Jak poradzi sobie pompa ciepła przy ekstremalnych mrozach? Testy i analizy rzucają nowe światło na sprawę
Nowoczesny system grzewczy, jakim jest pompa ciepła, zyskuje na popularności wśród właścicieli domów jednorodzinnych. Nie jest już tylko nietypową opcją w miejsce tradycyjnego ogrzewania gazowego czy olejowego, lecz często staje się głównym wyborem. Mimo tego nadal istnieją pytania o efektywność pompy ciepła przy niskich temperaturach. Jak wygląda sytuacja w rzeczywistości?
- Jak działają pompy ciepła zimą?
- Pompy ciepła - efektywność w niskich temperaturach
- Wydajność pomp ciepła w niskich temperaturach
- Rodzaje i efektywność pomp ciepła zimą
Jak działają pompy ciepła zimą?
Niezależnie od tego, czy mówimy o powietrzu z zewnątrz, glebie czy wodzie gruntowej: nawet w najzimniejsze zimowe dni natura zazwyczaj dostarcza wystarczającej ilości ciepła do ogrzewania budynku. Nawet przy temperaturach dochodzących do -20°C pompy powietrze-woda pracują bez przerwy i są technologicznie zdolne do wykorzystania energii środowiska na potrzeby grzewcze. Często jednak wymagają one wsparcia technicznego.
Nie każda jest identyczna. Ogólnie dzieli się je na trzy rodzaje w zależności od tego, z jakiego źródła czerpią energię cieplną – z powietrza, ziemi lub wody. Mamy na myśli pompy powietrze-woda, solanka-woda albo woda-woda. Każdy z tych rodzajów pomp ciepła posiada swoje specyficzne zalety i wady, ale podstawowa zasada działania również zimą pozostaje taka sama:
- Pozyskiwanie ciepła z jednego ze źródeł (powietrze, ziemia, woda).
- Parowanie – pobrane ciepło powoduje, że czynnik chłodniczy, który paruje przy niskich temperaturach, przechodzi w stan gazowy.
- Sprężanie – gazowy czynnik zostaje sprężony, co prowadzi do wzrostu jego temperatury.
- Skraplanie – gorąca para oddaje swoje ciepło, które jest przekazywane do systemu grzewczego (ogrzewanie podłogowe, grzejniki). Dochodzi do kondensacji czynnika chłodniczego.
- Rozprężanie – czynnik chłodniczy rozpręża się i całkowicie przechodzi w stan płynny. Jego temperatura spada, a schłodzona ciecz wraca do parownika, gdzie cały cykl zaczyna się od nowa.
Pompy ciepła - efektywność w niskich temperaturach
Dobrą informacją jest to, że pompa ciepła nie zamarza ani nie działa gorzej, nawet gdy na zewnątrz panują bardzo niskie temperatury. Nowoczesne pompy powietrze-woda są w stanie niezawodnie dostarczać ciepło do domu nawet przy temperaturach zewnętrznych dochodzących do -28°C. Powietrze nadal zawiera wystarczającą ilość ciepła, aby czynnik chłodniczy mógł parować.
W zależności od używanego czynnika, jego punkt parowania znajduje się pomiędzy -25°C a -40°C. Dzięki postępowi technologicznemu, pompy ciepła o wysokiej wydajności mogą działać w temperaturach do około -30°C. Podczas niskich temperatur pompy powietrze-woda uruchamiają grzałkę elektryczną, aby wspomóc pracę urządzenia i efektywnie ogrzać budynek.
Podczas dużych mrozów pompy ciepła zużywają odpowiednio więcej energii elektrycznej i w pewnych zakresach temperatur mogą być mniej wydajne. W praktyce zarówno ciepło z gruntu, wody, jak i zewnętrznego powietrza wystarcza, aby nawet zimą system grzewczy działał bez potrzeby uruchamiania grzałki. W skali roku pompa ciepła potrzebuje tylko jednej czwartej energii elektrycznej do działania. Oznacza to, że pozostałe 75% energii cieplnej pochodzi z darmowych źródeł energii w otoczeniu, a efektywność pompy wynosi od 300 do 500%. Można stwierdzić, że pompy ciepła są średnio cztery razy bardziej wydajne niż.
Wydajność pomp ciepła w niskich temperaturach
- Temperatura 0°C
Gdy temperatura na zewnątrz wynosi około zera stopni, nowoczesne pompy ciepła nadal osiągają znakomite efekty. Bez trudu mogą czerpać wystarczającą ilość ciepła z powietrza, wód gruntowych lub gruntu, aby efektywnie i oszczędnie ogrzać dom.
- Temperatura -10°C
Na zewnątrz temperatury około -10°C wymagają od pompy ciepła nieco większej mocy. Jednak nowoczesne urządzenia nadal działają skutecznie, nie zużywając nadmiernie energii elektrycznej. Utrzymywana jest założona temperatura w pomieszczeniach bez konieczności włączania wbudowanej grzałki elektrycznej. W wyniku konieczności zwiększonej mocy pompy, zużycie energii nieznacznie wzrasta.
- Temperatura -15°C
Spadek temperatury poniżej -15°C stanowi dla niektórych pomp ciepła większe wyzwanie. Nie oznacza to jednak, że trzeba się martwić o awarię systemu grzewczego. W najgorszym wypadku pomocnicza grzałka elektryczna będzie częściej używana, co w tym okresie zwiększy zużycie energii. Bardzo wydajne pompy ciepła mogą radzić sobie bez wsparcia nawet w takich warunkach.
Rodzaje i efektywność pomp ciepła zimą
Są różne typy pomp ciepła, bazujące na różnych źródłach ciepła. Każda ma swoje zalety i wady, zwłaszcza zimą. Niemniej jednak, wszystkie mogą efektywnie ogrzewać dom nawet przy minusowych temperaturach na zewnątrz.
- Pompa ciepła powietrze-woda
Te urządzenia korzystają z powietrza zewnętrznego do zdobycia ciepła. Nawet przy niskich temperaturach potrafią uzyskać wystarczającą ilość energii cieplnej, aby ogrzać dom. Nowoczesne modele mają wydajne sprężarki i odpowiednio dobrane czynniki chłodnicze, umożliwiające działanie w szerokim zakresie temperatur. Przy bardzo niskich temperaturach ich efektywność może maleć, z uwagi na konieczność dodatkowego wspomagania grzania elektrycznego.
- Pompa ciepła solanka-woda
W tym przypadku źródłem ciepła jest ziemia. Pompy wykorzystują podziemne rury, którymi krąży niezamarzająca solanka. Ten system ogrzewania jest bardzo skuteczny, ponieważ temperatura pod ziemią jest zimą dość stabilna i nie spada tak bardzo jak temperatura powietrza. Pompy gruntowe stanowią więc niezawodne źródło ciepła nawet przy dużych mrozach.
- Pompa ciepła woda-woda
Ponieważ woda gruntowa utrzymuje przez cały rok względnie stałą temperaturę, pompy ciepła woda-woda są wyjątkowo wydajne także podczas bardzo zimnej pogody. Wykorzystanie wód gruntowych wymaga jednak specjalnych zezwoleń i wiąże się z wysokimi kosztami inwestycji.
Aby Wasza pompa ciepła działała optymalnie nawet w ekstremalnych warunkach zimowych, warto podjąć określone środki ochronne. Ważne jest zarówno regularne serwisowanie urządzenia, jak i dodatkowe ocieplenie rur.
