Menu Zamknij

Pompy ciepła powietrze-woda – działanie, przeznaczenie, zalety

Powietrzna pompa ciepła - jak działa? Gdzie i dlaczego warto ją zamontować?

W ostatnich latach korzystanie z odnawialnych źródeł energii przestało być luksusem zarezerwowanym tylko dla najbogatszych, a stało się wręcz koniecznością. Szybko rosnące ceny prądu, gazu i paliw stałych sprawiają, że nie tylko osoby zwracające uwagę na kwestie ekologii oraz wygodę patrzą teraz w stronę pomp ciepła, jako głównego sposobu ogrzewania domu lub firmy. Pompy ciepła są obecnie nie tylko najwygodniejszymi dla użytkowników i najbardziej przyjaznymi dla środowiska urządzeniami grzewczymi, ale także najbardziej ekonomicznymi. Liczba pomp ciepła w całej Europie rośnie bardzo szybko i trend ten widać wyraźnie również w Polsce, której rynek OZE jest jednym z najbardziej rozwojowych na świecie. W 2022 roku przewidywany jest u nas wzrost sprzedaży pomp ciepła od 40 do 50% w porównaniu z rokiem 2021. Zdecydowana większość z nich to pompy ciepła typu powietrze-woda.

Popma ciepła do dużego domu

Powietrzna pompa ciepła-co to jest i dla kogo?

Pompa ciepła w Jarosławiu

Nie wszyscy wiedzą, że każdy z nas posiada już w domu pompę ciepła, która pozwala na długotrwałe przechowywanie artykułów spożywczych wymagających niskiej temperatury, aby zachować świeżość. Takim urządzeniem jest lodówka, która odbiera ciepło ze znajdujących się w niej produktów i przekazuje je na zewnątrz. Zasada działania pompy ciepła powietrze-woda jest bardzo podobna, ale odwrócona, ponieważ ciepło odbierane z powietrza przesyłane jest do instalacji grzewczej w budynku. Urządzenia te doskonale sprawdzają się zarówno w małych domach, jak i dużych obiektach przemysłowych. Doceniane są przez wszystkie osoby, którym zależy na komforcie i niskich rachunkach za ogrzewania, chłodzenie i produkcję ciepłej wody użytkowej.

Jak działa pompa ciepła powietrze-woda?

W pompie ciepła tego rodzaju dolnym źródłem energii jest powietrze, natomiast górnym źródłem instalacja grzewcza w naszym domu. Najlepiej, jeśli jest to ogrzewanie niskotemperaturowe (np. ogrzewanie podłogowe), ponieważ wtedy efektywność pompy ciepła jest najwyższa. W pompach ciepła typu split cały proces pracy jest podzielony pomiędzy jednostkę zewnętrzną i wewnętrzną, natomiast w urządzeniach MONOBLOK wszystko odbywa się w jednostce zewnętrznej. Poszczególne etapy w obydwu rozwiązaniach są jednak identyczne. Najpierw wentylator wdmuchuje powietrze do parownika, w którym ciepło przekazywane jest do ciekłego czynnika chłodniczego. Po podgrzaniu czynnik chłodniczy zmienia stan skupienia i jako gaz trafia do sprężarki, gdzie pod wpływem wysokiego ciśnienia rośnie jego temperatura. Następnie w skraplaczu gorący czynnik przekazuje swoją energię do wody w zasobniku, która później ogrzewa budynek. Po oddaniu energii cieplnej czynnik ulega skropleniu, przechodzi przez zawód rozprężny i spada jego ciśnienie. Dalej czynnik chłodniczy jako płyn kierowany jest do parownika i cały cykl się powtarza.

Pompa ciepła działanie

Pompy ciepła powietrze-woda-dlaczego warto?

