Jakie pompy ciepła są najlepsze na polski klimat? Wcale nie te, które proponują sprzedawcy
Pompa ciepła to ekologiczne urządzenie grzewcze, które nie produkuje ciepła, a pobiera je z otoczenia i przekazuje do ogrzewanego budynku. Na rynku dostępne są różne rodzaje pomp ciepła, które pobierają ciepło z różnych źródeł. Wydajność pompy ciepła zależy od kilku istotnych czynników, a najważniejszym z nich jest różnica temperatur między dolnym źródłem ciepła a systemem grzewczym. Gdy temperatura źródła ciepła spada, współczynnik wydajności urządzenia maleje – dlatego nie każda pompa ciepła sprawdzi się w zimnym klimacie.
Z tego artykułu dowiesz się:
Jakie są rodzaje pomp ciepła?
Pompy ciepła działają na zasadzie „odwróconej lodówki”, czyli pobierania energii cieplnej z otoczenia i przekazywania jej do systemu grzewczego. Źródło, z którego pobierane jest ciepło, nazywane jest dolnym źródłem ciepła, a system grzewczy – górnym źródłem ciepła. Na rynku dostępne są gruntowe, wodne oraz powietrze pompy ciepła. Wyliczenia, ile prądu pobierają różne rodzaje pomp ciepła, dostępne są tutaj.
Gruntowe pompy ciepła pobierają ciepło z ziemi. Dostępne są gruntowe pompy ciepła z wymiennikiem pionowym, który umiesza się w głębszych warstwach gruntu oraz pompy ciepła z kolektorem poziomym, umieszczanym w płytszych warstwach – od 20 do 50 cm poniżej strefy przemarzania. Do instalacji kolektora pionowego konieczne jest wykonanie odpowiednio głębokiego odwiertu, który może zwiększyć koszty początkowe instalacji, ale gwarantuje to większą efektywność energetyczną urządzenia w późniejszym czasie.
Powietrzne pompy ciepła są najłatwiejsze w instalacji i należą do najtańszych urządzeń. Ten rodzaj pomp ciepła pobiera ciepło z powietrza. Najlepiej sprawdza się w klimatach ciepłych i umiarkowanych, gdzie średnia temperatura powietrza jest wysoka, a temperatury poniżej zera stanowią rzadkość. Powietrzne pompy ciepła dzielą się na dwa główne typy: powietrze-powietrze oraz powietrze-woda. Powietrzne pompy ciepła typu powietrze-woda są jednymi z najczęściej stosowanych pomp ciepła w budownictwie mieszkalnym, natomiast pompy typu powietrze-powietrze stosuje się rzadko z uwagi na ich bardzo niską wydajność energetyczną.
Wodne pompy ciepła są najrzadziej spotykanym typem pomp ciepła. Wymagają instalacji w systemie studni głębinowej lub na dnie zbiornika wodnego. W przypadku instalacji pompy ciepła w studni konieczne jest wykopanie aż dwóch studni. Bardziej opłacalnym rozwiązaniem jest wykorzystanie pobliskiego zbiornika wodnego, ale nie każda działka daje taką możliwość.
Co oznaczają wskaźniki SCOP i COP dla pomp ciepła?
COP (ang. Coefficient of Performance) to współczynnik określający ile kWh dostarcza pompa ciepła w stosunku do 1 kWh energii elektrycznej pobranej przez urządzenie na potrzeby pracy. Współczynnik COP zależy od temperatury dolnego źródła (powietrza, gruntu lub wody) i górnego źródła (systemu grzewczego, do której przekazywane jest pobrane ciepło). Im mniejsza różnica temperatur między dolnym i górnym źródłem ciepła, tym wartość COP, czyli wydajność pompy, jest wyższa. Pompy ciepła przy niskich temperaturach pracują mniej wydajnie. Standardowe wartości COP dla pomp ciepła wynoszą od 3 do 6, a dla przydomowych urządzeń zazwyczaj od 3 do 4.
SCOP (ang. Seasonal Coefficient of Performance) to współczynnik efektywności pompy ciepła w danym przedziale czasowym. SCOP jest stosunkiem ilości energii cieplnej dostarczonej do budynku do ilości energii elektrycznej zużytej przez urządzenie grzewcze w określonym okresie – np. w sezonie grzewczym.
Jaka pompa ciepła sprawdzi się najlepiej w zimnym klimacie?
Standardowe powietrzne pompy ciepła typu powietrze-woda są optymalnym rozwiązaniem grzewczym w klimacie umiarkowanym, gdzie temperatura zimą rzadko spada poniżej -10°C. W wielu pompach ciepła właśnie ta temperatura ustawiona jest jako punkt biwalentny, czyli temperatura, przy której w urządzeniu włącza się grzałka elektryczna, wspomagająca pracę sprężarki. Dodatkowo powietrzne pompy ciepła przy niskich temperaturach zużywają energię elektryczną na odszranianie dolnego źródła (jednostki zainstalowanej na zewnątrz budynku).
Najlepsze pompy ciepła do zimnych klimatów i niskich temperatury to gruntowe pompy ciepła. Gruntowe pompy ciepła, zwłaszcza urządzenia z kolektorem pionowym osadzonym w głębokich warstwach gruntu, charakteryzują się znacznie stabilniejszą wydajnością przy bardzo niskich temperaturach. Temperatura gruntu poniżej strefy przemarzania jest stała i niemal niezmienna przez cały rok, niezależnie od pory roku i temperatury powietrza. Współczynnik COP gruntowych pomp ciepła jest stabilniejszy i wyższy.
W zimnych klimatach, gdzie temperatury często spadają poniżej -10°C, mogą sprawdzić się także wodne pompy ciepła. Woda charakteryzuje się wysoką pojemnością cieplną i nie zamarza na większych głębokościach.
Najnowocześniejsze pompy ciepła, również urządzenia typu powietrze-woda, są przystosowane do pracy w niskich temperaturach i potrafią skutecznie pozyskiwać ciepło z otoczenia nawet przy ekstremalnych mrozach.