Pompa ciepła powietrzna – rodzaje i charakterystyka

Ocena: 5 (ilość ocen: 1)

Ocena: 5
(ilość ocen: 1)

Z roku na rok rośnie w Polsce popularność pomp ciepła, które zapewniają niskie koszty ogrzewania i mogą niezawodnie pracować nawet kilkadziesiąt lat. Szczególnie dużym zainteresowaniem cieszą się powietrzne pompy ciepła, które do podgrzania wody użytkowej oraz ogrzania i chłodzenia domów wykorzystują energię cieplną pobraną z powietrza znajdującego się na zewnątrz nieruchomości. Ich największą zaletą jest korzystna cena oraz prosty montaż, w każdym rodzaju budynku mieszkalnego, bez względu na to, czy jest on zmodernizowany, czy też dopiero budowany. Jakie są rodzaje pomp ciepła i dlaczego warto się nimi zainteresować?

Pompa ciepła powietrzna – co to jest?

Pompy ciepła to niewielkie urządzenia, które pobierają energię cieplną z otoczenia budynku, czyli tzw. dolnego źródła (gruntu, powietrza lub wody) i przekazują ją do źródła górnego, jakim jest instalacja grzewcza (grzejniki lub ogrzewanie płaszczyznowe). W ten sposób pozyskują ekologiczną energię z OZE przy bardzo niewielkich kosztach (prąd potrzebny jest jedynie do zasilania sprężarki). Wyróżnia się kilka rodzajów pomp ciepła, które wykorzystywane są do ogrzewania budynku, wody użytkowej oraz do chłodzenia pomieszczeń w czasie upałów.

Największą wydajnością odznaczają się gruntowe pompy ciepła, których użytkowanie jest najtańsze i daje najlepsze efekty. Nadal jednak, wiele osób zniechęca wysoki początkowy koszt tego rodzaju inwestycji oraz konieczność wykonania wykopów/odwiertów na sondy gruntowe (poziome lub pionowe). Znacznie prostszym i tańszym sposobem ogrzewania domu i wody użytkowej jest użycie powietrza jako dolnego źródła. Ponieważ wtedy cała instalacja ogranicza się jedynie do montażu pompy ciepła przy ścianie zewnętrznej budynku i połączenia jej za pomocą instalacji rurowej z systemem wewnętrznym.

Co ważne, urządzenie to doskonale sprawdza się zarówno w domach nowych, jak i modernizowanych. Powietrzne pompy ciepła mogą stanowić więc doskonałą alternatywę dla pomp gruntowych, zwłaszcza gdy działka, na której postawiono dom jest zbyt mała do wykonania wymiennika gruntowego lub też, gdy fundusze nie pozwalają nam na tak drogą inwestycję. Wszystkie te czynniki powodują, że obecnie zarówno w Europie Zachodniej, jak i w Polsce, to właśnie pompy ciepła powietrzne cieszą się największym zainteresowaniem inwestorów.

Dla kogo powietrzna pompa ciepła?

Pompy ciepła powietrzne stanowią doskonałą propozycję nie tylko dla osób, którym sprawy ekologii są bardzo bliskie. Ich największą zaletą jest bowiem uniezależnienie się od cen nośników energii (np. gazu czy węgla) oraz niskie koszty eksploatacyjne. Choć pompa ciepła zasilana jest energią elektryczną, to większa jej część, bo nawet 80 proc., pochodzi z OZE. Dzięki temu redukcja kosztów ogrzewania sięga nawet 70 proc. w porównaniu do instalacji tradycyjnych (takich jak: kocioł węglowy, gazowy czy elektryczny). Jest to więc jedna z najtańszych opcji wśród metod ogrzewania domu i wody. Powietrzna pompa ciepła dostarcza również tanią ciepłą wodę użytkową (c.w.u.) oraz może pełnić funkcję klimatyzatora, chłodzącego pomieszczenia w upalne dni.

Powietrzna pompa ciepła jest więc idealnym rozwiązaniem dla osób, które cenią sobie komfort i wygodę użytkowania oraz nie lubią przepłacać. Przy czym, największe oszczędności uzyskać można, gdy pompa ciepła połączona zostanie z fotowoltaiką, co umożliwia bardziej efektywne wykorzystanie energii ze słońca. Ponieważ produkowany przez panele fotowoltaiczne darmowy i ekologiczny prąd bilansuje się z energią zużywaną przez pompę ciepła. Można w ten sposób uniezależnić się od rosnących cen prądu, a rachunek za energię elektryczną sprowadza się wówczas jedynie do niewielkich opłat stałych.