W powietrzną pompę ciepła warto zainwestować z kilku powodów. Powietrze dostępne jest w nieograniczonych ilościach i w każdym miejscu, dlatego urządzenie tego typu zamontować możemy praktycznie wszędzie, a montaż jest stosunkowo prosty i nie wymaga przeprowadzania kosztownych odwiertów lub wykopów. Sprawia to, że całościowy koszt instalacji jest dużo niższy niż w przypadku pomp gruntowych i pomimo ich mniejszej efektywności zakup powietrznej pompy ciepła jest często uzasadniony ekonomicznie. Wielu inwestorów decyduje się również na to rozwiązanie, ponieważ nie dopuszcza żadnej ingerencji w działkę, na której stoi dom, gdyż posiada pięknie zaprojektowany i wykonany ogród. Podczas odwiertów czy wykopów koniecznych do pracy pompy typu grunt-woda tego typu ingerencja w część działki jest niestety niezbędna. Innym powodem, dla którego inwestycja w pompę ciepła może być obecnie bardzo opłacalna, są rządowe programy wsparcia. Najpopularniejszy z nich to Program Czyste Powietrze, który umożliwia wymianę nieefektywnego kotła na pompę ciepła nawet osobom o niskich dochodach. Skorzystanie z tego programu nie wyklucza zwrotu części podatku w ramach tzw. ulgi termomodernizacyjnej. Wszystko to powoduje, że ostateczna kwota poniesiona na tę inwestycję może być dużo niższa, niż wcześniej zakładaliśmy.

Powietrzne pompy ciepła do c.w.u. i c.o.

Podgrzewanie ciepłej wody użytkowej jest obok ogrzewania budynku jedną z podstawowych funkcji pomp ciepła powietrze-woda. Większość z nich posiada wbudowany zasobnik c.w.u., który umożliwia magazynowanie ciepłej wody w ilościach wystarczających dla naszego gospodarstwa domowego. Dużą zaletą tego rozwiązania jest bardzo niski koszt uzyskania ciepłej wody użytkowej w porównaniu z tradycyjnymi bojlerami elektrycznymi. Często wybierać możemy pomiędzy różnymi wielkościami zasobników, co uzależnione jest od danego modelu i producenta pompy ciepła. Przykładowo w najnowszym urządzeniu Thermia Athena mamy do wyboru pojemności 180 litrów i 300 litrów. Z zasobników tych możemy uzyskać jednorazowo odpowiednio 254 litry lub 417 litrów c.w.u. przy temperaturze 40°C.

Jak dobrać moc powietrznej pompy ciepła?

Dobór odpowiedniej mocy pompy ciepła powietrze-woda jest elementem kluczowym, który ma wpływ na późniejszą efektywność i tempo zużycia tego urządzenia. Najważniejsze jest rzetelne obliczenie zapotrzebowania cieplnego budynku (OZC), które wyeliminuje często powtarzające się błędy w doborze właściwej mocy pompy ciepła. Jeśli dobrze znamy nasz dom pod względem technicznym, możemy sami wykonać takie obliczenia, wykorzystując do tego celu jeden z dostępnych w Internecie darmowych kalkulatorów. Dużo bezpieczniej będzie jednak skorzystać z usług profesjonalisty zawodowo zajmującego się sporządzaniem OZC budynków lub dokonać zakupu powietrznej pompy ciepła u renomowanych instalatorów, którzy sami obliczą zapotrzebowanie cieplne domu i dobiorą odpowiednie urządzenie. Potrzebna moc powietrznej pompy ciepła uzależniona będzie nie tylko od powierzchni ogrzewanej części domu i naszej instalacji centralnego ogrzewania, ale także zastosowanych do budowy materiałów i rodzaju izolacji.

