Jak działa pompa ciepła powietrzna? W trzech prostych etapach!

Pompy powietrza to w ostatnich latach popularne rozwiązanie zarówno w budynkach mieszkalnych, jak i użytkowych. Urządzenia te mogą służyć nie tylko do ogrzania domu, ale także wody użytkowej. Jak dokładnie działa pompa ciepła i od czego to zależy? Sprawdź, jeśli zależy ci na ekonomicznym źródle energii.

Powietrzna pompa ciepła – jak dokładnie działa?

Mówiąc najprościej, powietrzne pompy ciepła przypominają lodówki. Zadaniem tych urządzeń jest eliminacja ciepła i zapewnienia odpowiednio chłodnego powietrza w swoim wnętrzu. Pompa działa dokładnie na tej samej, choć odwróconej zasadzie – pobiera chłodne powietrze, aby do wnętrza budynku dostarczyć cieplejszą, oczekiwaną przez mieszkańców czy użytkowników temperaturę.

W tym przypadku na system grzewczy składa się:

• system pobierający energię z zewnątrz, 
• pompa ciepła gwarantująca uzyskanie powietrza z zewnątrz,
• forma dystrybucji ciepła i jego przechowywania.

Te trzy elementy odpowiadają kolejnym krokom działania powietrznych pomp ciepła. Pierwszym jest jego pobór. Dochodzi do tego za sprawą wentylatorów, które zasysają powietrze z otoczenia i przekazują je bezpośrednio do pompy.

Drugi krok to korzystanie z ciepła, które nie zostało pobrane z otoczenia. W niektórych modelach pomp znajduje się gazowy czynnik chłodniczy krążący w ich obiegu. Parownik przekazuje do niego energię, a ten odparowuje. W takiej pompie powietrze z zewnątrz ma za zadanie ogrzać czynnik chłodniczy. 

Ostatni etap to ogrzewanie budynku. Tam, gdzie umieszcza się powietrzną pompę ciepła, montuje się także zasobniki i całą instalację grzewczą. W tej ostatniej zwykle krąży woda, która przejmuje ciepło ze skraplacza i przekazuje je do systemu, a więc ogrzewania podłogowego, grzejników ściennych czy do ogrzania wody użytkowej.

Jaka jest wydajność pompy powietrze–woda?

Pompy ciepła powietrze–woda to zupełnie inny mechanizm działania niż urządzenia grzewcze napędzane energią elektryczną. W kotłach czy promiennikach podczerwieni prąd przetwarza się w ciepło, ale sprawność tego procesu niemal nigdy nie jest maksymalna. Pompa powietrzna bazuje natomiast na energii elektrycznej tylko do zasilenia sprężarki, która przepompowuje ciepło z otoczenia obiektu.

Okazuje się, że wydajność tego urządzenia przerasta wszelkie oczekiwania! Pompa powietrze–woda może ogrzać budynek nawet dwa razy bardziej skutecznie niż inne źródła ciepła. Przy warunkach optymalnych współczynnik sprawności systemu może oscylować wokół 3 lub 4. To znaczy, że każdy kolejny kW energii elektrycznej, który dotrze do pompy, pozwoli na wytworzenie 3–4 kW ciepła. Co za tym idzie? Generuje to nawet czterokrotnie niższe koszty ogrzewania pompą powietrzną niż prądem.

Rodzaje powietrznych pomp ciepła

Zastanawiasz się, ile jest rodzajów pomp ciepła wykorzystujących powietrze? Aktualnie na rynku można znaleźć dwa rozwiązania, które różnią się między sobą konstrukcją.

Pompa powietrzna SPLIT

Na ten system składają się dwa moduły:

• wewnętrzny, 
• zewnętrzny.

W pierwszym z nich poza pompą mieści się elektryczny podgrzewacz i skraplacz. O wiele ważniejszą funkcję spełnia moduł zewnętrzny. To właśnie tam zachodzi większość reakcji związanych z pozyskiwaniem energii cieplnej. W module zewnętrznym znajduje się:

• zawór rozprężny, 
• wentylator, 
• parownik,
• sprężarka.

To tu wytwarzane i transportowane jest ciepło do budynku.

Pompa powietrzna MONOBLOK

Tym razem moduł jest zlokalizowany na zewnątrz obiektu. Składa się z:

• wentylatora, 
• parownika,
• skraplacza,
• sprężarki. 

Zewnętrzna instalacja łączy się ze stacją hydrauliczną lub centralą grzewczą. Tam ciepło jest przekazywane do odpowiedniego obiegu.

Największą zaletą pomp powietrznych jest fakt, że nie trzeba dbać o żadną dodatkową instalację albo wykopy w ziemi. Założenie powietrznej pompy ciepła można przeprowadzić zatem także w budynkach już zamieszkałych i użytkowanych.

Czy powietrzną pompę ciepła można zainstalować wszędzie?

Nowoczesne pompy ciepła mogą zostać dostosowane do niemal każdych warunków technicznych panujących w danym otoczeniu. Najlepszą inwestycją jest zakup powietrznej pompy ciepła do domu, który został wzniesiony zgodnie z najnowszymi normami w zakresie termoizolacyjności. Również te budynki, które poddano termomodernizacji, zostają wyposażone w takie urządzenia grzewcze.

