Pompa ciepła – jak działa i ile kosztuje w 2023?

Rosnące wydatki związane z ogrzewaniem spędzają sen z powiek coraz większej liczbie właścicieli gospodarstw domowych. Coraz więcej z nich odchodzi od tradycyjnych kotłów na paliwa stałe i decyduje się na montaż takich urządzeń jak pompy ciepła. Czym są oraz jak działają – dowiedz się tego, a także sprawdź, czy w 2023 roku  będzie to korzystne rozwiązanie także dla Ciebie.

Czym jest pompa ciepła?

W Polsce nieustannie rośnie zainteresowanie urządzeniami korzystającymi z odnawialnych źródeł energii (OZE). Są one przede wszystkim energooszczędne oraz ekologiczne. Jednym z takich systemów, który chętnie wybierają inwestorzy, jest pompa ciepła. Co to za urządzenie oraz jaka jest zasada jego działania? Dowiesz się tego z naszego poradnika.

Pompa ciepła pozyskuje ciepło z otoczenia, a następnie przekazuje je do instalacji grzewczej w budynku. Może być ono także wykorzystane do przygotowania ciepłej wody użytkowej. Jeśli poszczególne parametry tego urządzenia, a przede wszystkim jego moc i sprawność, są właściwie dobrane do zapotrzebowania budynku, to pompa ciepła może pokryć je nawet w 70–80%.

Jak działa pompa ciepła?

Zastanawiasz się, jak działają pompy ciepła? Wbrew pozorom nie są to wcale skomplikowane urządzenia. Jak już wiesz, nie produkują one ciepła, ale pozyskują je z zewnętrznych źródeł. Zasada działania pompy ciepła jest zbliżona do schematu funkcjonowania lodówki, z taką różnicą, że w przeciwieństwie do sprzętu AGD pompa ciepła pobiera ciepło z zewnątrz budynku i przekazuje je do wnętrza. Tak w najprostszy sposób można opisać działanie tego urządzenia.

Pompa ciepła – zasada działania

Zasada działania pompy ciepła opiera się na efekcie Joule’a-Thomsona. W całym układzie krąży ciecz, którą obecnie jest najczęściej mieszanina wody z dodatkiem substancji niezamarzającej (np. roztwór glikolu). Czynnik chłodniczy w formie cieczy pobiera ciepło z otoczenia, a następnie przekazuje go do pompy, a na samym końcu trafia do systemu grzewczego znajdującego się w domu. Działanie pompy ciepła jest więc dość proste, a jednocześnie zapewnia komfort termiczny wszystkim domownikom.

Urządzenia te dzieli się pod względem dolnego źródła na:

• powietrzne pompy ciepła,
• gruntowe pompy ciepła,
• wodne pompy ciepła.

Mimo że zasada ich działania jest zbliżona, warto przyjrzeć się temu, w jaki sposób każda z nich dostarcza energię niezbędną do ogrzewania pomieszczeń oraz do przygotowania ciepłej wody użytkowej.

Pompa ciepła powietrzna – jak działa?

Bezproblemowy montaż oraz możliwość instalacji praktycznie w każdym budynku wpływają na dużą popularność, jaką cieszy się powietrzna pompa ciepła. Zasada działania tego urządzenia polega na zasysaniu powietrza pobranego z otoczenia. Czynnik chłodniczy, który odpowiada za jego transport do pompy ciepła oraz przekazanie do systemu grzewczego, jest poddawany różnym procesom termodynamicznym, w wyniku których zmienia swoje właściwości. Powietrzne pompy ciepła są najchętniej wybieranymi urządzeniami głównie ze względu na to, że można je stosować nie tylko w nowych, ale i już istniejących budynkach.

Urządzenia, które wykorzystują powietrze jako dolne źródło, dodatkowo dzieli się na modele typu powietrze-powietrze oraz powietrze woda. W pierwszym przypadku ciepło jest przekazywane bezpośrednio do wnętrza budynku. Z kolei pompy ciepła powietrze-woda zapewniają zarówno zasilanie instalacji grzewczej, jak i zbiornika z gorącą wodą użytkową.

Jak działa pompa ciepła gruntowa?

Na pewnej głębokości w ziemi znajduje się punkt, gdzie temperatura nigdy nie spada poniżej zera. Jest to więc kolejne źródło, z którego mogą korzystać pompy ciepła. Jak działają modele gruntowe? W ich przypadku niezbędne jest stosowanie wymienników ciepła, które najczęściej mają postać kolektorów poziomych lub pionowych. Należy je zainstalować w ziemi na odpowiedniej głębokości, co wiąże się z koniecznością wykonania specjalnych odwiertów.

Wymienniki gruntowej pompy ciepła mają postać rur wykonanych z tworzywa sztucznego, w których krąży czynnik chłodniczy w formie płynnej. Po odebraniu ciepła z gruntu zmienia się on w parę i trafia do sprężarki, w której zostaje podniesiona jego temperatura. Następnie para oddaje swoje ciepło w skraplaczu, dzięki czemu trafia ono do instalacji grzewczej w budynku. Gruntowa pompa ciepła może współpracować zarówno z ogrzewaniem podłogowym, jak i z tradycyjnymi kaloryferami.

