Pompy ciepła i systemy solarne powoli, ale nieubłaganie zdobywają rynek, wypierając tradycyjne źródła energii i zdobywając serca kolejnych inwestorów. Warto wiedzieć, na czym polega ich fenomen i z czym być może w niedalekiej przyszłości przyjedzie nam się zmierzyć.
Pompa ciepła to urządzenie wykorzystujące energię odnawialną czerpaną z ziemi (poprzez system odwiertów i przewodów w ziemi), z wód gruntowych lub z powietrza. Może służyć do ogrzewania pomieszczeń, a także przygotowywania ciepłej wody użytkowej.
Jak działa pompa?
Zasadę jej działania wyjaśnijmy na przykładzie pompy z kolektorem gruntowym, czyli systemem rur zakopanych w ziemi. Krążący z kolektorze czynnik chłodniczy, wskutek pobierania energii cieplnej zawartej w gruncie, ulega odparowaniu, czyli zmienia stan skupienia z ciekłego na gazowy. Następnie gaz zostaje przemieszczony do kompresora, gdzie w wyniku sprężania wzrasta jego temperatura oraz ciśnienie. Po sprężeniu, czynnik dochodzi do wymiennika (skraplacza), w którym oddaje swoje ciepło wodzie obiegowej centralnego ogrzewania. Skroplony czynnik chłodniczy przepływa przez filtr do zaworu rozprężnego, gdzie spada jego ciśnienie i temperatura. Potem, już w ciekłej postaci, przedostaje się do kolektora gruntowego i cały cykl ulega powtórzeniu.
— Mechanizm działania urządzenia jest identyczny jak praca lodówki. W lodówce jednak ciepło jest transportowane z wewnątrz na zewnątrz, a w pompie ciepła odwrotnie – ciepło z zewnątrz przenosi się do wnętrza pomieszczenia. Sprężanie specjalnego czynnika chłodniczego powoduje podwyższenie jego temperatury tak, aby efektywnie ogrzał wodę krążącą w instalacji centralnego ogrzewania lub ciepłą wodę użytkową. Około trzech czwartych energii potrzebnej do celów grzewczych, pompy ciepła pobierają ze środowiska naturalnego. Prąd jest niezbędny tylko do napędu sprężarki i pomp wody grzewczej. Część tej energii elektrycznej jest przekształcana także do celów grzewczych — wyjaśnia Paweł Kowalski, wykładowca Akademii Viessmanna.
Niskie koszty
Najlepszym argumentem przemawiającym za pompą ciepła są niskie koszty eksploatacji. W porównaniu do innych systemów grzewczych, jedyny koszt użytkowania pompy ciepła to cena energii elektrycznej potrzebnej do zasilania urządzenia. Niebagatelne znaczenie ma również fakt, iż pompa nie emituje szkodliwych substancji.
Złota rączka nie da rady
Przy wyborze pompy ciepła szczególnie ważne jest precyzyjne zaplanowanie instalacji. W porównaniu do innych źródeł energii, takich jak tradycyjny piec, który ogrzewa zawsze, gdy się do niego podkłada, pompa ciepła będzie efektywnym urządzeniem tylko wtedy, gdy zostanie dobrze dobrana do warunków, w których będzie funkcjonować. Innymi słowy, samodzielny wybór i powierzenie instalacji fachowcom „z sąsiedztwa”, może przynieść nie tylko rozczarowanie, ale przyczynić się do strat materialnych. Nie wierzmy „złotej rączce”, który deklaruje, że dobierze pompę „na oko”. Jeśli specjalisty od pomp nie interesuje poziom wód gruntowych i jej skład chemiczny, przekrój geologiczny ziemi, zapotrzebowanie energetyczne i ewentualna obecność innych źródeł ciepła, należy mu po prostu podziękować.
Zbyt duże urządzenia zwiększają koszt inwestycji. Pompę ciepła do domów jednorodzinnych dobiera się zazwyczaj na ok. 80%, wynikających z obliczeń zapotrzebowania na ciepło.
Efektywność to nie wszystko
W systemie ogrzewania z pompą ciepła, miejsce, z którego pobierana jest energia (grunt, woda, powietrze) nazywamy dolnym źródłem ciepła, natomiast miejscem, do którego przenoszone jest ciepło (ogrzewanie podłogowe, ścienne, grzejnikowe) nazywamy górnym źródłem ciepła. Jednym z najważniejszych parametrów charakteryzujących urządzenie jest współczynnik efektywności (COP).
— Jest to stosunek mocy grzewczej pompy ciepła do mocy elektrycznej pobieranej przez urządzenie. COP pompy ciepła o mocy grzewczej 9,9 kW i poborze mocy elektrycznej 2,2 kW będzie wynosić: 9,9: 2,2 = 4,5. Współczynnik efektywności jest tym wyższy, im mniejsza jest różnica temperatur pomiędzy temperaturą w systemie grzewczym, a temperaturą źródła ciepła. Dlatego systemy grzewcze z niską temperaturą pracy, jak np. ogrzewanie podłogowe lub grzejnikowe niskotemperaturowe współpracujące z pompą ciepła jako źródłem ciepła, osiągają wysokie współczynniki efektywności przy możliwie najniższych kosztach eksploatacyjnych — wyjaśnia Andrzej Majkowski, dyrektor ds. technicznych firmy Stiebel Eltron.
Dodaj komentarz