Jaka pompa ciepła pasuje do mojego domu?

Różne rodzaje pomp według technicznej zasady działania

Wprawdzie wszystkie pompy ciepła czerpią energię do ogrzewania domu z otoczenia, jednak różne ich rodzaje mogą się od siebie znacznie różnić. Można je pogrupować według zasady działania, wykorzystywanego źródła ciepła albo zakresu temperatury pracy. Jeśli chodzi o problem, jak dobrać pompę ciepła, pojawia się też pytanie o jej funkcjonowanie. Pod względem technicznym bazują te urządzenia na zjawisku sprężania albo sorpcji.

  • Sprężarkowe pompy ciepła cieszą się niewątpliwie największą popularnością. Są napędzane prądem elektrycznym i pracują na zasadzie odwróconej chłodziarki. Czynnik chłodniczy jest odparowywany przy pomocy energii cieplnej otoczenia, a następnie w formie gazowej sprężany z jednoczesnym podniesieniem temperatury. W skraplaczu, po rozprężeniu, oddaje ciepło do czynnika grzewczego i wraca do punktu wyjścia.
  • Absorpcyjne pompy ciepła wykorzystują podobne zasady fizyczne, co pompy sprężarkowe. Para po wyjściu z parownika jest wchłaniana przez absorber (ciecz), a towarzyszy temu proces wytwarzania ciepła (ciepło rozpuszczania). Sprężenie roztworu i skierowanie pary do skraplacza przypomina typowy sposób działania pompy ciepła.
  • Adsorpcyjne pompy ciepła działają z zastosowaniem węgla aktywnego, żelu krzemionkowego lub zeolitu (minerał). Pobieranie i oddawania ciepła w takiej pompie ma charakter cykliczny.

Różne źródła energii cieplnej otoczenia

  • Powietrzna pompa ciepła pozyskuje energię z otaczającego powietrza. Ten proces pod względem technicznym da się łatwo zrealizować, posiada jednak zasadniczą wadę: słabo sprawdza się podczas mroźnej zimy. Kiedy temperatura spada do szczególnie niskich wartości, zapotrzebowanie na energię elektryczną zdecydowanie rośnie.
  • Gruntowa pompa ciepła posiada bardziej korzystne właściwości, ponieważ czerpie ciepło ze stabilnych temperaturowo warstw ziemi. Mogą to być płasko ułożone kolektory albo sondy w głębokich odwiertach.
  • Wodna pompa ciepła wykorzystuje ciepło wód gruntowych albo większych akwenów, które utrzymują stałą temperaturę przez cały rok. Warunkiem ogrzewania pompą wodną jest dostępność takich właśnie źródeł wody.

Jak dobrać pompę ciepła do ogrzewania domu?

Dobór pompy ciepła do starego budownictwa

W pewnych warunkach możliwe jest również zastosowanie pompy ciepła do ogrzewania starego budynku. Decydujący jest tutaj rodzaj pompy, stan izolacji termicznej oraz typ grzejników. Do starszych domów zasadniczo mało przydatne są pompy powietrze/woda, ponieważ wykazują stosunkowo duże zapotrzebowanie na energię elektryczną w porównaniu z innymi.

Nowoczesna zrównoważona instalacja pompy ciepła do ogrzewania wody i domów, techniczne zasady działania pomp grzewczych
W jaki sposób działają pompy ciepła i na jaką pompę ciepła zdecydować się spośród dostępnych na rynku

Stare budownictwo jest mocno zróżnicowane i różnie bywa w nim z termoizolacją. W przypadku braku ocieplenia budynku ogrzewanie pompą ciepła nie jest zalecane ze względu na duże zużycie prądu. Sprawność instalacji jest wówczas niska w przeciwieństwie do rachunków za energię elektryczną.

Wszystkie rodzaje pomp ciepła pracują w zakresie niskich temperatur i potrzebują grzejników o dużej powierzchni. Tylko w ten sposób można skutecznie wykorzystać stosunkowo niską temperaturę wody grzewczej na zasilaniu grzejników. W starym budownictwie bez ogrzewania podłogowego możliwe jest zastosowanie dla pomp ciepła alternatywnego ogrzewania ściennego, sufitowego albo przy pomocy płytowych grzejników wielkopowierzchniowych.

