Pompa ciepła R290 – dlaczego to dobry wybór?

Czynnik chłodniczy w pompie ciepła

Polacy coraz chętniej sięgają po pompy ciepła, które są alternatywą dla tradycyjnych pieców. Nic w tym dziwnego skoro obecnie są one najbardziej efektywnym, energooszczędnym i komfortowym źródło ciepła. To jednak nie jedyne korzyści wynikające z posiadania domu z pompą ciepła, albowiem należy podkreślić, że są to urządzenia ekologiczne, nie wpływające na tworzenie się zjawiska tzw. niskiej emisji (pochodzącej przede wszystkim ze spalania węgla, drewna i niskiej jakości opału, ze śmieciami włącznie), która jest główną przyczyną powstawania smogu w Polsce. Zarówno te powody, jak i wiele innych doprowadziły do tego, że również na szczeblu unijnym (zgodnie z przyjętą przez Komisję Europejską propozycją Net-Zero Industry Act), to właśnie pompy ciepła są najbardziej preferowaną formą ogrzewania.

Decydując się zatem na montaż pompy ciepła, warto zwrócić uwagę nie tylko na rodzaj pompy ciepła (w Polsce od lat największym zainteresowaniem cieszą się powietrzne pompy ciepła), ale i rozważyć zakup urządzenia, które jest jeszcze bardziej przyjazne środowisku. W jaki sposób? Otóż stawiając na pompę ciepła z naturalnym czynnikiem, który jest neutralny dla efektu cieplarnianego (czynnik chłodniczy, nazywany też termodynamicznym, odpowiada za wymianę ciepła pomiędzy dwoma źródłami – dolnym i górnym).

Rosnąca świadomość ekologiczna inwestorów, jak i obowiązujące prawo, są powodem tego, że branża pomp ciepła od kilku lat przechodzi sukcesywną transformację w kwestii czynników chłodniczych. Producenci pomp ciepła coraz częściej decydują się na wprowadzenie naturalnych czynników chłodniczych, takich jak m.in. R290 (propan). Gaz ten wyróżnia się zarówno znikomym wpływem na efekt cieplarniany (GWP = zaledwie 3), jak i zerowym potencjałem niszczenia warstwy ozonowej (ODP = 0).

Najbardziej ekologiczne czynniki chłodnicze

Naturalne czynniki chłodnicze (czyli gazy powstałe w wyniku procesów naturalnych), coraz częściej stanowią alternatywę dla czynników syntetycznych. Do ekologicznych czynników chłodniczych zalicza się:

• czynnik R744 (znany wszystkim, jako dwutlenek węgla);
• czynnik R717 (amoniak);
• czynnik R290 (czyli propan).

Ich przyszłość (w tym również czynnika R290) to obecnie temat numer jeden wśród producentów pomp ciepła, a wszystko przez przez rozporządzenie f-gazowe, które wpłynie na rynek pomp ciepła. W polityce unijnej bowiem wprowadzane są ograniczenia dotyczące nie tylko zakazu montowania w nowych budynkach pieców gazowych, olejowych i węglowych, ale i też stopniowego zakazu stosowania syntetycznych czynników chłodniczych (gazów fluorowanych) w:

• pompach ciepła;
• klimatyzacji;
• urządzeniach chłodniczych.

Odbywać się to ma przy jednoczesnym promowaniu przejścia na czynniki naturalne. Należy tu przypomnieć, że ustawa F-gazowa zakłada stopniowe ograniczenie stosowania f-gazów o 79 proc. (w stosunku do pierwotnej emisji) do 2030 roku. Dodatkowo wprowadza ona też zakaz produkcji urządzeń, w których zastosowano czynnik chłodniczy o GWP równym bądź większym niż 2.500, z czego od 1 stycznia 2025 roku w nowych urządzeniach (wprowadzanych do obrotu) zakazane będzie stosowanie czynników chłodniczych o GWP>750.

Tak więc, propan, jako substancja o tak niskim współczynniku GWP, wykracza daleko poza te regulacje. Do zmian tych dobrze przygotowani są przede wszystkim producenci powietrznych pomp ciepła (również i polscy), większość z nich bowiem już stosuje w swoich urządzeniach m.in. naturalny czynnik roboczy R290, który nie jest f-gazem.