Aby cieszyć się z mniejszych rachunków wystarczy jedynie zakupić odpowiednie urządzenie, a powietrze samo zacznie za nas pracować (nie ogranicza nas wówczas, ani wielkość działki, ani rodzaj gruntu, jak ma to miejsce w przypadku pompy ciepła gruntowej). Ponadto, przy założeniu powietrznej pompy ciepła nie trzeba ingerować w otoczenie nieruchomości, co stanowi dużą zaletę na już zagospodarowanych posesjach.

Czy pompy powietrzne sprawdzą się w każdym budynku?

Urządzenie można zamontować zarówno w nowym, jak i modernizowanym budynku. Jednak w przypadku drugiej opcji pamiętać należy, że jest to niskotemperaturowe źródło ciepła. W związku z tym, aby osiągać najbardziej efektywną pracę systemu, ważne jest, aby jego standard energetyczny i wielkość grzejników były zgodne z niskimi temperaturami zasilania. Znacznie łatwiej jest jest ogrzać większy dom, ale o dobrej izolacji, niż mniejszy, ale o gorszych parametrach przewodzenia ciepła. Inwestycja w pompę ciepła powietrzną, będzie bowiem najbardziej uzasadniona, gdy zostaną spełnione dwa następujące warunki:

  • budynek jest ocieplony w stopniu odpowiadającym przynajmniej obecnym normom budowlanym – urządzenia te montuje się w domach nowych lub termomodernizowanych. Tego rodzaju inwestycja nie ma sensu w przypadku domów źle ocieplonych;
  • zainstalowano w nim niskotemperaturowe odbiorniki, takie jak: ogrzewanie podłogowe czy ścienne. Ogromną zaletą ogrzewania płaszczyznowego jest to, że przekazywanie ciepła następuje przez bardzo dużą powierzchnię, co sprawia, że do ogrzania pomieszczeń nie potrzeba wysokiej temperatury jak w przypadku punktowych źródeł ciepła. Należy jednak podkreślić, że na rynku dostępne są modele pomp powietrznych pozwalające na zasilanie tradycyjnych grzejników. Problem braku podłogówki można rozwiązać także montując płaszczyznowe ogrzewanie sufitowe (powoduje to obniżenie sufitu tylko o ok. 3 cm) lub ścienne, czy też wykorzystując klimakonwektory.

Pompa ciepła powietrzna – rodzaje

Popularność powietrznej pompy ciepła wynika z tego, że na starcie nie wymaga poniesienia wysokich kosztów, jak przy gruntowej czy wodnej pompie ciepła. Źródłem ciepła w jej przypadku pobierane jest z zewnątrz. Dzieli się je na pompy ciepła typu powietrze-powietrze (w których następuje transport ciepła do wewnątrz) i pompy ciepła typu powietrze-woda (w których ciepło transportowane jest do obiegu grzewczego i zasobnika z gorącą wodą).

Pompa ciepła powietrze-powietrze

Pompy ciepła powietrze-powietrze pobierają ciepło z powietrza zewnętrznego i transportują je do powietrza wewnętrznego (np. domu, czy firmy). Są one najtańszymi i najczęściej stosowanymi urządzeniami tego typu. Pompa ciepła powietrze-powietrze pracuje w układzie nadmuchowym, w którym ogrzewane zostaje bezpośrednio powietrze z budynku (nie ogrzewają one jednak wody użytkowej). Zasada jej działania jest analogiczna jak w pompach ciepła powietrze-woda, z tą jednak różnicą, że tu ciepło skraplania czynnika roboczego przekazywane jest powietrzu, a nie wodzie. System grzewczy z pompą ciepła powietrze-powietrze wyposażony jest w:

  • jednostkę zewnętrzną, która odbiera ciepło z powietrza zewnętrznego (w wyniku pracy wentylatora, parownika i sprężarki);
  • jednostkę nawiewną, która wyposażona jest w powietrzny wymiennik ciepła (skraplacz) i wentylator. W zależności od potrzeby ogrzewa ona lub chłodzi powietrze w pomieszczeniach, w których przebywamy (wystarczy jedynie wybrać na sterowniku odpowiednią opcję).

W przypadku pomp ciepła powietrze-powietrze wymienniki montowane w ogrzewanych pomieszczeniach zintegrowane są z wentylatorem, kierownicami powietrza i automatyką sterującą. Urządzenia te wykonywane są w różnych wersjach, takich jak np. jednostki ścienne, kasetonowe, przypodłogowe czy kanałowe (do których podłącza się kanały wentylacyjne rozprowadzające powietrze po pomieszczeniu). Cena pompy powietrze-powietrze zależy od producenta, parametrów oraz kosztów montażu i waha się w granicach od kilku do kilkunastu tysięcy złotych.

