie się  jak skutecznie i oszczędnie ogrzać dom przy pomocy fotowoltaiki oraz pompy ciepła: