Wysokotemperaturowa pompa ciepła - cena, zasada działania, opinie

Ogrzewanie nisko- i wysokotemperaturowe

Pomieszczenia można ogrzewać na dwa sposoby. Jeden to koncentracja wysokiej temperatury na niedużym obszarze, która z czasem będzie się równoważyć z temperaturą wokół. Drugi polega na powolnym oddawaniu ciepła z dużej powierzchni, o temperaturze bliskiej docelowej temperatury pomieszczenia. Wysokotemperaturowa pompa ciepła pozwala na ten pierwszy wariant, chociaż wiele modeli można też podłączyć do grzejników niskotemperaturowych. Przyjrzyjmy się teraz szczegółom technicznym obu rodzajów pomp.

Opcja wysokotemperaturowa czy niskotemperaturowa?

Według zasad termodynamiki temperatura połączonych środowisk cieplejszego i zimniejszego dąży do równowagi. Poza tym ciepło samoistnie zawsze wędruje ze środowiska cieplejszego do zimniejszego. Na tej zasadzie działały używane od stuleci piece, zapewne następcy prehistorycznego ogniska. W procesie spalania drewna (a nawet jeszcze bardziej węgla) udaje się uzyskać bardzo wysokie temperatury. Dzięki temu piec może ogrzać dom, przenosząc wysoką temperaturę do grzejników.

Dopiero wraz z pojawieniem się pomp ciepła powstał problem ogrzewania niskotemperaturowego. Pompa czerpiąc energię cieplną z otoczenia nie jest w stanie osiągnąć wysokich temperatur bez dodatkowego przerabiania energii elektrycznej na energię cieplną. Im wyższa oczekiwana temperatura, tym więcej prądu zużywamy. Dlatego w pewnych modelach pomp powietrze-woda takie ogrzewanie mało się opłaca. W każdym razie tak było dopóki pompy powietrzne miały małą wydajność. Obecnie dopracowuje się wyższą moc grzewczą pomp i pytanie czy lepsza będzie pompa wysokotemperaturowa czy niskotemperaturowa, ma sens. Powstał standard, który określa jakie temperatury należą do jednego i do drugiego rodzaju ogrzewania.

Jako ciekawostkę możemy dodać, że inną techniką grzewczą, w której opłacalne jest ogrzewanie niskotemperaturowe, są kotły kondensacyjne. Jednak jest to opcja droższa w eksploatacji i mniej ekologiczna.

Zasada działania pompy i zakres temperatur

Pompa ciepła pobiera ciepło z kilku źródeł i na różne sposoby. Ponieważ nas najbardziej interesuje pompa powietrze-woda przedstawiamy jej schemat działania poniżej:

• Etap 1: powietrze (czerpie ciepło z promieniowania słonecznego i innych źródeł)
• Etap 2: przeniesienie energii cieplnej przez wymiennik ciepła (czynnik chłodniczy przejmuje ciepło z powietrza i wędruje do sprężarki)
• Etap 3: sprężarka (zwiększa ciśnienie czynnika, zamieniając energię elektryczną na cieplną)
• Etap 4: ciepło jest pompowane do zbiornika z wodą lub instalacji grzewczej, a rozprężony czynnik wraca do obiegu

Inne rodzaje pomp ciepła pobierają ciepło w podobny sposób z gruntu lub wody gruntowej. Powietrze jest jednak najbardziej popularnym źródłem dolnym, dostępnym niezależnie od położenia budynku i wielkości działki. Minusem jest nierówna temperatura w ciągu roku, zwłaszcza w klimacie umiarkowanym. Żeby uzyskać przez cały rok, zwłaszcza w szczycie sezonu grzewczego, wysoką temperaturę z powietrza, potrzebne jest wydajne urządzenie i dodatkowa energia elektryczna.

Dla trybu ogrzewania niskotemperaturowego określono zakres: 35-50°C. Ogrzewanie wysokotemperaturowe, wciąż uważane za grzewczy standard, wynosi od 50°C do 70°C (lub więcej, ale nie w przypadku pomp ciepła). Nowoczesne pompy ciepła zwykle są dostosowane do pracy w obu trybach, ale zwykła pompa ciepła traci nieznacznie na wydajności wraz ze spadkiem temperatury źródła dolnego i oczekiwanym wzrostem temperatury źródła górnego. Wysokotemperaturowa pompa ciepła jest dedykowana do instalacji grzewczych i służy do wydajnego ogrzewania wody do 65-70°C.