Pompa ciepła powietrze-woda

Coraz częściej w gospodarstwach domowych instaluje się pompy ciepła powietrze-woda, które mogą być wykorzystywane jako główne źródło ciepła lub jako uzupełnienie instalacji grzewczej z kolektorami słonecznymi czy kotłem grzewczym. Ponadto większość dostępnych na rynku modeli posiada także funkcję podgrzewania wody użytkowej oraz jest względnie prosta i niedroga w instalacji. Pompa ciepła powietrze-woda składa się z trzech obiegów:

  • dolnego źródła, z którego pompa pobiera ciepło (jest nim powietrze);
  • obiegu chłodniczego – zbudowanego z elementów i urządzeń, dzięki którym ciepło przekazywane jest z dolnego źródła do górnego;
  • górnego źródła – którym jest system grzewczy (np. grzejniki, podłogówka, c.w.u.).

Natomiast samo działanie urządzenia bazuje na takich, spotykanych na co dzień zjawiskach fizycznych, jak: parowanie, sprężanie, skraplanie. W procesie parowania czynnik chłodniczy pobiera ciepło z powietrza zewnętrznego. Po odparowaniu, czynnik chłodniczy posiada w sobie skumulowaną energię, temperatura gazu jest jednak zbyt niska, aby było możliwe jej bezpośrednie przekazanie do systemu grzewczego. W tym celu należy podnieść temperaturę gazu w układzie chłodniczym, do czego służy sprężarka pompy ciepła. Podczas sprężania wzrasta ciśnienie i temperatura gazu. Pod wpływem wysokiej temperatury i ciśnienia, gaz trafia na skraplacz gdzie jest już możliwe wykorzystanie go do ogrzewania wody w obiegu grzewczym. Po wszystkim, czynnik w stanie ciekłym przechodzi przez zawór rozprężny, gdzie następuje spadek ciśnienia i temperatury, a cykl rozpoczyna się na nowo.

W przypadku pompy powietrze-woda nawet 75-80 proc. ciepła, trafiającego do systemu grzewczego jest ciepłem uzyskanym z powietrza zewnętrznego. Natomiast pozostałe 20-25 proc.to energia elektryczna, która niezbędna jest do pracy sprężarki i pomp obiegowych systemu grzewczego. Co ważne, nowoczesne pompy ciepła powietrze-woda nie tylko mogą przez cały rok ogrzewać wodę użytkową (bez konieczności przyłączania kotła węglowego, gazowego czy elektrycznego), ale także mogą chłodzić pomieszczenia latem podczas upałów (pełniąc rolę klimatyzatora). Dużą popularnością cieszą się w ostatnim czasie także powietrzne pompy ciepła o małej mocy, służące wyłącznie do przygotowania ciepłej wody użytkowej. Obecnie na rynku dostępne są dwa typy systemów, które różnią się od siebie konstrukcją: pompy ciepła MONOBLOK (składającej się z jednej jednostki połączonej z instalacją orurowaniem) oraz pompy ciepła SPLIT (podzielonej na jednostkę zewnętrzną i wewnętrzną).

Pompa ciepła MONOBLOK

Powietrzna pompa ciepła typu MONOBLOK jest pompą ciepła jednosegmentową, która składa się tylko z jednego modułu (mieszczą się w nim wszystkie istotne komponenty: sprężarka, skraplacz, parownik z wentylatorem, zawór rozprężny i pompa obiegowa). Może być on zainstalowany zarówno zewnątrz, jak i wewnątrz budynku. Założenie urządzenia w domu, owszem chroni jego poszczególne elementy przed czynnikami atmosferycznymi, jednak wiąże się z większym hałasem w jego wnętrzu. Niezbędne jest także wykonanie w pomieszczeniu otworów dla wyprowadzenia kanałów powietrznych. Natomiast zabudowanie pompy ciepła na zewnątrz nieruchomości eliminuje ryzyko większego szumu w domu, wymaga jednak jej zabezpieczenia przed zamarzaniem wody (np. w przypadku przerw w dostawie energii elektrycznej).

Dzięki temu, że w systemie MONOBLOK cały układ chłodniczy wykonuje fabryka, to w przeciwieństwie do urządzenia typu SPLIT, inwestor ma większą pewność jego szczelności. Ponadto, za tego rodzaju powietrznymi pompami ciepła stoi konstrukcja wydłużająca ich żywotność. Tak duże udogodnienie mają jednak wpływ na wyższą cenę tych urządzeń. Dzięki temu, że cały układ chłodniczy pompy ciepła MONOBLOK mieści się w jednym module, to jego montaż jest prosty i szybki. Nie wymaga on także odpowiednich uprawnień i kwalifikacji od instalatora (tzw. świadectwo kwalifikacji w zakresie substancji kontrolowanych, potocznie zwane uprawnieniami chłodniczymi). Pompy ciepła MONOBLOK posiadają także mniejszą ilość czynnika chłodniczego, co jest ważne z punktu widzenia tzw. ustawy F-gazowej. Wszystkie bowiem pompy ciepła z ilością czynnika chłodniczego większą niż 3 kg podlegają obowiązkowi rejestracji. Zadaniem osoby montującej sprowadza się jedynie do posadowienia pompy i przeprowadzenia przewodów transportujących ciepło do instalacji c.o.