Jeżeli dopiero planujesz wymarzony dom, to właśnie na tym etapie warto przemyśleć zakup i montaż pompy ciepła lub ogrzewania podłogowego. Zainwestowane pieniądze zwrócą ci się znacznie szybciej niż przy zasilaniu tradycyjnych grzejników. 

Pompa powietrzna a budownictwo energooszczędne

Powietrzne pompy powietrza wpisują się w ideę energooszczędnego budownictwa i odpowiadają przepisom prawa dotyczącym wyboru źródła ciepła. Obecne wymagania wobec inwestorów budowlanych nakładają na nich obowiązek projektowania budynków w taki sposób, by w jak największym stopniu wykorzystywały energię odnawialną.

Jeśli wybierzesz pompę jako źródło ciepła przyszłego domu, z pewnością taka decyzja korzystnie wpłynie na procedurę uzyskania pozwolenia na budowę. To nie takie oczywiste w przypadku kotłów na ekogroszek, gazu ziemnego czy ogrzewania elektrycznego. Musisz wtedy spełnić wymagania w zakresie wskaźnika energii pierwotnej Ep. Determinuje to konieczność dodatkowego zaprojektowania instalacji umożliwiającej włączenie do systemu grzewczego OZE.

Ogrzewanie i klimatyzacja w jednym

Fenomen powietrznej pompy ciepła polega na tym, że może zarówno ogrzewać, jak i schładzać powietrze wewnątrz budynku. Od strony technicznej odpowiada za to zawór czterodrogowy, a większość produkowanych współcześnie urządzeń ma możliwość montażu takiego elementu. Jak to dokładnie działa?

Czynnik chłodniczy pobiera ciepło z wody krążącej w instalacji grzewczej, a później rozprasza je w środku obiektu. Zimna woda schładza poszczególne pomieszczenia – ten system nabiera jednak więcej sensu przy ogrzewaniu podłogowym.

Montaż pompy ciepła zasilanej powietrzem – czy opłaca się w umiarkowanym klimacie?

Jeszcze kilka lat temat pompy ciepła pracowały jedynie do momentu, w którym termometr wskazywał nie mniej niż -5°C. Na szczęście produkowane dziś urządzenia pozwalają na działanie nawet przy bardzo dużych różnicach temperaturowych – do -25°C oraz do ok. 45°C.

Jaki jest koszt instalacji powietrznej pompy ciepła?

Jeśli do tej pory tkwisz w przekonaniu młodszych czy starszych kolegów, że pompa ciepła to duża i mało opłacalna inwestycja, nic bardziej mylnego. Instalacja pompy ciepła to posunięcie, które wiąże się z wydatkiem nawet 30–40 tysięcy złotych. Warto przy tym zauważyć, że koszty budowy kotłowni mogą oscylować wokół tych samych kwot. 

Powietrzna pompa ciepła – dlaczego warto?

Ogrzewanie za pomocą pompy ciepła to liczne korzyści. Przede wszystkim aktywnie przyczyniasz się do ochrony środowiska, ponieważ pompa wykorzystuje wyłącznie naturalne zasoby ciepła. Z kolei prosty mechanizm działania sprawia, że jest to urządzenie niemal całkowicie bezawaryjne.

Powietrzna pompa ciepła zwykle nie zajmuje dużo miejsca. Wystarczy nawet niewielkie pomieszczenie, aby pompa wraz z zasobnikiem wody działała bez zarzutu. Jeszcze lepszym rozwiązaniem są kompaktowe urządzenia wewnętrzne z wbudowanym zasobnikiem. Co jeszcze powinno przekonać cię do zakupu?

• Wielość zastosowań – z powietrznej pompy ciepła można korzystać zarówno do ogrzewania, jak i chłodzenia pomieszczeń, a także do przygotowania ciepłej wody użytkowej.
• Małe koszty eksploatacji – nie trzeba kupować dodatkowo żadnych materiałów grzewczych.
• Niezależność od podwyżek cen paliw opałowych – to ważne zwłaszcza w obliczu niestabilnych cen gazu i innych materiałów opałowych.
• Niezawodność – pompa powietrzna to urządzenie trwałe i bezawaryjne. Przy odpowiedniej konserwacji może działać nawet przez kilkadziesiąt lat.
• Wygoda użytkowania – pompa ciepła powietrze–woda nie wymaga szczególnej obsługi ze strony użytkownika, nie trzeba więc uzupełniać materiału grzewczego czy regularnie jej czyścić.
• Prosty montaż – inaczej niż w przypadku pomp gruntowych czy wodnych, tutaj nie są koniecznie żadne skomplikowane prace ziemne.
• Bezpieczeństwo – powietrzna pompa ciepła działa w sposób niestwarzający zagrożenia w postaci wybuchu czy zaczadzenia.

Powietrzna pompa ciepła to najmniej kłopotliwe urządzenie w tym segmencie. Aby pozyskać i przetworzyć ciepło, nie wymaga żadnej instalacji zewnętrznej. Postaw na najwyższe standardy budownictwa energooszczędnego i znajdź sposób na aktywną ochronę środowiska – decyzja o instalacji powietrznej pompy ciepła to dobry pierwszy krok w tę stronę.