Wysokotemperaturowa pompa ciepła – technologie, cena, eksploatacja

Popularne opinie na temat pomp ciepła powietrze-woda są zwykle takie, że najlepiej działają one z urządzeniami niskotemperaturowymi. To niekoniecznie musi być prawda. Pompy niskotemperaturowe, połączone z ogrzewaniem podłogowym lub sufitowym na pewno są tanie i wydajne. Na szczęście nie każdy musi zmieniać całą instalację, żeby dostosować ją do nowego źródła ciepła.

Kiedy warto kupić wysokotemperaturową pompę ciepła?

Wysokotemperaturowa pompa ciepła jest doskonałym rozwiązaniem do grzejników w starszych budynkach. Tam gdzie zmiana systemu ogrzewania jest niemożliwa lub byłaby trudna do przeprowadzenia. Nadaje się do urządzeń wymagających minimalnej temperatury powyżej 50°C, żeby sprawnie funkcjonować.

Jest to dobra alternatywa do pieców i kotłów na paliwo. Ich cena, zwłaszcza w połączeniu z kosztami montażu nie jest jednak tak niska jak przy pompach niskotemperaturowych, zwłaszcza typu monoblok.

Czynnik R290 i R32 – charakterystyka

Głównym sekretem wyższej wydajności pomp wysokotemperaturowych jest dobór właściwego czynnika. W pompach powietrze-woda spotkamy się głównie z czynnikiem R32. Zamiennie stawia się na wydajny i ekologiczny R290. Oba zastępują droższy i o wiele bardziej obciążający dla środowiska R410A. Jaka jest różnica?

• R32 to difluorometan, który wykorzystuje się w postaci ciekłej i gazowej. Jest tani, nisko emisyjny, wydajny i ma niską łatwopalność.
• R290 to propan, który ma postać gazową. Jego zaletą jest jeszcze niższa emisyjność i wydajność energetyczna. Niestety jednocześnie jest bardzo łatwopalny i droższy od czynnika R32. Mimo wszystko właśnie R290 spotkamy częściej w pompach wysokotemperaturowych.

Można się spotkać z innymi czynnikami, nawet z przestarzałym R410A, ale jest on wycofywany z rynku, ze względu na szkodliwość dla środowiska. Jeśli szukasz więcej porad i informacji, sprawdź także zebrane w tym miejscu artykuły o pompach ciepła.

Pompa wysokotemperaturowa – co to jest EVI?

Wiemy już, że omawiana pompa uzyskuje wyższe temperatury na wyjściu, ale jak to się właściwie dzieje?

Każdy producent ma swoje sposoby na zwiększenie wydajności pomp. Używany czynnik, materiały i budowa urządzeń mogą się różnić. Jednak istnieją pewne sposoby na uzyskanie lepszego COP (współczynnika wydajności), a tym samym wyższych temperatur niższym kosztem.

Jednym ze sposobów jest wykorzystanie wtrysku par, dokładniej technologia zaawansowanego wtrysku pary. Ta technologia, zwana po angielsku Enhanced Vapor Injection (w skrócie EVI) polega na zwiększeniu ilości operacji przeprowadzanych na czynniku chłodniczym poza sprężarką. Podstawowe różnice w stosunku do tradycyjnej pompy to:

1. Pewna ilość czynnika chłodniczego zostaje odparowana i przegrzana powyżej temperatury wrzenia. Reszta wędruje normalną drogą.
2. Przegrzany czynnik chłodniczy jest następnie wtryskiwany w połowie cyklu do sprężarki spiralnej i sprężany ciśnienia wylotowego.

Dzięki tym zabiegom technologia EVI zwiększa wydajność całego układu, przez zwiększenie stopnia sprężenia czynnika. Ta sama technologia działa w dwie strony. Dlatego równie sprawnie jest stosowana do wydajnego chłodzenia pomieszczeń w letnie upały.

O większej wydajności pompy decyduje też rodzaj używanego czynnika chłodniczego.

Ile kosztuje wysokotemperaturowa pompa ciepła?