Pompa ciepła SPLIT

W przypadku powietrznej pompy ciepła typu SPLIT, cały system składa się z dwóch modułów połączonych ze sobą rurami chłodniczymi stanowiącymi część układu termodynamicznego (im większa jest odległość między jednostkami, tym trudniejszy jest montaż i mniejsza sprawność pompy). W pierwszym zewnętrznym: znajduje się wentylator, parownik, sprężarka oraz zawór rozprężny i zachodzi w nim większość procesów związanych z transportem oraz wytwarzaniem ciepła. Natomiast w drugim wewnętrznym: skraplacz, elektryczny podgrzewacz wspomagający oraz pompa obiegowa c.o.

Zarówno pompy ciepła MONOBLOK jak i SPLIT pracują na tej samej zasadzie. W pierwszym jednak typie, cały układ termodynamiczny jest wykonywany i testowany w fabryce (napełniany jest tam również czynnikiem chłodniczym). Zaś w pompie typu SPLIT, część instalacji i napełnienie czynnikiem chłodniczym wykonuje sam instalator, w czasie jej montażu. W związku z tym, wymagane jest od niego posiadanie uprawnień do pracy z gazami chłodniczymi (uprawnień F-gazowych). Również od instalatora zależeć będzie . bezawaryjna praca pompy (bardzo ważne jest dokładne wykonanie połączeń układu termodynamicznego). Dzięki temu jednak pompy typu SPLIT są łatwiejsze w transporcie.

Zaletą pomp ciepła typu SPLIT jest eliminacja źródła hałasu z budynku, ponieważ zarówno sprężarka, jak i wentylator parownika umieszczone są w module zewnętrznym. Ponadto w klasycznym rozwiązaniu oba moduły łączą się przewodami z czynnikiem chłodniczym, co eliminuje ryzyko zamarzania układu pompy ciepła w przeciwieństwie do pompy ciepła typu MONOBLOK, która jednak w polskich warunkach wymagają zabezpieczenia przewodów wodnych przenoszących ciepło do domu przed zamarznięciem, gdy podczas mrozów dojdzie do zatrzymania pracy pompy (może wynikać to np. z przerwy w dopływie energii elektrycznej). Najczęściej wybieranym rozwiązaniem jest wtedy napełnianie obiegu pompy roztworem glikolu i montaż między nią, a instalacją c.o. dodatkowego wymiennika. W przypadku pompy SPLIT nieco mniejsze są także straty ciepła, przechodzi ono bowiem niemal bezpośrednio ze skraplacza do instalacji c.o. lub zasobnika ciepła.

Pompa ciepła MONOBLOK i Pompa ciepła SPLIT – porównanie

Pompy ciepła powietrze-woda MONOBLOK i SPLIT, to tak naprawdę dwa takie same urządzenia, z tą różnicą, że te drugie są pod względem produkcji łatwiejsze do wykonania. W przypadku natomiast pomp MONOBLOK duży nacisk kładzie się na akustykę, dzięki czemu są one ciche podczas pracy oraz wyróżniają się prostym i estetycznym designem. Ma to oczywiście wpływ na to, że są droższe w produkcji, co przekłada się z kolei na ich wyższą cenę. Natomiast, jeśli chodzi o ich wydajność to jest ona porównywalna:

Rodzaj pompy powietrze-woda MONOBLOK SPLIT
Wydajność na obecnym etapie rozwoju technologii pomp ciepła, nie ma wyraźnej różnicy w wydajnościach pomiędzy tymi dwoma typami pomp ciepła na obecnym etapie rozwoju technologii pomp ciepła, nie ma wyraźnej różnicy w wydajnościach pomiędzy tymi dwoma typami pomp ciepła
Montaż znacznie łatwiejszy, nie wymaga bowiem od instalatora posiadania uprawnień F-gazowych i dodatkowych narzędzi do montażu wymaga posiadania uprawnień do pracy z gazami chłodniczymi (uprawnień F-gazowych). Wymagane są dodatkowe narzędzia do montażu, takie jak: kielichownica, manometry, pompa próżniowa, butla z reduktorem z azotem do prób szczelności
Cena wyższa niższa
Straty przy przesyłaniu ciepła większe, urządzenie najczęściej montowane jest na zewnątrz mniejsze, ponieważ ciepło przechodzi niemal bezpośrednio ze skraplacza do instalacji c.o. lub zasobnika ciepła
Moc akustyczna w przypadku nowoczesnych i markowych urządzeń nie występują duże różnice w poziomie mocy akustycznej w przypadku nowoczesnych i markowych urządzeń nie występują duże różnice w poziomie mocy akustycznej
GWP: współczynnik ocieplenia globalnego znacznie mniejszy (potrzeba mniej czynnika chłodniczego znacznie większy (występuje podzielona na dwie części i rozbudowana instalacja)
kontrole szczelności układu chłodzącego ze względu na fabryczne wykonanie układu chłodniczego, urządzenie to traktowane jest jako „hermetycznie zamknięte”, tak więc jego użytkownik nie musi wykonywać okresowych kontroli szczelności układu użytkownik takiej pompy jest zobowiązany do regularnych kontroli szczelności układu chłodzącego, który łączy jednostki. Może je przeprowadzić tylko certyfikowany serwisant, co wiąże się z dodatkowym kosztem eksploatacyjnym
ryzyko zamarznięcia wody w wymienniku wodę w wymienniku trzeba zabezpieczyć przed zamarzaniem, na wypadek zaniku zasilania elektrycznego jej użytkownik nie musi martwić się o ryzyko zamarznięcia wody w wymienniku, ponieważ cała wodna instalacja hydrauliczna znajduje się wewnątrz budynku