Pompa ciepła z fotowoltaiką

Korzystne zasady rozliczeń dla prosumentów oraz dotacje z programu Mój Prąd sprawiły, że praktycznie każdy dostrzegał ekonomiczny sens zakupu instalacji fotowoltaicznej zarówno za gotówkę, jak i w systemie ratalnym. Przy szybko rosnącej cenie energii elektrycznej i bardzo nisko oprocentowanych lokatach bankowych fotowoltaika stała się idealnym sposobem na zainwestowanie środków finansowych. Błyskawiczny rozwój fotowoltaiki w naszym kraju pociągnął za sobą również rynek pomp ciepła, który zaczął notować coraz większe wzrosty sprzedaży. Korzystając z bardzo atrakcyjnych zasad rozliczeń, wiele osób montowało przewymiarowaną instalację fotowoltaiczną z uwzględnieniem planowanego zastąpienia starego kotła pompą ciepła. Jeśli wyliczenie wielkości instalacji fotowoltaicznej wykonane zostało poprawnie przy ogrzewaniu pompą ciepła w ciągu całego roku, jedynym naszym kosztem pozostaje niewielka opłata stała do firmy energetycznej, najczęściej nie przekracza ona 30 zł miesięcznie. Wydaje się to niewiarygodne, ponieważ pozbywamy się nie tylko rachunku za prąd, ale także za ogrzewanie domu. Niestety tak działało to tylko dla osób, które zdążyły zainstalować fotowoltaikę do końca marca 2022 r., zakładając instalację po 1 kwietnia 2022 r., przejdziemy na nowy, mniej korzystny system rozliczeń zwany net-billingiem. Wydłuży on okres zwrotu z inwestycji i nie pozwoli na odbieranie zimą wyprodukowanej latem energii. Czy oznacza to, że bez fotowoltaiki nie będzie opłacało się już inwestować w pompę ciepła?

pompa ciepła i fotowoltaika

Opłacalność powietrznej pompy ciepła bez fotowoltaiki.

Jeśli nie posiadamy i nie planujemy montażu instalacji fotowoltaicznej, pompa ciepła prawdopodobnie nadal okaże się dla nas najlepszym wyborem. Analizując opłacalność takiego rozwiązania, powinniśmy zestawić koszty eksploatacji pompy ciepła powietrze-woda z innymi urządzeniami grzewczymi takimi jak kocioł gazowy czy kocioł na paliwa stałe. Porównanie takie może być jednak utrudnione z uwagi na obecną sytuację polityczną i gospodarczą na świecie, która wpływa na duże wahania cen gazu, węgla i energii elektrycznej. Na obecną chwilę z pompą ciepła pod względem kosztów użytkowania rywalizować może jedynie ogrzewanie drewnem, którego koszt powinien być niewiele wyższy niż cena energii elektrycznej wykorzystanej przez pompę ciepła. Pod względem wygody użytkowania pomiędzy tymi rozwiązaniami istnieje jednak ogromna przepaść. Powietrzna pompa ciepła jest urządzeniem niemal bezobsługowym i potrzebuje jedynie rocznych przeglądów, natomiast kocioł na paliwo stałe wymaga ciągłej obsługi polegającej głównie na dokładaniu np. drewna lub węgla i usuwaniu powstałego w procesie spalania popiołu. Ten, kto miał do czynienia z tego typu kotłami, wie doskonale, że nie jest to praca ani łatwa, ani przyjemna i po zasmakowaniu wygody, jaką daje pompa ciepła, nigdy nie będzie rozważał zmiany tego systemu ogrzewania. Jeszcze niedawno za najlepsze rozwiązanie, jeśli nasz dom miał dostęp do przyłącza gazowego, uważany był kocioł na gaz ziemny, jednak po ostatnich podwyżkach cen tego surowca jego opłacalność znacznie spadła.

Pompa ciepła powietrze-woda

Czy pompa ciepła może stanowić jedyne źródło ogrzewania w budynku?

