Co to jest i jak działa pompa ciepła?

Co to jest pompa ciepła?

Pompa ciepła jest urządzeniem, które czerpie energię ze środowiska – wody, gruntu lub powietrza. Jako maszyna cieplna wymusza przepływ ciepła z obszaru o niższej temperaturze do budynków, czyli ośrodków o wyższej temperaturze. Wykorzystuje więc niejako odnawialne źródła energii. Choć wydaje się to nieintuicyjne, urządzenia tego typu wszyscy znamy bardzo dobrze – w podobny sposób działa lodówka oraz klimatyzacja. Co ciekawe, powietrzne pompy ciepła mogą służyć również do chłodzenia pomieszczeń, a klimatyzacje – do ogrzewania.

Pompę ciepła określa się jako energooszczędne, ekologiczne urządzenie służące do ogrzania ciepłej wody użytkowej i domu. Dlaczego?

Pompa ciepła nie produkuje energii sama, a więc nie emituje przy tym spalin, popiołu czy kurzu. Wykorzystuje darmową energię z gruntu, wody bądź powietrza, by po przetworzeniu dostarczyć ją do instalacji grzewczej w budynku. Ta zasada działania pompy ciepła pozwala więc na zminimalizowanie kosztów jedynie do prądu potrzebnego do transportu energii. Dzięki tym wszystkim cechom pompy ciepła są jednymi z najbardziej ekologicznych urządzeń grzewczych. Zwłaszcza jeśli są zasilane fotowoltaiką.

Jak działa pompa ciepła?

W jaki sposób działa pompa ciepła? Podobnie jak lodówka, która usuwa ciepłe powietrze z wnętrza urządzenia i emituje je na zewnątrz. Pompa ciepła działa w przeciwnym kierunku, wyciągając ciepłe powietrze z dolnego źródła i przekazując je do wnętrza budynku.

Co może stanowić źródło ciepła? Zazwyczaj jest to grunt, w którym umieszczone są kolektory, ale także woda, powietrze czy nawet ścieki. W zależności od źródła dolnego możemy wyróżnić urządzenia typu: gruntowa pompa ciepła oraz powietrzna pompa ciepła (powietrzne pompy ciepła są najpopularniejszym rozwiązaniem w Polsce).

Umieszczona w jednym ze źródeł sprężarka czerpie ciepło, a następnie dostarcza je do systemu grzewczego budynku. W zamkniętym układzie pompy ciepła nieustannie zachodzą przemiany fizyczne – parowanie i skraplanie. W wyniku tych procesów termodynamicznych urządzenie przekazuje energię do górnego źródła – instalacji grzewczej.

Zależnie od możliwości systemów grzewczych źródła górnego możemy wyróżnić kolejne dwie kategorie pomp: pompy ciepła powietrze-powietrze oraz powietrze-woda.

• Pierwsza, oparta na układzie nadmuchowym, nagrzewa powietrze tłoczone do pomieszczeń przez kratki nawiewne.
• Druga to układ wodny, w którym ciepło emituje podgrzana woda przepływająca przez instalacje rurowe.
  

Pompa ciepła – koszty eksploatacji

Montując pompę ciepła w budynku, możesz zapomnieć o wahających się cenach paliw stałych i gazu. Urządzenie wykorzystuje naturalną, darmową energię cieplną, którą czerpie ze środowiska. Wydatki na ogrzewanie zmniejszają się wówczas do zużycia energii elektrycznej niezbędnej do zasilenia urządzenia, dzięki temu koszt pompy ciepła zwraca się podczas jej użytkowania.

Już na etapie planowania pompy ciepła powietrze-woda lub powietrze-powietrze, warto pomyśleć o rozwiązaniach, które pozwolą na jeszcze większe oszczędności – np. o ogrzewaniu płaszczyznowym podłogowym, zaawansowanych regulatorach czy dodatkowym ociepleniu budynku. Dobrze również sprawdzić oferty dostawców prądu, aby wybrać tę najkorzystniejszą oraz zgłębić temat domów zeroenergetycznych. Dodatkowo do rachunków za energię elektryczną można wykorzystać również mikroinstalację fotowoltaiczną.

