Jak działa pompa ciepła powietrze-woda: wszystko, co trzeba wiedzieć

Pompa ciepła jest obecnie jednym z najczęściej stosowanych systemów chłodzenia i ogrzewania budynków ze względu na wydajność i przyjazność dla środowiska. W poprzednich artykułach wspominaliśmy o różnych rodzajach pomp ciepła, dzisiaj z kolei wyjaśniamy, jak działa pompa ciepła typu powietrze - woda. Omówimy następujące zagadnienia:

• Zasada działania pompy typu powietrze - woda
• Wady i zalety
• Cena i zużycie energii
• Co należy wziąć pod uwagę przy zakupie pompy ciepła powietrze-woda

Zanim jednak przejdziesz do lektury, czy wiesz, że pompy ciepła mogą być zasilane odnawialnymi źródłami energii, jak na przykład system fotowoltaiczny? Czy wiesz również, że możesz otrzymać spersonalizowaną wycenę fotowoltaiki dla Twojego domu w 3 minuty i bez żadnych zobowiązań?

Jak działa pompa ciepła powietrze-woda?

Pompa ciepła powietrze-woda wykorzystuje energię termiczną zawartą w powietrzu zewnętrznym do ogrzewania wody, która następnie może być wykorzystana w systemie centralnego ogrzewania lub do podgrzewania wody użytkowej. Proces ten składa się z kilku etapów:

1. Parownik: czynnik chłodniczy w stanie gazowym pochłania ciepło z powietrza zewnętrznego.
2. Sprężarka: gazowy czynnik chłodniczy jest sprężany, co prowadzi do wzrostu jego temperatury.
3. Skraplacz: sprężony i podgrzany czynnik chłodniczy oddaje ciepło do wody w systemie grzewczym, ulegając skropleniu.
4. Zawór rozprężny: czynnik chłodniczy w stanie ciekłym przechodzi przez zawór rozprężny, gdzie następuje spadek ciśnienia i temperatury, po czym cykl się powtarza.

Poniżej przedstawiamy schemat działania pomp ciepła. W przypadku pompy ciepła typu powietrze-woda, jeśli chodzi o dolne źródło ciepła, to jest ono pochłaniane z powietrza:

Zalety pomp ciepła powietrze-woda

W porównaniu z innymi systemami grzewczymi, pompa ciepła powietrze-woda wyróżnia się szeregiem zalet. Przyjrzyjmy się im razem:

• Energooszczędność: pompy ciepła powietrze-woda charakteryzują się wysoką sprawnością energetyczną, co przekłada się na niższe koszty eksploatacyjne.
  
  
• Ekologiczność: wykorzystują odnawialne źródło energii, jakim jest powietrze zewnętrzne, co pomaga zmniejszyć emisję CO2 i innych zanieczyszczeń.
  
  
• Prostota instalacji: nie wymagają inwestycji w dolne źródło energii, takie jak studnie czy kolektory gruntowe, co upraszcza montaż i może obniżać początkowe koszty instalacji.
  
  
• Długoterminowa opłacalność: mimo że roczne koszty operacyjne mogą być wyższe o około 20-25% w porównaniu z innymi typami pomp ciepła, to brak konieczności inwestycji w dolne źródło energii równoważy całkowite koszty w perspektywie długoterminowej.
  
  
• Długa żywotność: pompy ciepła powietrze-woda są sprawdzoną technologią z ponad 40-letnią historią, co świadczy o ich trwałości.
  
  
• Wygoda użytkowania: nowoczesne pompy ciepła są zaprojektowane tak, aby zminimalizować hałas, co sprawia, że są one ciche i nie zakłócają codziennego życia.

Wady pomp ciepła powietrze-woda: obalamy mity

Pompy ciepła powietrze-woda mają również wady. Warto je znać, jednak warto również wiedzieć, że wiele potencjalnych wad można zredukować.

Początkowy koszt instalacji: faktem jest, że inwestycja w pompy ciepła nie należy do najtańszych. Warto jednak zauważyć, że koszty można znacznie obniżyć dzięki dofinansowaniom, jak na przykład program Czyste Powietrze. Co więcej, niższe rachunki za prąd również skracają czas zwrotu początkowej inwestycji.

