Te pompy ciepła nie boją się mrozów. Nie zawodzą nawet przy największych mrozach
Pompa ciepła uchodzi za jedno z najbardziej ekologicznych rozwiązań grzewczych — ale jej działanie bywa zaskakujące. To urządzenie nie „wytwarza” ciepła w tradycyjny sposób, tylko sprytnie je przechwytuje z otoczenia i transportuje do wnętrza budynku. Brzmi prosto? Dopiero na pierwszy rzut oka. Na rynku znajdziesz wiele typów pomp, które sięgają po energię z różnych miejsc, a wybór źródła potrafi diametralnie zmienić rezultat. Klucz tkwi w kilku czynnikach, jednak jeden z nich potrafi przesądzić o wszystkim: różnica temperatur między tzw. dolnym źródłem a instalacją grzewczą. Im większy „przeskok” musi wykonać urządzenie, tym szybciej spada jego sprawność — i właśnie dlatego w chłodniejszym klimacie nie każda pompa ciepła poradzi sobie tak dobrze, jak obiecują reklamy. Co to oznacza w praktyce i jak nie wpaść w kosztowną pułapkę?
- Jak działają pompy ciepła i ich rodzaje
- Jak COP i SCOP pokazują wydajność
- Pompy ciepła w mrozie: co wybrać?
Jak działają pompy ciepła i ich rodzaje
Pompy ciepła można porównać do „lodówki działającej na odwrót” — zamiast odbierać ciepło z wnętrza i oddawać je na zewnątrz, przechwytują energię cieplną z otoczenia i przekazują ją do instalacji grzewczej w domu. Miejsce, z którego urządzenie pobiera energię, nazywa się dolnym źródłem ciepła, natomiast instalację, do której trafia ciepło, określa się jako górne źródło ciepła. Najczęściej spotkasz pompy ciepła gruntowe, wodne oraz powietrzne.
Gruntowe pompy ciepła wykorzystują stabilną temperaturę gruntu. Występują w wariancie z pionowym wymiennikiem (sondą) umieszczanym głęboko w ziemi oraz z kolektorem poziomym, układanym płycej — zwykle 20–50 cm poniżej strefy przemarzania. Montaż sond pionowych wiąże się z wykonaniem odwiertów o odpowiedniej głębokości, co podnosi koszt startowy, ale w zamian często daje lepszą i bardziej przewidywalną efektywność w kolejnych latach.
Powietrzne pompy ciepła wyróżniają się prostszym montażem i zazwyczaj niższą ceną zakupu. Pobierają ciepło bezpośrednio z powietrza zewnętrznego, dlatego najlepiej sprawdzają się w klimacie ciepłym i umiarkowanym, gdzie średnie temperatury są wyższe, a mroźne dni zdarzają się rzadziej. W tej grupie wyróżnia się dwa podstawowe typy: powietrze–powietrze oraz powietrze–woda. W domach jednorodzinnych najczęściej stosuje się rozwiązania powietrze–woda, natomiast modele powietrze–powietrze spotyka się rzadziej, głównie ze względu na słabszą efektywność energetyczną.
Wodne pompy ciepła należą do najmniej popularnych rozwiązań. Wymagają dostępu do stabilnego źródła wody — montuje się je w układach ze studniami głębinowymi albo na dnie zbiornika wodnego. Przy instalacji w studni zwykle trzeba wykonać dwie studnie (czerpną i zrzutową). Tańszą alternatywą bywa wykorzystanie pobliskiego zbiornika, jednak nie na każdej działce jest to możliwe.
Jak COP i SCOP pokazują wydajność
COP (ang. Coefficient of Performance) to parametr pokazujący, ile kWh ciepła pompa ciepła jest w stanie dostarczyć, zużywając 1 kWh energii elektrycznej na swoją pracę. Na wartość COP wpływa temperatura źródła dolnego (np. powietrza, gruntu lub wody) oraz źródła górnego, czyli instalacji grzewczej, do której trafia ciepło. Im mniejsza jest różnica temperatur między tymi źródłami, tym wyższy COP — a więc tym lepsza sprawność i niższe zużycie prądu. Przy dużych mrozach pompy ciepła pracują mniej wydajnie, dlatego COP spada wraz z obniżaniem temperatury. Typowe wartości COP wynoszą około 3–6, natomiast w domowych instalacjach najczęściej spotyka się zakres 3–4.
SCOP (ang. Seasonal Coefficient of Performance) to sezonowy wskaźnik efektywności pompy ciepła, liczony dla dłuższego okresu. SCOP określa stosunek energii cieplnej oddanej do budynku do energii elektrycznej pobranej przez urządzenie w danym czasie — na przykład w całym sezonie grzewczym — dzięki czemu lepiej odzwierciedla realne warunki pracy niż pojedynczy pomiar COP.
Pompy ciepła w mrozie: co wybrać?
Klasyczne powietrzne pompy ciepła typu powietrze–woda świetnie sprawdzają się w klimacie umiarkowanym, gdzie zimą temperatura tylko sporadycznie spada poniżej -10°C. W wielu modelach właśnie ten poziom uznaje się za temperaturę biwalentną — czyli punkt, w którym do pracy sprężarki dołącza grzałka elektryczna, aby utrzymać wymaganą moc grzewczą. Warto też pamiętać, że przy mrozie pompy powietrzne zużywają dodatkową energię na odszranianie dolnego źródła, czyli jednostki zewnętrznej zamontowanej poza budynkiem.
W chłodniejszych strefach klimatycznych i przy naprawdę niskich temperaturach najwyższą efektywność najczęściej zapewniają pompy gruntowe. Szczególnie wersje z pionowym kolektorem, umieszczonym głęboko w gruncie, potrafią utrzymać znacznie stabilniejsze parametry pracy podczas silnych mrozów. Poniżej strefy przemarzania temperatura ziemi pozostaje niemal stała przez cały rok, niezależnie od sezonu i wahań temperatury powietrza. Dzięki temu współczynnik COP w pompach gruntowych jest zwykle wyższy i mniej podatny na spadki.
W rejonach, gdzie temperatury regularnie schodzą poniżej -10°C, sensowną alternatywą bywają także wodne pompy ciepła. Woda ma wysoką pojemność cieplną i na większych głębokościach nie zamarza, co pomaga utrzymać przewidywalne warunki pracy instalacji.
Jednocześnie najnowsze generacje pomp ciepła — również tych typu powietrze–woda — są coraz lepiej przygotowane do pracy w zimnie i potrafią skutecznie pozyskiwać energię z otoczenia nawet podczas bardzo dużych mrozów.