Pompa ciepła do instalacji grzewczej w nowym budownictwie

Jeśli tylko pozwala na to wielkość działki i lokalizacja budynku, w pierwszym rzędzie do ogrzewania nowego domu należy zastosować gruntową albo wodną pompę ciepła. Wykazują one niewielkie zapotrzebowanie na prąd i w przeciwieństwie do pomp powietrznych prawie nie emitują uciążliwego hałasu. Idealnym rozwiązaniem jest przy tym korzystanie z własnego źródła prądu. Dla właścicieli domów z pompami ciepła pytanie, czy fotowoltaika się opłaca, jest pytaniem retorycznym. Przy okazji warto dowiedzieć się, jak odliczyć fotowoltaikę od podatku.

Budynek na małej działce posiada zwykle zbyt mało miejsca na odwierty głębinowe, nie mówiąc o kolektorach ziemnych. Z reguły montuje się wówczas powietrzne pompy ciepła. Ze względu na kompaktową budowę, pod uwagę można brać również urządzenia sorpcyjne i hybrydowe.

Duża powierzchnia dostępna wokół nowego domu sprzyja instalacji pompy ciepła gruntowej albo wodnej. Ważne jest sprawdzenie, czy grunt ewentualnie woda gruntowa spełniają warunki techniczne do zasilania pompy ciepła. Jeśli niemożliwe będzie wykonanie głębokich odwiertów, zawsze da się ułożyć powierzchniowe kolektory gruntowe. Sprawdź także ten artykuł z informacjami, jak działa pompa ciepła.

Pompa ciepła do domu jednorodzinnego

Dom jednorodzinny może być wyposażony w pompę ciepła zasilaną dowolnym źródłem energii. Potrzebna moc grzewcza pompy (kW) zależy od zapotrzebowania na energię cieplną oraz od wielkości domu. Zapotrzebowanie na energię cieplną można oszacować na podstawie wielkości powierzchni ogrzewanej oraz stanu termicznego budynku:

  • budynek niskoenergetyczny: 40 W/m2
  • nowy budynek z dobrą izolacją cieplną: 50 W/m2
  • dom z normalną izolacją cieplną: 70 W/m2
  • stary dom ze słabą izolacją cieplną: 120 W/m2

Jeśli pompa ciepła ma dodatkowo ogrzewać ciepłą wodę użytkową, do oszacowanej mocy pompy trzeba dodać 0,8-1,0 kW na cztery osoby. Dla przeciętnego zapotrzebowania ciepłej wody o temperaturze ok. 45°C w ilości 80-100 l/osobę w ciągu doby, można przyjąć 0,2 kW/osobę.



Moc pompy większa od wyliczonej wcale nie jest korzystna

Dobór pompy ciepła opiera się na wielu czynnikach i wybrana moc pompy nie powinna być liczona z nadmiarem. Obliczenia wykonuje się zwykle dla ekstremalnych temperatur w danej strefie klimatycznej, czyli że przez większość dni w roku zapotrzebowanie na moc grzewczą jest niższe od maksymalnego. A to oznacza, że bardziej korzystne będzie dodatkowe ogrzewanie domu przez kilka dni, niż instalacja pompy o przeszacowanej mocy.

Zbyt wysoka na potrzeby grzewcze domu moc pompy powoduje, że pracuje ona z częstymi załączeniami i postojami, ponieważ nie jest w stanie pracować ciągle. Te zasady działania dotyczą również kotłów gazowych i innych. W przypadku pompy ciepła „praca dorywcza” odbija się nie tylko na sprawności, ale również na żywotności urządzenia. Największe zużycie sprężarki następuje w momentach rozruchu. Dobór pompy ciepła do domu o zbyt dużej mocy spowoduje, że wprawdzie zbędne będzie dodatkowe źródło ciepła w okresie największych mrozów, ale za to rachunki za prąd wzniosą się ponad przeciętność.

Czy ten artykuł był dla Ciebie pomocny?
Oceń
Dla 0,0% czytelników artykuł okazał się być pomocny