Ile prądu pobiera pompa ciepła? 

Pompa ciepła pozwala na zaoszczędzenie znacznej ilości prądu (jest to szczególnie istotne, ponieważ ceny prądu w ostatnich latach drastycznie wzrosły). Wskazuje na to wielkość współczynnika COP, czyli pomiaru efektywności pompy ciepła. 

To określenie stosunku emitowanej energii do energii zużytej do zasilenia urządzeń grzewczych oraz sprężarki będącej jednym z głównych elementów pompy ciepła. Pobór energii jest konieczny, ponieważ ciepłe powietrze nie jest w stanie samo przepłynąć ze źródła do budynku, a dodatkowo jeszcze osiągnąć wyższego poziomu temperatury. 

Instalacja odpowiednich regulatorów sterujących pompą ciepła, pozwoli na łatwe oszacowanie zużycia energii i zoptymalizowanie kosztów, np. w przypadku dwustrefowej taryfy energetycznej. W przypadku pompy ciepła typu powietrze-woda, wybór ogrzewania podłogowego pozwala na dodatkowe obniżenie kosztów ogrzewania budynku nawet o 20%.

Pompy ciepła a tradycyjne formy ogrzewania

Ogrzewanie węglowe wymaga wydzielenia specjalnego miejsca na kocioł oraz składowanie paliwa, które, niestety, brudzi wszystko dookoła. Nie jest to ponadto rozwiązanie ekologiczne, a tzw. niska emisja, czyli dym wydobywający się z kominów gospodarstw domowych to wciąż jedna z największych przyczyn smogu w Polsce.

Ze względu na bezobsługowe działanie, za znacznie wygodniejsze niż węglowe, można uznać ogrzewanie gazowe. Jednak w tym przypadku stosunkowo niskie koszty ogrzewania wymagają sporej inwestycji podczas podłączenia do gazociągu. Montaż kotła gazowego wymaga wybudowania komina lub wyprowadzenia przewodu powietrzno-spalinowego na zewnątrz budynku, co powoduje, że kotłów tych nie można zamontować w dowolnym miejscu.

Jeśli więc priorytetem są najniższe koszty eksploatacji, najlepszym rozwiązaniem będzie właśnie pompa ciepła. Choć wymaga większych nakładów, może być zamontowana niezależnie od lokalizacji i nie wymaga skomplikowanego przyłącza. Pompy ciepła charakteryzują się długą żywotnością i brakiem konieczności budowy specjalnej infrastruktury (kominów, kotłowni itp.). 

Więcej informacji o plusach i minusach pomp ciepła w kolejnym artykule. Jeśli poszukujesz więcej informacji na temat pomp ciepła, zachęcamy do kontaktu. Ekologiczne formy ogrzewania pozwalają na znaczną oszczędność, dlatego zachęcamy do skorzystania z bezpłatnej porównywarki ofert fotowoltaicznych.

Programy dofinansowujące zakup i montaż pompy ciepła

W 2024 roku o dotację na zakup i montaż pomp ciepła można starać się w ramach wielu programów – bezpośrednio i pośrednio dedykowanym pompom ciepła. Są to:

• Program „Moje Ciepło”, w ramach którego można uzyskać dofinansowanie do 21 tys. zł na gruntowe pompy ciepła oraz do 7 tys. zł na powietrzne pompy ciepła.
• Program „Czyste Powietrze”, w ramach którego dotacja na wymianę źródła ciepła na pompę powietrze/woda wynosi do 20 tys. zł. Uwaga! Od 2024 dofinansowaniem objęte są wyłącznie pompy ciepła znajdujące się na liście zielonych urządzeń i materiałów ZUM.