Powietrzna pompa ciepła w sposób bardzo wydajny i ekonomiczny może samodzielnie ogrzewać nie tylko małe budynki mieszkalne, ale również duże hale produkcyjne. Urządzenie to w niczym nie ustępuje kotłom gazowym czy na paliwa stałe, a jego przewagą jest bezobsługowa praca i korzystanie z odnawialnych źródeł energii, co wpływa na łatwe do przeliczenia oszczędności na rachunkach. Najważniejszy jest dobór odpowiedniej mocy pompy ciepła powietrze-woda, dzięki czemu unikniemy problemów z niedogrzaniem pomieszczeń zimą i nadmiernym zużyciem jej podzespołów.

Czy podgrzewanie wody pompą ciepła jest efektywne?

Najnowocześniejsze modele pomp ciepła typu powietrze-woda potrafią bardzo tanim kosztem wyprodukować jednorazowo nawet 417 litrów ciepłej wody użytkowej o temperaturze 40°C (np. Thermia Athena). Jest to ilość wystarczająca nawet dla dużej rodziny korzystającej z dwóch łazienek jednocześnie. Pompy ciepła nie ustępują w tym elemencie innym systemom produkującym c.w.u., a mają nad nimi przewagę pod względem ekonomicznym.

Czy powietrzna pompa ciepła działa w zimie?

Pompa ciepła zimą

Na temat działania powietrznych pomp ciepła w trakcie niskich temperatur krąży wiele mitów, które mogą zniechęcać niektóre osoby do ich zakupu. Nie jest prawdą, że podczas mrozu pompa ciepła przestaje być ekonomiczna i pracuje tylko na wbudowanych grzałkach. Najnowsze urządzenia mogą pracować bez załączania grzałek nawet do temperatury -25°C, ale jest to uzależnione od odpowiedniego doboru pompy ciepła do danego budynku. Przy obecnym klimacie panującym w Polsce często nie ma potrzeby dobierania mocy pompy do tak skrajnie niskich temperatur, ponieważ nie występują one często. Najbardziej uzasadnione ekonomicznie wydaje się przyjęcie temperatury około -10°C, jako tej, do której pompa ciepła nie powinna załączać grzałki i pracować z najwyższą efektywnością.

Czy mogę wymienić dotychczasowe źródło ogrzewania na powietrzną pompę ciepła?

Odpowiedź brzmi oczywiście tak, ale o ocenę ekonomicznego sensu takiego działania najlepiej poprosić jednego z naszych autoryzowanych instalatorów. Pamiętajmy o tym, że pompa ciepła pracuje najefektywniej w parze z niskotemperaturową instalacją centralnego ogrzewania np. ogrzewaniem podłogowym. Wysokotemperaturowe ogrzewanie grzejnikowe obniża wskaźniki COP i ilość pobieranej energii elektrycznej automatycznie rośnie. Poza systemem ogrzewania w naszym domu dużą rolę odgrywa także rodzaj i jakość zastosowanej izolacji. Po wzięciu pod uwagę wszystkich elementów będziemy mogli dobrać odpowiedni model pompy ciepła powietrze-woda oraz jej moc, która najlepiej sprawdzi się w danym budynku.

Z jakimi odbiornikami ciepła działa pompa powietrzna?

Pompa ciepła powietrze-woda może współpracować zarówno z niskotemperaturowym ogrzewaniem płaszczyznowym, jak i wysokotemperaturowym ogrzewaniem grzejnikowym. Nie każdy model sprawdzi się jednak przy konieczności podgrzewania wody do wysokich temperatur, dlatego rodzaj odbiornika jest jednym z najważniejszych elementów branych pod uwagę przy wyborze najlepszego dla nas urządzenia. Oczywiście najbardziej efektywnie powietrzna pompa działała będzie z ogrzewaniem niskotemperaturowym i osiągnie wtedy najlepsze wyniki COP i SCOP.

Czy powietrzna pompa ciepła może chłodzić?