R290 – naturalny czynnik chłodniczy przyszłości

Najnowocześniejsze pompy ciepła są więc obecnie wyposażone w naturalny czynnik chłodniczy, jakim jest propan (R290), który jest nietoksycznym, bezwonnym gazem, bezpiecznym i przyjaznym dla środowiska. Charakteryzujący się on niskim współczynnikiem globalnego ocieplenia (GWP), wynoszącym zaledwie 3. Jest to niewiele w porównaniu z takimi najpopularniejszymi czynnikami chłodniczymi, jak:

• R410A, dla którego GWP wynosi 2088;
• R32, w przypadku którego GWP równa się 675.

Co ważne, tak znikomy wskaźnik GWP, w przypadku propanu, przekłada się również na brak konieczności obowiązkowej rejestracji urządzenia w CRO (Centralny Rejestr Operatorów) i prowadzenia dokumentacji w postaci tzw. elektronicznych kart urządzeń (dotyczy to urządzeń nowych, jak i już pracujących). A należy tu podkreślić, że do systemu CRO kwalifikują się wszystkie pompy ciepła spełniające dwa warunki. Pierwszym z nich jest zawartość fluorowanego gazu cieplarnianego (najczęściej stosowanymi w pompach ciepła F-gazami są: R410A, R407C, HFC-32). Drugim natomiast jest jego ilość, która musi wynosić:

• 5 ton CO₂ eq lub więcej dla urządzeń niehermetycznie zamkniętych. Należą do nich pompy powietrze/woda typu split, składające się z dwóch jednostek – zewnętrznej i wewnętrznej (więcej na ten temat w art. Powietrzna pompa ciepła split czy monoblok – porównanie);
• 10 ton CO₂ eq lub więcej dla urządzeń hermetycznie zamkniętych oznakowanych jako takie przez producenta, w których wszystkie części zawierające f-gazy są szczelnie zamknięte za pomocą spawania, lutowania twardego lub innej podobnej metody trwałego łączenia (informacje dotyczące tego, czy urządzenie jest hermetycznie zamknięte znajduje się tabliczce znamionowej). Do urządzeń takich zalicza się pompy powietrze/woda typu monoblok i pompy ciepła solanka/woda.

Pompy ciepła R290 doskonale wpisują się w strategię Komisji Europejskiej w sprawie niskoemisyjności, decydując się zatem na urządzenie z tym czynnikiem chłodniczym nie podlegającym ustawie SZWO (tzw. F-gazowej):

• nie trzeba dokonywać cyklicznych płatnych i obowiązkowych kontroli szczelności (średnio co rok), które powinny być wykonywane przez uprawniony do tego personel z certyfikatem (choć i tak dla poprawnego działania systemu, warto profilaktycznie przeprowadzać próby szczelności). Przy czym kary za niedotrzymanie terminów wynosić mogą nawet do 15.000 zł;
• nie ma konieczności jej instalacji przez specjalistę posiadającego uprawnienia na F-gazy, wydawane przez Urząd Dozoru Technicznego. Warto tu przypomnieć, że powinny posiadać je wszystkie osoby wykonujące prace przy urządzeniach i instalacjach z f-gazami oraz substancjami zubożającymi warstwę ozonową (uprawnienia na F-gazy obowiązują wszystkich pracowników na terenie Unii Europejskiej).

Pompa ciepła R290 – jacy producenci mają ją w swojej ofercie?

Jak więc widać, to właśnie propan jest jednym z najbardziej naturalnych i ekologicznych czynników chłodniczych, jakie można wykorzystać w produkcji pomp ciepła. Z tego też powodu, coraz więcej producentów (zwłaszcza tych klasy premium) decyduje się na wprowadzenie nowej generacji pomp ciepła z tym czynnikiem chłodniczym przyszłości. Już teraz czynnik R290 posiadają wybrane modele np.

