Pompy ciepła to wydajne, bezobsługowe i przyjazne środowisku źródła ogrzewania. Ich popularność rośnie nie tylko w nowym budownictwie, ale i w przypadku domów po termomodernizacji. Choć zasada działania każdego z tych urządzeń jest taka sama, to dzieli się je na kilka rodzajów, które determinowane są przede wszystkim sposobem pozyskiwania energii z odnawialnym źródeł.

Na czym polega działanie pompy ciepła?

Pompy ciepła działają na zasadzie przemieszczania energii cieplnej z otoczenia (powietrza, gruntu lub wody) do wnętrza budynku. Wykorzystują do tego cykl termodynamiczny, w którym uczestniczą m.in. parownik, sprężarka, skraplacz i zawór rozprężny. W uproszczeniu: pompa pobiera energię cieplną o niskiej temperaturze, przekształca ją i oddaje w formie ciepła do instalacji centralnego ogrzewania lub ciepłej wody użytkowej.

Rodzaje pomp ciepła ze względu na źródło dolne

Pompy ciepła klasyfikuje się najczęściej według źródła, z którego pobierają energię. Na tej podstawie wyróżniamy pompy powietrzne oraz pompy gruntowe. Te dwa rodzaje pomp ciepła możemy dodatkowo rozróżnić na kilka podkategorii.

Pompy ciepła powietrzne dzielimy na urządzenia typu powietrze-powietrze oraz powietrze-woda. Pierwsze to w rzeczywistości klimatyzatory z funkcją ogrzewania, które przekazują ciepło bezpośrednio do wewnątrz budynku. Drugie to urządzenia grzewcze, które mogą również zapewniać chłodzenie budynku, współpracujące z instalacją grzewczą.

Wśród gruntowych pomp ciepła rozróżniamy urządzenia typu solanka-woda oraz woda-woda. Pierwsze pobierają ciepło z gruntu za pomocą wymienników pionowych lub poziomych, w których krąży roztwór glikolu (solanka), a następnie przekazują je do instalacji wodnej. Pompy woda–woda jako dolne źródło ciepła wykorzystują wodę gruntową pobieraną ze studni czerpnej, którą po odebraniu energii odprowadzają do studni chłonnej – z tego względu wymagają odpowiednich warunków hydrogeologicznych.

Najczęściej wybieranym typem w domach jednorodzinnych są pompy ciepła typu powietrze-woda. Ich przewagą są niższe koszty inwestycyjne, prosty montaż i brak konieczności wykonywania kosztownych prac ziemnych. W większych budynkach, domach o dużym zapotrzebowaniu energetycznym czy surowych warunkach lokalnych zasadne okazują się często pompy gruntowe (o ile właściciel dysponuje odpowiednią działką) oferującą stabilność i wysoką sprawność przez cały rok, nawet przy bardzo niskiej temperaturze zewnętrznej. Pompy typu woda-woda to wariant najefektywniejszy, ale najbardziej wymagający – potrzebuje dwóch studni (czerpnej i chłonnej) oraz odpowiednich warunków hydrogeologicznych.

Rodzaje pomp ciepła ze względu na układ konstrukcyjny

Kategoryzację pomp ciepła można także przeprowadzić ze względu na konstrukcję. Wyróżnia się tutaj pompy ciepła typu split, monoblok oraz urządzenia kompaktowe (all in one).

Pompy ciepła typu split to systemy złożone z dwóch jednostek: zewnętrznej oraz wewnętrznej. Jednostka zewnętrzna odpowiedzialna jest za pobieranie ciepła, jednostka wewnętrzna – za przekazywanie go do pomieszczenia (powietrze-powietrze) albo instalacji grzewczej. Taki układ jest odseparowany, co zapewnia większą elastyczność montażową oraz potencjalnie wyższą efektywność, jednak wymaga precyzyjnego wykonania instalacji chłodniczej – udziału wykwalifikowanego instalatora z uprawnieniami f-gazowymi.

Zgoła inne są pompy ciepła monoblok, gdzie wszystkie elementy układu chłodniczego zamknięte zostały w jednej obudowie. Takie rozwiązanie ułatwia montaż i minimalizuje ryzyko błędów, skracając czas instalacji oraz koszt prac montażowych.

Trzecim wariantem są pompy kompaktowe z zasobnikiem – urządzenia typu „wszystko w jednym” (all in one). Integrują one jednostkę grzewczą z zasobnikiem c.w.u., oszczędzając miejsce i pozostając wygodne w obsłudze. Z tego względu sprawdzają się zwłaszcza w domach o ograniczonej przestrzeni technicznej.

Jak wybrać odpowiedni rodzaj pompy ciepła?

Dobierając pompę ciepła, nie wystarczy kierować się zasadą typu: „mała powierzchnia – pompa powietrzna, duża powierzchnia – pompa gruntowa”. Inwestycja powinna być zawsze poprzedzona kompleksową analizą budynku, warunków lokalnych, potrzeb czy preferencji użytkowych. Fundamentalne jest m.in. oszacowanie całkowitego zapotrzebowania energetycznego budynku.

Dwa budynki o takiej samej powierzchni do ogrzania, ale odmienne pod względem standardu wykonania oraz stopnia termoizolacji mogą mieć zdecydowanie inne zapotrzebowanie na energię cieplną, a co za tym idzie – wymagać pompy ciepła o innej mocy (lub gruntownej termomodernizacji przed zakupem takiego urządzenia). Podobnie całkowite zapotrzebowanie na energię będzie się różnić, gdy w jednym z takich domów pompa ciepła będzie wykorzystywana do przygotowania c.w.u., a w drugim – nie.

Przykładowo, dom jednorodzinny o pow. 140 m2 wykonany w standardzie 100 kWh/m2/rok będzie potrzebował około 14 000 kWh rocznie na samo ogrzanie pomieszczeń. Taki sam dom, ale wykonany w standardzie energooszczędnym (50 kWh/m2/rok) będzie potrzebował połowę mniej, czyli 7000 kWh. Jeśli w każdym z budynków mieszkać będzie 4-osobowa rodzina, gdzie zużycie c.w.u. wynosi średnio 60 l/os./doba, to zapotrzebowanie wzrośnie o ok. 3500 kWh/rok. Dobór rodzaju pompy ciepła oraz jej parametrów powinien być podyktowany m.in. takimi wskaźnikami, by uniknąć zarówno niedoszacowania, jak i przewymiarowania mocy urządzenia.

Artykuł sponsorowany