Czy pompa ciepła powietrze sprawdzi się w polskim klimacie?

Nowoczesne pompy ciepła powietrzne typu powietrze-woda mogą pracować efektywnie (oznacza to, że ilość ciepła dostarczanego do instalacji grzewczej jest większa od zużytej energii elektrycznej) w szerokim zakresie temperatur zewnętrznych, wynoszącym od -28ºC do 45ºC. Tak więc, panujące w Polsce warunki klimatyczne pozwalają na zastosowanie tych urządzeń praktycznie bez ograniczeń, na obszarze całego kraju. Większość standardowych modeli pracuje wydajnie do momentu, gdy temperatura zewnętrzna nie osiągnie -15ºC. Nawet przy tej temperaturze wskaźnik efektywności energetycznej COP (wskaźnik wyznaczany laboratoryjnie) wynosi od 2 do 3, co oznacza, że energia cieplna przekazywana przez pompę jest o 2 – 3 razy większa, niż gdybyśmy wykorzystywali do ogrzewania energię elektryczną. Oczywiście, nie są to może tak korzystne wskaźniki, jak w przypadku gruntowych, czy wodnych pomp ciepła, jednak dla nas, jako użytkowników, najważniejsza jest ekonomiczna efektywność takiej inwestycji, a ta jest kompletnie inna niż sprawność urządzenia, która wynika wyłącznie ze wskaźników fizycznych i parametrów technicznych.

Pompa ciepła powietrze jest bowiem znacznie prostsza i tańsza w instalacji niż pompa gruntowa. Ponieważ jej montaż nie jest uwarunkowany posiadaniem odpowiednio dużej działki i nie wymaga wykonania niezbędnych prac terenowych, co naturalnie generuje dodatkowe koszty i w znaczącym stopniu wpływa na cenę przedsięwzięcia. Koszt gruntowej pompy ciepła wraz z kosztem montażu i instalacji, w zależności od warunków geologicznych i głębokości odwiertów (w przypadku kolektora pionowego) wynosić może od 50.000 do nawet 220.000 zł. Natomiast w przypadku powietrznej pompy ciepła jest znacznie niższy. Nie ma także ryzyka niewłaściwego dobrania wielkości dolnego źródła (kolektora pionowego lub poziomego), czy też popełnienia błędów wykonawczych.

Czy potrzebne jest pozwolenie na montaż powietrznej pompy ciepła?

Powietrzne pompy ciepła powietrze-woda do c.o. i c.w.u. cieszą się coraz większą popularnością nie tylko ze względu na swoją funkcjonalność, ale także dzięki prostemu montażowi i kompaktowej formie. Co istotne, są łatwe w obsłudze, a dzięki niewielkim rozmiarom można je zainstalować w pomieszczeniach gospodarczych, a nawet w przedpokoju, gabinecie czy w kuchni, ponieważ ich design doskonale wpisuje się w niemal każde wnętrze. Na pewno wiele osób zastanawia się, czy instalacja powietrznej pompy ciepła wymaga jakiś formalności? Naturalnie, przed rozpoczęciem prac może być konieczne ich dopełnienie. Wszystkie kwestie związane z tego rodzaju inwestycją reguluje kilka różnych ustaw, w tym: prawo budowlane, prawo geologiczne i górnicze, prawo wodne, prawo ochrony środowiska, ustawa o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym.