• pomp ciepła Vaillant, w przypadku tego niemieckiego producenta, w jego ofercie znalazła się pompa ciepła Vaillant aroTHERM plus R290. Łączy ona w sobie wysoką efektywność energetyczną, zrównoważenie ekologiczne i ponad przeciętną sprawność, którą zapewnia naturalny czynnik chłodniczy R290. Przy czym służy ona zarówno do grzania, chłodzenia i dostarczania ciepłej wody. Warto tu przypomnieć, że to właśnie firma Vaillant jest jednym z pierwszych producentów stosujących R290 w pompach ciepła;
• pomp ciepła SAS, w tym przypadku dostępna jest pompę ciepła Vesta powietrze-woda typu monoblok, w której zastosowany został naturalny czynnik chłodniczy, jakim jest R290. Pompa ciepła SAS o mocy 6-16 kW wyróżnia się wysokim współczynnikiem COP do 4.54 w cyklu grzania przy parametrze A7W35 (przy odpowiednich mocach grzewczych równych 8/12 kW). Co ważne, pompy ciepła tego producenta sprzedawane są w systemie CTI (Complete To Install), co oznacza, że użytkownik dostaje urządzenie w pełni kompletne, wyposażone w podzespoły gotowe do montażu;
• pomp ciepła alpha innotec, producenta, który już ponad 24 lat temu dostrzegł potencjał naturalnych czynników chłodniczych i w swoim asortymencie posiada jeden ze swoich flagowych produktów, jakim jest powietrzna pompa ciepła z serii alira LWD, pracującą właśnie w oparciu o R290. Pompy ciepła z tej serii są bardzo ciche i jednocześnie oferują wysokie temperatury na zasilaniu (do 70°C), dzięki czemu doskonale nadają się do budynków modernizowanych (można je również łączyć w kaskady, aby uzyskać większą moc);
• pomp ciepła Neoheat – pompa ciepła Neoheat Eko MONO R290, dzięki zastosowaniu tego naturalnego czynnika stała się pionierem w dziedzinie ekologii. Pompa ciepła tego producenta może pracować z różnymi odbiornikami ciepła (w tym nie tylko z ogrzewaniem podłogowym, ale i grzejnikami oraz klimakonwektorami), stanowiąc wydajny system ogrzewania budynku nawet w temperaturze do -25°C;
• pomp ciepła Kaisai – czynnik chłodniczy R290 został wykorzystany również w urządzeniach tego producenta, w ofercie którego znajdują się pompy ciepła powietrze-woda typu monoblok (w tym m.in. model KAISAI KHX-14PY3 12.06kW 400V), wyróżniające się najwyższą klasą energetyczną A+++, cichą pracą oraz wysoką temperaturą wyjścia wody, wydajnym ogrzewaniem zimą i chłodzeniem latem oraz przygotowaniem c.w.u. (nawet w klimacie uznawanym za ekstremalny);
• pomp ciepła Nibe, ten szwedzki producent pomp ciepła posiada w swojej ofercie nowy typoszereg NIBE S2125/F2120 osiągający sezonowy współczynnik efektywności SCOP na tym samym poziomie, co pompy ciepła solanka/woda. Urządzenia te wyposażone są w inwerterową sprężarkę, dzięki czemu zapewniają produkcję ciepła (63°C na zasilaniu systemu grzewczego, nawet przy temperaturze -25°C). W pompach ciepła typu monoblok z tej serii o mniejszej mocy, zastosowany został naturalny czynnik R290. Co ważne, pompy te mogą współpracować z innymi źródłami ciepła, takimi jak np. kotły elektryczne, czy olejowe, gazowe.

Pompa ciepła R290 – jakie korzyści?

Przyszłość naturalnych czynników chłodniczych (w tym popularnego R290) tematem numer jeden wśród producentów pomp ciepła. Warto więc przyjrzeć się bliżej zaletom i wadom takiego rozwiązania. Wśród głównych korzyści wynikających z użytkowania pompy ciepła z czynnikiem chłodniczym R290 wymienia się:

• znikomym wpływem na efekt cieplarniany (GWP wynoszące 3) i zerowy potencjał niszczenia warstwy ozonowej (ODP = 0);
• większą wydajność przy zastosowaniu mniejszej ilości czynnika chłodniczego w pompie ciepła (wydajność jest nawet o 20 proc. wyższa w porównaniu do innych czynników i tych samych parametrów pracy urządzenia);
• możliwość uzyskania wysokich temperatur zasilania, dzięki czemu pompa ciepła w tym ekologicznym czynnikiem chłodniczym z powodzeniem sprawdza się w modernizowanych domach i instalacjach wymagających wysokich temperatur (często stosowany jest on w pompach ciepła wysokotemperaturowych). Pompa ciepła z czynnikiem R290 doskonale nadaje się również do ogrzewaniu wody użytkowej (można ją podgrzać nawet do 70°C);
• niższe temperatury pracy pompy ciepła z czynnikiem chłodniczym R290, dzięki jego zastosowaniu urządzenia te utrzymują moc grzewczą w niskich temperaturach powietrza zewnętrznego (nawet do -25°C);
• bardzo dobre właściwości termodynamiczne, nawet lepsze niż w przypadku takich popularnych czynników jak: R32 i R410A;
• możliwość obniżenia dzięki czynnikowi R290 hałasu podczas pracy pompy ciepła nawet do 40-46 dB;
• brak konieczności rejestracji pompy ciepła w Centralnym Rejestrze Operatorów;
• tańsza eksploatacja, wynikająca z braku obowiązku wykonywania okresowych prób szczelności;
• to, że czynnik chłodniczy R290 to długoterminowe rozwiązanie, nieobjęte kolejnymi zaostrzeniami wynikających z ustawy F-Gazowej;
• niska cena czynnika R290.