Jak działa wodna pompa ciepła?

Tego rodzaju pompa ciepła może pobierać ciepło ze studni powierzchniowych lub otwartych zbiorników. Pierwsze rozwiązanie stosuje się tam, gdzie wody gruntowe mają dobrą jakość. Decydując się na takie rozwiązanie, niezbędne jest przygotowanie dwóch studni. Pierwsza z nich służy do odbierania ciepła i jest nazywana czerpną, a druga z nich służy do odprowadzania wody.

Ciecz pobierana ze studni czerpnej trafia do parownika pompy ciepła i w ten sposób ogrzewa czynnik roboczy. W efekcie tego zjawiska temperatura wody w studni nieco się obniża i trafia ona do zbiornika zrzutowego. Czynnik w formie gazowej trafia natomiast do sprężarki, gdzie zostaje dodatkowo podgrzany, a następnie trafia do skraplacza, w którym oddaje swoje ciepło wodzie krążącej po instalacji grzewczej – tam ponownie ulega skropleniu i w formie cieczy zostaje przetransportowany do zaworu rozprężnego, a cały cykl zaczyna się od początku.

W miejscach, w pobliżu których znajdują się akweny, takie jak jeziora, stawy czy rzeki, istnieje możliwość zamontowania pompy ciepła bez konieczności kopania studni. W takim przypadku wymienniki układa się na dnie zbiornika lub bezpośrednio pod nim. Takie rozwiązanie sprawdza się przede wszystkim w przypadku gospodarstw domowych o dużym zapotrzebowaniu na ciepło. Ze względu na konieczność przestrzegania przepisów dotyczących ochrony środowiska, takie pompy ciepła są jednak stosunkowo rzadko używane w Polsce.

Koszt pompy ciepła – ile kosztuje to urządzenie?

Jeśli już jest Ci znana zasada działania pomp ciepła korzystających z różnych źródeł, powinieneś wiedzieć, ile kosztują te urządzenia. Wszystko zależy od zapotrzebowania budynku na ciepło, a także od tego, z jakiego dolnego źródła się korzysta.

Powietrzne pompy ciepła są najtańsze i kosztują około 35 000–40 000 zł w przypadku domu o powierzchni około 100 m2. Zakup i montaż urządzenia czerpiącego ciepło z gruntu to koszt około 50 000–70 000 zł.

Jaką moc powinna mieć pompa ciepła, aby korzystanie z niej było komfortowe dla domowników? Zapotrzebowanie na ciepło w przypadku nowego domu energooszczędnego o powierzchni 100 m2 to średnio 50 W/m2 – do jego ogrzania wystarczy pompa ciepła o mocy 5 kW. Warto jednak wybrać nieco mocniejsze urządzenie, jeśli ma ono być także używane do podgrzewania wody użytkowej. Budynki o większej powierzchni mają większe zapotrzebowanie na energię – moc pompy ciepła trzeba więc dopasować proporcjonalnie do potrzeb konkretnego domu jednorodzinnego.

Najważniejsze zalety korzystania z pompy ciepła

Popularność, jaką cieszą się pompy ciepła, wynika długiej listy zalet tych urządzeń. Wśród najważniejszych z nich należy wymienić:

• oszczędność – zapewniają znaczne obniżenie wydatków na ogrzewanie i przygotowanie ciepłej wody użytkowej,
• korzystny wpływ na środowisko – są to urządzenia ekologiczne, które nie zanieczyszczają atmosfery,
• wygoda – pompa ciepła jest praktycznie bezobsługowa, a dodatkowo nie wymaga gromadzenia opału oraz uzupełniania poziomu paliwa,
• bezpieczeństwo – są to niezawodne urządzenia, które ze względu na swoją budowę nie stwarzają ryzyka wybuchu czy zatrucia tlenkiem węgla,
• szybki i bezproblemowy montaż – dotyczy to głównie powietrznych pomp ciepła, które nie wymagają np. wykonywania odwiertów.

Dużą zaletą, która pozwala zaoszczędzić jeszcze więcej pieniędzy, jest połączenie pompy ciepła z instalacją fotowoltaiczną. Produkowany prąd może bowiem zostać wykorzystany do zasilenia urządzenia grzewczego, co wpłynie na obniżenie rachunków za prąd.

Wysokiej jakości pompy ciepła znajdziesz w ofercie firmy DUNEKO. Zapewniamy fachowe doradztwo oraz pomoc w wyborze urządzeń dopasowanych do potrzeb konkretnego gospodarstwa domowego. Jeśli chcesz obniżyć swoje rachunki za ogrzewanie, a dodatkowo wpłynąć korzystnie na środowisko naturalne, to montaż pompy ciepła jest dla Ciebie doskonałym rozwiązaniem.