Instalacja powietrznej pompy ciepła pozwala nam na uniknięcie konieczności zakupu i montażu oddzielnego klimatyzatora, ponieważ wszystko posiadamy w jednym urządzeniu. Latem pompa ciepła może zachowywać się tak jak typowa lodówka, pobierać ciepła z wnętrza domu, następnie za pomocą sprężarki i skraplacza zmieniać je w chłód (chłodzenie aktywne). Jest to możliwe dzięki odwróceniu procesu pracy pompy ciepła powietrze-woda. Latem ciepło usuwane jest na zewnątrz budynku, natomiast zimą do niego wprowadzane. Niskim kosztem uzyskujemy w ten sposób wydajny system klimatyzacji dający ogromny komfort domownikom podczas gorącego lata.

Chłodzenie domu pompą ciepła

Co wziąć pod uwagę ustawiając krzywą grzewczą?

Krzywą grzewczą nazywamy zależność między temperaturą zewnętrzną a temperaturą wody wprowadzanej do instalacji grzewczej. Wpływ na nią ma bardzo wiele czynników. Do najważniejszych z nich zaliczamy: rodzaj instalacji centralnego ogrzewania (płaszczyznowe czy grzejnikowe), poziom izolacji budynku i jego konstrukcja (jakość zastosowanych materiałów), subiektywne odczucie komfortu cieplnego mieszkańców (pożądana temperatura wewnętrzna pomieszczeń), lokalizacja (strefa klimatyczna), moc urządzenia grzewczego i stopień jego zautomatyzowania. Pierwsze ustawienie krzywej grzewczej nie jest łatwym zadaniem i niedoświadczonej osobie może sprawić wiele problemów. Oczywiście, zawsze powinniśmy dążyć do osiągnięcia jak najniższego nachylenia krzywej grzewczej przy temperaturze wewnętrznej zapewniającej komfort mieszkańcom domu.

Obsługa i przeglądy powietrznej pompy ciepła-co jest potrzebne?

Jeśli zależy nam na praktycznie bezobsługowym ogrzewaniu domu, podgrzewaniu ciepłej wody użytkowej oraz chłodzeniu powietrzna pompa ciepła będzie idealnym wyborem. Najnowsze urządzenia posiadają zaawansowane układy sterowania, które czuwają nad całym procesem pracy, nam pozostaje jedynie ustawienie komfortowej temperatury wewnątrz pomieszczeń oraz c.w.u. i możemy zająć się znacznie przyjemniejszymi aktywnościami. Dodatkowo wszystkie ustawienia zmieniać możemy online przy zastosowaniu odpowiedniej aplikacji w telefonie, co gwarantuje spokój podczas wakacyjnych wyjazdów. Nie mamy tutaj do czynienia z czasochłonną obsługą kojarzoną z kotłami na paliwa stałe. Pompy ciepła powietrze-woda wymagają tylko jednego, nieuciążliwego przeglądu rocznego, który jest wymagany przez producentów do zachowania gwarancji oraz długiej, bezawaryjnej pracy. Przeglądów dokonywać mogą tylko instalatorzy i serwisanci posiadający autoryzację producenta.

Jaka jest żywotność powietrznej pompy ciepła?

Najnowsze pompy ciepła typu powietrze-woda zaprojektowane zostały na ponad 20 lat bezawaryjnej pracy. Oczywiście osiągnięcie takiego wyniku będzie możliwe tylko w przypadku doboru odpowiedniego modelu urządzenia i jego mocy do budynku oraz montażu przez profesjonalnego instalatora. Elementem najbardziej narażonym na zużycie w pompie ciepła jest sprężarka, dlatego należy dążyć do tego, aby maksymalnie wydłużyć okresy pomiędzy jej wyłączeniem a ponownym włączeniem. Większość awarii pomp ciepła spowodowana jest właśnie niewłaściwym ich doborem lub montażem.

Ile czasu trwa montaż powietrznej pompy ciepła?