Wymienione powyżej zalety sprawiają, że pompy ciepła R290 gwarantują komfortową i właściwie bezproblemową eksploatację przez długie lata.

Pompa ciepła R290 – jakie wady?

Pompy ciepła z czynnikiem R290, podobnie jak zresztą wszystkie pozostałe urządzenia, nie są wolne od wad. Najczęściej wspomina się przy tej okazji, że R290 jest czynnikiem łatwopalnym (klasa palności A3). Należy tu jednak zaznaczyć, że prawdopodobieństwo jego zapłonu jak i jakiegokolwiek wybuchu jest znikome, zwłaszcza, że pompa ciepła zainstalowana jest na zewnątrz budynku, co pozwala na swobodną wentylację powietrza, zaś jej konstrukcja zabezpiecza przed warunkami pozwalającymi na zapłon czynnika.

Warto tu zauważyć, propan R290 wymaga specjalnych środków bezpieczeństwa podczas transportu i przechowywania (jak już wiemy jest łatwopalny przez co należy zachować szczególną ostrożność i przestrzegać odpowiednich przepisów). Ponadto jest trudniejszy w użytkowaniu niż np. R32, wszystko przez większą skłonność do parowania przy niższych temperaturach (tak więc w celu jeszcze szybszego wdrażania tej technologii niektóre części urządzenia musiałyby zostać zmodyfikowane, aby temu zapobiec).

Co również istotne, na ten moment oferta pomp ciepła z tym naturalnym czynnikiem nie jest na tyle szeroka, co w przypadku urządzeń z czynnikami z grupy gazów fluorowanych. Przy czym propan stosowany jest przede wszystkim w pompach ciepła typu monoblok (obecne przepisy IEC wykluczają możliwość zastosowania tego czynnika w pompach ciepła typu split). W przypadku natomiast gruntowych pomp ciepła, urządzenie tego rodzaju oferuje na ten moment tylko jeden hiszpański producent Ecoforest, który posiada w sprzedaży model ecoGEO+ PRO (1-6 kW) z czynnikiem R290 w wersjach Basic i Compact. Nadal bowiem dla producentów gruntowych pomp ciepła, przejście na naturalne czynniki chłodnicze pozostaje dużym wyzwaniem technicznym.

Pompa ciepła R290 – cena

Cena pompy ciepła z czynnikiem chłodniczym R290 wraz z montażem w przypadku średniej wielkości domu jednorodzinnego wynosi średnio 40.000 – 65.000 zł. Przy czym to, jaki będzie ostateczny koszt takiej inwestycji zależy od wielu czynników, takich, jak:

• dolne i górne źródło ciepła;
• moc pompy ciepła i jej pozostałych parametrów;
• liczba domowników;
• czynniki lokalizacyjne nieruchomości;
• wybór producenta pompy ciepła.
• czy jest to pompa ciepła do nowego czy starego domu (po modernizacji);
• to, czy pompa ciepła będzie pracować w domu samodzielnie, czy też z innym źródłem ciepła.

Coraz więcej producentów pomp ciepła jest zainteresowanych rozwijaniem tej technologii, przez co w przyszłości stanie się ona bardziej powszechna i tym samym jeszcze tańsza. Obecnie jednak można obniżyć koszt inwestycji w pompę ciepła ubiegając się o dofinansowanie do pomp ciepła z takich programów, jak:

• Czyste Powietrze;
• Moje Ciepło;
• Stop Smog;
• Ciepłe Mieszkanie.

Dotacje na montaż tych ekologicznych źródeł ciepła dostępne są również w ramach licznych regionalnych programów dofinansowań do wymiany pieca. Ponadto skorzystać można też z ulgi termomodernizacyjnej, czy kredytu na pompę ciepła.