Jednak rodzaj tych formalności zależy przede wszystkim od rodzaju urządzenia. Z formalnego punktu widzenia pompy ciepła są najłatwiejsze do instalacji. Nie wymagają bowiem dopełniania żadnych formalności, poza pewnymi wyjątkami, które dotyczą montażu powietrznej pompy ciepła:

  • typu SPLIT o pojemności układu chłodniczego powyżej 5 kg ekwiwalentu CO2. (taką ilość czynnika zawiera prawie każda pompa o mocy ponad 10 kW). W takim przypadku wymagana jest karta urządzenia i rejestracja w CRO (Centralny Rejestr Operatorów), która wynika z ustawy F-gazowej o substancjach zubożających warstwę ozonową (SZWO);
  • na terenie (lub w budynku), który jest wpisany do rejestru zabytków. Uzyskać trzeba wtedy pozwolenie wojewódzkiego konserwatora zabytków. Jeśli natomiast budynek wpisany jest do rejestru zabytków, to wymagane jest pozwolenie wojewódzkiego konserwatora zabytków oraz pozwolenie na budowę;
  • na obszarze objętym programem Natura 2000. Zgodnie bowiem z art. 29 ust. 3 Prawa budowlanego „przedsięwzięcia, które wymagają przeprowadzenia oceny oddziaływania na środowisko, oraz przedsięwzięcia wymagające przeprowadzenia oceny oddziaływania na obszar Natura 2000, zgodnie z art. 59 ustawy z dnia 3 października 2008 r. o udostępnianiu informacji o środowisku i jego ochronie, udziale społeczeństwa w ochronie środowiska oraz o ocenach oddziaływania na środowisko”.

Czy sama powietrzna pompa ciepła wystarczy?

Wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej, obniża się również wydajność grzewcza powietrznych pomp ciepła. Część z nich pracuje tylko do temperatur zewnętrznych wynoszących -15°C, a gdy jest ona niższa powietrza pompa wyłącza się. Dostępne są także urządzenia, które mogą pracować przy temperaturach powietrza -20°C, czy nawet -28°C, jednak trzeba wówczas dokładnie przeanalizować to, czy przy tak niskich temperaturach ich praca będzie w ogóle opłacalna. Często powietrzną pompę ciepła wyposaża się w grzałkę elektryczną (lub zamiennie w elektryczny podgrzewacz przepływowy), która służy do szybkiego odmrażania oblodzonego parownika, co pozwala na szybki powrót pompy do normalnej pracy (działa ona również wtedy, gdy ilość ciepła dostarczanego przez pompę nie zaspokaja potrzeb energetycznych budynku). Ważne jest jednak, aby jej udział w zaspokajaniu zapotrzebowania na ciepło nie przekraczał 10 proc. w skali roku, inaczej bowiem zainstalowana pompa ciepła nie przyniesie oczekiwanych zysków.

Nie jest to jednak rozwiązanie wskazane i zalecane, nie wspominając oczywiście o tym, że poleganie w naszym klimacie wyłącznie na jednym urządzeniu grzewczym jest dość ryzykowne. Większość więc producentów zaleca instalowanie powietrznej pompy ciepła o mocy sięgającej 80 proc. maksymalnego zapotrzebowania na ciepło (jest to moc wymagana podczas największych mrozów) oraz zainstalowanie dodatkowego wsparcia w postaci kotła gazowego, węglowego, czy olejowego.

Tryby pracy pompy ciepła

W zależności od rodzaju przeznaczenia i związanych z nim temperatur, pompy ciepła pracować mogą w różnych trybach (pojedynczo lub też we współpracy z innymi wytwornicami ciepła). Wyróżnia się cztery tryby eksploatacji pompy ciepła:

  • tryb monowalentny pracy pompy ciepła oznacza, że pompa ciepła pokrywa w 100 proc. zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania budynku. W tym przypadku nie jest zatem potrzebne żadne inne urządzenie grzewcze. Rozwiązanie to stosuje się głównie w przypadku gruntowych pomp ciepła w nowoczesnych budynkach o wysokim standardzie energetycznym. Dobór pompy ciepła powietrze-woda musi natomiast uwzględniać zmniejszenie mocy grzewczej przy bardzo niskich temperaturach zewnętrznych, dlatego też, w jej przypadku rozwiązanie takie jest praktycznie nierealne;
  • tryb monoenergetyczny pracy pompy ciepła wprowadza jej wsparcie przez dodatkowe elektryczne źródło energii. Stanowić je może wbudowana grzałka (podgrzewacz przepływowy) lub też kocioł elektryczny. Tego typu rozwiązanie sprawdza się gdy pompa pokrywa przynajmniej ok. 90 proc. rocznego zapotrzebowania na ciepło;
  • tryb biwalentny alternatywny pracy pompy ciepła oznacza, że urządzenie to pokrywa 60 – 80 proc. rocznego zapotrzebowania na ciepło. W ujemnych temperaturach sprawność pompy ciepła typu powietrze-woda znacząco się obniża, a po osiągnięciu punktu biwalencyjnego, przekazuje wytwarzanie ciepła bardziej efektywnemu źródłu (od tego punktu pompa ciepła jest wyłączona). Tryb ten stosować można do współpracy z kotłem gazowym, olejowym lub na paliwo stałe;
  • tryb biwalentny równoległy pracy pompy ciepła oznacza, że od określonej temperatury zewnętrznej, pompa ciepła wraz z drugim źródłem ciepła pracują równolegle. Przy czym, im niższa jest temperatura zewnętrzna, tym udział kotła jest większy (sięga on 100 proc. w przypadku gdy koszty energii cieplnej z pompy przekraczają koszty ciepła pozyskiwanego z innej wytwornicy ciepła). Tryb ten jest jednak możliwy do zastosowania z urządzeniami o dobrej regulacyjności, takimi jak jak np. gazowy kocioł kondensacyjny.