Montaż powietrznej pompy ciepła typu monoblok nie jest skomplikowany i trwa w zależności od różnych czynników od 2 do 3 dni. Nieco więcej pracy i doświadczenia wymaga instalacja pompy ciepła typu split. Bardzo ważne jest, aby wszystkie czynności przeprowadzone zostały przez autoryzowanych instalatorów z doświadczeniem. Jednostka zewnętrzna musi być umieszczona w odpowiedniej odległości od ścian budynku oraz innych elementów, które mogłyby ograniczać przepływ powietrza. Pamiętajmy też o zachowaniu wystarczającej przestrzeni w okolicy jednostki wewnętrznej, aby możliwe było wykonywanie niezbędnych prac serwisowych.

Montaż powietrznej pompy ciepła

Powietrzna pompa ciepła – split a monoblok

Wielu jest zwolenników i przeciwników każdego z tych rozwiązań, racja jak zwykle jest gdzieś pośrodku. Tak naprawdę są to te same urządzenia różniące się jedynie sposobem wykonania. Tańsze w produkcji są pompy ciepła typu split, w których w jednostce zewnętrznej umieszczony jest wentylator, parownik, sprężarka i zawór rozprężny, natomiast w jednostce wewnętrznej skraplacz, pompa obiegowa i sterownik. Urządzenia zwane monoblok wszystkie elementy poza sterownikiem i zbiornikiem c.w.u. mieszczą w jednostce zewnętrznej. Całość jest wykonywana w fabryce producenta i dobrze zaizolowana, dlatego przy jej instalacji nie wykonuje się połączeń F-Gazowych i często nie ma konieczności corocznych kontroli ich szczelności. Obniża to oczywiście koszty serwisu urządzenia. Powietrzna pompa ciepła typu monoblok pomimo wyższej ceny zakupu powinna odwdzięczyć się dłuższą bezawaryjną pracą i odrobinę lepszą efektywnością. Nie jest to jednak regułą i obydwa rodzaje powietrznych pomp ciepła zamontowane przez fachowca z dużym doświadczeniem będą działały długo i bezawaryjnie.

Czy powietrzne pompy ciepła mogą być stosowane do obiektów przemysłowych?

Pompy ciepła powietrze-woda bardzo dobrze sprawdzają się także do ogrzewania dużych obiektów przemysłowych, a ich największą przewagą nad innymi urządzeniami jest bezobsługowa praca. To bardzo ważne, ponieważ w przypadku dużych kotłów na paliwa stałe ich obsługa może być niezmiernie uciążliwa. Odpowiedniej mocy pompy ciepła dadzą nie tylko niedrogie ogrzewanie całego obiektu, ale także pełną kontrolę nam całym procesem i kosztami eksploatacji.

Pompa dla obiektów przemysłowych

Powietrzna pompa ciepła czy ogrzewanie elektryczne?

Ogrzewanie powietrzną pompą ciepła

Niestety za sprawą różnych akcji marketingowych prowadzonych przez wielu producentów ogrzewania elektrycznego np. mat grzewczych, spora ilość osób uważa ten typ ogrzewania za alternatywę dla powietrznej pompy ciepła, która jest droższa w zakupie, a przecież także pobiera energię elektryczną. Osoby, które znają sposób działania pomp ciepła, doskonale rozumieją, że tych systemów grzewczych nie da się porównać. Mówiąc najprościej, ogrzewanie elektryczne jedynie zamienia energię elektryczną na ciepło w stosunku 1  do 1, czyli z 1 kWh energii elektrycznej produkuje 1 kWh ciepła. Pompa ciepła powietrze-woda natomiast zużywa prąd głównie do transportu ciepła, które pozyskuje z powietrza. Z tego właśnie względu jest tak oszczędna i potrafi z 1 kWh zużytego prądu uzyskać nawet 4 kWh energii cieplnej. Gołym okiem widać więc, że różnica w kosztach ogrzewania pomiędzy tymi urządzeniami jest tak duża, że trudno zestawiać je obok siebie w jakimkolwiek porównaniu.