Rodzaje pomp ciepła i ich zastosowanie w różnych typach budynków

Pompy ciepła to obecnie jedne z najefektywniejszych i najoszczędniejszych urządzeń grzewczych przeznaczonych do ogrzewania budynku i ciepłej wody użytkowej. Nie bez powodu uznaje się je za urządzenia przyszłości. Nie emitują do środowiska żadnych zanieczyszczeń, dzięki temu są ekologiczną alternatywą dla tradycyjnych sposobów ogrzewania lokalu. W budynkach mieszkalnych najczęściej stosuje się dwa rodzaje pomp ciepła: gruntowe (typu solanka/woda) oraz powietrzne (typu powietrze-woda). 

Gruntowe pompy ciepła

Gruntowa pompa ciepła pobiera ciepło z ziemi (energia zakumulowana w gruncie). Ten typ pomp charakteryzuje się wysoką wydajnością grzewczą nawet przy niskich temperaturach zewnętrznych. System grzewczy z gruntową pompą ciepła wymaga wykonania instalacji dolnego źródła, do czego potrzebna jest dość duża działka. Gruntowe pompy ciepła sprawdzą się w szczególności w chłodniejszych strefach klimatycznych, np. w rejonach górskich oraz dla większych obiektów (np. użytku publicznego).

Pompy ciepła powietrze-woda typu split

Pompy ciepła powietrze-woda typu split do ogrzewania wykorzystują energię zakumulowaną w powietrzu. Cieszą się one popularnością ze względu na niższe koszty zakupu, a także brak konieczności wykonywania instalacji dolnego źródła. Powietrzne pompy ciepła mogą również chłodzić budynek, zatem sprawdzą się zarówno latem, jak i zimą. Układ chłodniczy pomp ciepła typu split rozdzielony jest na jednostkę zewnętrzną (instalowaną poza budynkiem) i jednostkę wewnętrzną (montowaną w budynku), które połączone są ze sobą przewodem z czynnikiem chłodniczym.

Pompy ciepła powietrze-woda typu monoblok

Pompy ciepła powietrze-woda typu monoblock pod kątem sposobu pracy nie różnią się od pomp typu split. Różnica tkwi natomiast w samej budowie. W przypadku urządzeń monoblock cały system chłodniczy jest hermetycznie zamknięty w jednej jednostce. 

W związku z różnicami wynikającymi z budowy montaż powietrznej pompy ciepła typu split wymaga od instalatora posiadania dodatkowych uprawnień chłodniczych (uprawnień F-gazowych) oraz corocznej kontroli szczelności układu. System monoblock nie wymaga takich uprawnień. 

Pompy ciepła typu powietrze-powietrze

Warto wspomnieć także o pompach ciepła typu powietrze-powietrze. Są to urządzenia, które wykorzystują energię cieplną z powietrza do ogrzewania lub chłodzenia pomieszczeń. Działają na zasadzie cyklu termodynamicznego, podobnie jak tradycyjne klimatyzatory, ale są zoptymalizowane do efektywnego ogrzewania. Pompy ciepła powietrze-powietrze sprawdzą się szczególnie w małych budynkach oraz wszędzie tam, gdzie nie jest możliwe lub jest nieopłacalne wykonanie instalacji centralnego ogrzewania, np. domy letniskowe, biura. 

Pompy ciepła woda-woda 

Pompy ciepła woda-woda choć nie są tak popularne jak pompy powietrze-woda, w odpowiednich warunkach mogą stanowić doskonałą alternatywę. Pozyskują one energię z wód gruntowych. Woda gruntowa utrzymuje stabilną temperaturę przez cały rok, co przekłada się na wysoki współczynnik efektywności (COP), nawet w okresie zimowym. Do działania pompy ciepła woda-woda niezbędne są odpowiednie warunki hydrogeologiczne oraz stworzenie dwóch studni, chyba że w pobliżu budynku znajduje się jezioro, staw lub rzeka. 

Jak wybrać najlepszą pompę ciepła do ogrzewania budynku? 

Najlepsza pompa ciepła to taka, która optymalnie odpowiada na potrzeby użytkowników. Dobierając najlepszą pompę ciepła, koniecznie należy wziąć pod uwagę:

 

• stan izolacji cieplnej budynku;
• oczekiwania względem systemu grzewczego;
• czy budynek jest wyposażony w inne, dodatkowe źródło ogrzewania;
• charakterystyka energetyczna budynku. 

 

Montaż pomp ciepła w istniejących budynkach

Zastosowanie pomp ciepła ma tylko sens przy budynkach o dobrej izolacji termicznej. Jeśli montaż pompy ciepła ma odbyć się w istniejącym już budynku, który jest słabo ocieplony i występują w nim mostki termiczne, to taka inwestycja będzie nieopłacalna. Montaż pomp ciepła w modernizowanych budynkach powinien zatem zawsze być poprzedzony audytem energetycznym, która da odpowiedź na pytania dotyczące tego, jak optymalnie zmodernizować układ grzewczy. W takich budynkach, przed instalacją pompy ciepło, często konieczna jest wymiana stolarki okiennej czy docieplenie. 

W jakich budynkach sprawdzą pompy ciepła powietrze-woda? 

W Polsce najpopularniejszymi typami pomp ciepła są urządzenia powietrzne (powietrze-woda). Powietrzne pompy ciepła sprawdzą się w małych budynkach i w większości budynków jednorodzinnych przy umiarkowanym klimacie, gdzie temperatura nie spada (lub rzadko spada) poniżej -10 stopni Celsjusza. W przypadku dużych wahań temperatur może być konieczność wyposażenia budynku w dodatkowe źródło ogrzewania. Na ten typ pompy warto postawić w sytuacjach, w których zależy Klientowi na niskich kosztach inwestycyjnych, sprawnym montażu, w nowych lub istniejących budynkach z przeprowadzoną termomodernizacją, w których nie ma dużych strat energetycznych lub gdy nie ma możliwości zainstalowania innych rodzajów pomp. 

Dobór odpowiedniej pompy ciepła a moc grzewcza

Moc grzewcza pompy ciepła jest jednym z najważniejszych parametrów opisujących pompę ciepła. Przy jej obliczaniu należy wziąć pod uwagę powierzchnię budynku i stopień izolacji termicznej. Jeśli pompa ciepła ma być jedynym urządzeniem grzewczym, warto uwzględnić pewien zapas mocy, aby zapewnić komfort nawet w najzimniejsze dni. Pompy ciepła powietrze-woda są najpopularniejsze, ale ich wydajność spada wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej. Należy wziąć to pod uwagę przy doborze mocy, szczególnie w chłodniejszych regionach. Pompy ciepła gruntowe oferują stabilną wydajność niezależnie od pogody, ale wymagają odpowiednich warunków gruntowych (duża działka) i większej inwestycji początkowej. Pompy ciepła woda-woda są bardzo wydajne, ale wymagają dostępu do odpowiedniego źródła wody (np. studni, jeziora, stawu).

Artykuł powstał przy współpracy z Procarte - hurtownia certyfikowanych pomp ciepła.