Pompa ciepła powietrzna – cena

Koszty inwestycyjne związane z wyborem pompy ciepła powietrznej są porównywalne z instalacją kotła gazowego czy kotła na biomasę. W przypadku tego pierwszego trzeba w budżecie uwzględnić konieczność wymurowania komina i wykonania obróbek dachowych lub też przyłącza gazu wraz z kosztami projektu oraz wyznaczenie dodatkowego pomieszczenia na opał. Natomiast decydując się instalację kotła na biomasę, oprócz samego urządzenia doliczyć trzeba wydatki związane z buforem wody grzewczej o pojemności 300 litrów z drogim podłączeniem, a także sprzęt podwyższając temperaturę powrotu wody. Ponadto, za wyborem powietrznych pomp ciepła wpływać mogą niskie koszty eksploatacyjne w energooszczędnych budynkach przy stosunkowo niewielkich kosztach inwestycyjnych.

Pompy ciepła typu powietrze-powietrze i powietrze-woda w porównaniu z innymi rodzajami pomp, są obecnie najtańszym rozwiązaniem. Cena dobrej i markowej powietrznej pompy ciepła typu powietrze/woda wraz z jej montażem mieści się w granicach 25.000-40.000 zł. (w zależności od tego, czy jest to pompa typu MONOBLOK czy SPLIT). Jest więc znacznie niższa niż w przypadku np. gruntowych pomp ciepła, odpadają bowiem koszty związane z kupnem i montażem źródła dolnego:

Rodzaj pompy ciepła Pompa ciepła powietrzna Pompa ciepła gruntowa Pompa ciepła wodna
Cena 16.000 – 35.000 zł 13.000 – 30.000 zł ok. 34.000 zł
Instalacja i akcesoria ok. 30.000 zł ok. 30.000 zł ok. 5.000 zł
Dodatkowe koszty brak ok. 15.000 zł (realizacja dolnego źródła) ok. 4.000 zł montaż i uruchomienie dolnego źródła

plus 1.500 zł pompa głębinowa

Razem ok. 46.000 – 65.000 zł ok. 58.000 – 75.000 ok. 44.5000

Ile trwa montaż powietrznej pompy ciepła?

Czas montażu powietrznej pompy ciepła w dużej mierze zależy od stopnia skomplikowania instalacji. Najczęściej jednak prace z tym związane trwają maksymalnie od 1 do 3 dni. Ponadto, uwzględnić trzeba także czas potrzebny na pierwsze uruchomienie instalacji. Konieczne jest bowiem:

  • sprawdzenie zgodności wykonania instalacji z dokumentacją;
  • wyregulowanie i zaprogramowanie automatyki urządzenia. Gwarantuje to nie tylko bezpieczeństwo i komfort podczas jego użytkowania, ale bezawaryjną i ekonomiczną pracę przez następne 20-30 lat.

Dobór pompy ciepła powietrznej

Aby określić moc pompy ciepła potrzebne będą dwie wartości:

  • zapotrzebowanie budynku na ciepło (charakteryzuje budynek);
  • zapotrzebowanie mocy cieplnej na potrzeby podgrzewania ciepłej wody użytkowej (co zależy od liczby mieszkańców).

Jeśli inwestor ma w planach budowę domu, to wartość zapotrzebowania nieruchomości na ciepło powinna być określona w projekcie. W przypadku natomiast gdy w grę wchodzi remont starego budynku i wymiana instalacji grzewczej, to konieczne jest zebranie danych niezbędnych do obliczeń. Aby powietrzna pompa ciepła spełniła oczekiwania inwestora należy dokładnie dobrać moc grzewczą (Pg) pompy i skonfigurować ją z innymi elementami instalacji. Przy czym, moc grzewcza urządzenia powinna być dobrana w taki sposób, aby była zbliżona do zapotrzebowania budynku na ciepło, które określa się wykonując obliczenia zgodnie z polską normą PN-EN 12831 dla temperatury minimalnej obowiązującej w strefie klimatycznej, w której pracować ma powietrzna pompa ciepła.