Cena pompy ciepła, osiągającej wysokie temperatury bez utraty wydajności, jest nieco wyższa od ceny pomp niskotemperaturowych. Nie są to jednak różnice duże. Zwykle możemy się zamknąć w 40-50 tys. zł razem z montażem. Jeżeli wybraliśmy pompę typu split, to możemy 20-25 tys. wydać dodatkowo na zakup niezbędnych części i opłacenie profesjonalnego montażu.

Warto w cenę wliczyć też koszt eksploatacji. Pompa ciepła wysokotemperaturowa zużywa nieznacznie więcej prądu. Koszty mogą być o ok. 30% wyższe niż w przypadku pompy niskotemperaturowej, ale zakładamy, że urządzenia grzewcze i tak nie nadawały się do modernizacji lub była ona za droga. Dlatego roczny koszt ogrzewania pompą wysokotemperaturową należy porównywać z ogrzewaniem tradycyjnymi paliwami lub prądem. W tym przypadku pompa wypada bardzo korzystnie.

Opinie o pompach ciepła – kiedy warto kupić i jakie?

Przeglądając w internecie opinie o pompach ciepła można dostać zawrotu głowy. Zwykle osoby, które zamontowały je prawidłowo i dokonały świadomego wyboru chwalą sobie to źródło ogrzewania. Problemy pojawiają się najczęściej wtedy gdy nie otrzymaliśmy tego czego oczekiwaliśmy. W przypadku wysokotemperaturowej pompy ciepła może to być mała wydajność, zbyt duże użycie prądu czy słabe grzanie. Wszystko da się wyregulować, jeżeli spróbujemy pokazać pompę specjaliście.

Kiedy kupienie pompy wysokotemperaturowej ma sens?

Wspomnieliśmy już do jakiego domu najczęściej kupuje się tego typu pompy. Nie chcemy jednak, żebyście odnieśli wrażenie, że ten rodzaj pompy to zło konieczne. Pompa wysokotemperaturowa nadal jest bardziej ekologiczna (dla środowiska) i ekonomiczna (dla inwestora) niż inne źródła ciepła. Jeżeli nie mamy w domu możliwości wymienić czy założyć ogrzewania niskotemperaturowego to i tak możemy stawiać na rozwiązanie skuteczniejsze niż kocioł czy tym bardziej piec węglowy. Jeżeli dodatkowo możemy ją podłączyć do zasilania z własnego źródła (np. baterie słoneczne), to uniezależniamy się od sieci centralnej. W razie awarii prądu lub ogrzewania nasza pompa działa sprawnie, nawet jeśli temperatura na dworze spada do  -25°C.

Warto wziąć pod uwagę, że w tej chwili pompy ciepła są pożądanym sposobem ogrzewania i można uzyskać do nich znaczne dopłaty, jednocześnie poprawiając jakość powietrza wokół domu i oszczędzając na rachunkach. Poza tym pompa ciepła jest urządzeniem bezobsługowym. Wiele modeli posiada nawet system samoregulujący, który dostosowuje aktualną temperaturę do potrzeb mieszkańców.

Jakie są inne opcje?

Pompa gruntowa

Urządzeniem, które dobrze nadaje się do instalacji wysokotemperaturowej jest też pompa gruntowa oraz jej szczególny rodzaj, pobierający ciepło z wód gruntowych.

Gruntowa pompa ciepła jest co prawda nieco droższa od powietrznej, ale w porównaniu do pomp z technologią EVI nie ma dużej różnicy. Jedyny minus jest taki, że wymaga specjalnego terenu.

Najchętniej stosowana pompa z wymiennikiem poziomym wymaga dużej powierzchni działki. Żeby wymiennik działał poprawnie, musi zajmować około 120% w stosunku do powierzchni ogrzewanej (np. 120 m² dla budynku o powierzchni 100 m²). Można postawić na wymiennik pionowy, ale ten wymaga odpowiedniego terenu i przeprowadzenia odwiertów co najmniej na głębokość 30m. Główna zaleta pompy gruntowej, w stosunku do powietrznej, to większa stabilność źródła ciepła. Poniżej warstwy przemarzania gruntu (80-120cm) temperatura wynosi mniej więcej 8-10°C. W źródłach głębinowych jest to najczęściej ok. 12°C.