Przy wyborze odpowiedniej pompy ciepła nie należy jednak kierować się jedynie jej mocą, koniecznie trzeba zwrócić uwagę również na sprawność urządzenia oraz stosunek tych wartości do ceny, czyli koszt kilowata mocy i koszt jednostkowy COP. Oba te wskaźniki bowiem decydować będą o ekonomicznej efektywności tego rodzaju inwestycji. Ponadto niezwykle istotne jest prawidłowe dobranie pompy ciepła powietrze-woda pod konkretne preferencje użytkownika. Należy więc uwzględnić:

  • temperaturę instalacji grzewczej;
  • metraż budynku i jego charakterystykę energetyczną;
  • temperaturę jaką chcemy uzyskać w pomieszczeniach;
  • posiadanie sterowania strefowego w pomieszczeniach;
  • wielkość odbiorników ciepłej wody użytkowej, np. duża deszczownica;
  • potrzeby związane z ogrzewaniem i chłodzeniem budynku;
  • to czy pompa ciepła będzie jedynym źródłem ciepła w budynku czy też będzie współpracować z innymi, takimi jak np. kocioł gazowy czy olejowy;
  • usytuowanie budynku względem południa (najlepiej nasłonecznionej strony świata);
  • wymagania co do zasilania w energię elektryczną. Pompy ciepła mogą być zasilane prądem jednofazowym bądź trójfazowym (pompy mocniejsze, czyli od ok. 15 kW, wymagają zwykle trójfazowego, mniejsze natomiast bywają dostępne w obu wersjach).

Wszystkie powyżej wymienione czynniki powinny ułatwić nam dobór odpowiedniej powietrznej pompy ciepła i pozwolić na optymalne dobranie długość pętli ogrzewania podłogowego lub grzejników do poszczególnych pomieszczeń. Jednak jeśli ktoś nie czuje się pewnie w tym temacie, to powinien skorzystać z pomocy projektanta lub instalatora, dla których tworzone są profesjonalne programy obliczeniowe.

Pompa ciepła powietrzna – jakie korzyści?

Wśród głównych korzyści posiadania pompy ciepła powietrznej wymienić należy:

wielofunkcyjność – urządzenie to może służyć zarówno do ogrzewania domu, grzania wody użytkowej, jak i do chłodzenia w upalne dni
dbałość o środowisko naturalne – istota działania pompy ciepła polega na wykorzystaniu zasobów energii naturalnej, a jej eksploatacja nie powoduje emisji szkodliwych związków
dostępność i uniwersalność – urządzenie można zamontować zarówno w nowych jak i zmodernizowanych budynkach
szybki i prosty montaż – zamontowanie powietrznej pompy ciepła zajmuje nie więcej niż 3 dni (nie trzeba także przekopywać ogrodu czy wykonywać odwiertów)
bezpieczeństwo – przy tego rodzaju urządzeniu grzewczym nie ma ryzyka zaczadzenia, pożaru, czy wybuchu,
oszczędność – pompy ciepła korzystają z odnawialnych i darmowych źródeł energii, co czyni je najtańszymi obecni źródłami energii grzewczej
niskie koszty eksploatacyjne przy stosunkowo niewielkich kosztach inwestycyjnych,
możliwość połączenia z fotowoltaiką dzięki czemu urządzenie to działa praktycznie bezkosztowo
czystość – inwestor pozbywa się z domu kurzu i brudu który towarzyszy tradycyjnej kotłowni
długa żywotność, która wynosić może nawet kilkadziesiąt lat
możliwość uzyskania dofinansowania pompy ciepła powietrznej z programu Czyste Powietrze i gminnych środków przeznaczonych na ten cel
możliwość skorzystania z ulgi termomodernizacyjnej lub kredytu na pompę ciepła
gwarancja niższego kosztu budowy domu (wystarczy odrobina przestrzeni, przyłącza wody i elektryczne)
komfort użytkowania i pełna automatyka – nie wymaga ona uciążliwej obsługi, która sprowadza się jedynie do odpowiednich ustawień regulatora i dostosowania pracy instalacji do indywidualnych potrzeb użytkowników
kompaktowość i estetyka – pompa nie zajmuje dużo miejsca i można ją umieścić w każdym pomieszczeniu budynku mieszkalnego, ponadto do jej zastosowania nie jest konieczny montaż mało estetycznych grzejników ściennych
szybki zwrot poniesionych nakładów inwestycyjnych – realny czas zwrotu inwestycji wynosi 5 do 7 lat, w stosunku np. do kotłowni na gaz, olej opałowy, czy ogrzewania elektrycznego

Dodaj komentarz