Obniżona wydajność w skrajnie niskich temperaturach: wiele mówi się o tym, że pompy ciepła gorzej sprawdzają się w niskich temperaturach pobierając wtedy większe ilości prądu. Trzeba jednak mieć na uwadze, że tak naprawdę mówimy o skrajnie minusowych temperaturach. Poza tym, polecane przez nas pompy działają sprawnie nawet przy temperaturach typu -25 stopni Celsjusza.  

Wreszcie, regularna konserwacja pompy ciepła powietrze-woda może wiązać się z dodatkowymi kosztami. Warto jednak pamiętać, że regularne czyszczenie i konserwacja tego urządzenia są niezbędne do jego prawidłowego funkcjonowania.

Często mówi się również, że powietrzne pompy ciepła (szczególnie te, które mają jednostkę zewnętrzną) mogą być hałaśliwe: i nawet jeśli prawdą jest, że pompy powietrzne są nieco głośniejsze niż gruntowe, dźwięki, które produkują rzadko przekraczają 50-55 dB. Według wytycznych Światowej Organizacji Zdrowia od tego progu hałas uważany jest za uciążliwy, ale nieszkodliwy. Poza tym, zawsze istnieje opcja instalacji pompy na zewnątrz budynku i z dala od pomieszczeń takich jak sypialnia, co pozwala zmniejszyć możliwe niedogodności. 

Pompa ciepła w połączeniu z innymi systemami grzewczymi: co należy wiedzieć

Pompy ciepła powietrze-woda mogą być alternatywą nie tylko dla tradycyjnych kotłów grzewczych, ale również mogą być zintegrowane z już istniejącymi grzejnikami i systemem centralnego ogrzewania. Rozwiązanie to ma wiele zalet, jako że nie wymaga inwazyjnych prac remontowych. 

Z drugiej strony, przed instalacją ważne jest, aby sprawdzić, czy grzejniki, które już są zainstalowane w naszym domu będą w stanie pokryć zapotrzebowanie na ciepło przy niższej temperaturze zasilania. Wiąże się to z faktem, iż pompa ciepła jako rozwiązanie energooszczędne wytwarza przesyła ciepło o nieco niższej temperaturze niż pozostałe systemy. 

Nie ma jednak powodów do obaw, gdyż i dla tej sytuacji znajdzie się rozwiązanie: zawsze bowiem można połączyć pompę ciepła powietrze-woda z kotłem kondensacyjnym, tworząc tak zwany system hybrydowy. W tym układzie kocioł kondensacyjny pokryłby zapotrzebowanie na ciepło, którego nie byłaby w stanie pokryć pompa. Współpraca obu urządzeń pozwoliłaby więc oszczędzić z jednej strony więcej prądu, a z drugiej, gazu. 

Zauważmy również, że pompy ciepła mogą współpracować również z istniejącymi systemami ogrzewania podłogowego. Jest to bezproblemowe rozwiązanie, jako że ogrzewanie podłogowe wymaga niższych temperatur niż tradycyjne grzejniki.

Pompa ciepła powietrze-woda: ceny

Ceny pomp ciepła, w zależności od ich parametrów i mocy, wahają się od 20 do 40 tysięcy złotych. Koszt zakupu będzie zależał również od takich czynników, jak rodzaj zainstalowanego systemu, jego wydajności, jak również wielkości pomieszczenia do ogrzania.

Warto jednak wiedzieć, że w najbardziej optymistycznym scenariuszu zamiast 40 tysięcy możemy zapłacić nawet do 15 tysięcy złotych. Między innymi dzięki możliwym dofinansowaniom oraz uldze termomodernizacyjnej.

Jaką pompę powietrze-woda najlepiej wybrać?

Pierwszym krokiem jest dobranie pompy i jej mocy do potrzeb Twojego domu. Po drugie, warto zainwestować w sprzęt, który będzie służył bezawaryjnie przez lata, a także będzie wydajny niezależnie od temperatury panującej na zewnątrz.

Dobrą opcją są na przykład, pompy ciepła marki York, jako że łączą w sobie wyżej wymienione cechy, a także cechują się dobrą relacją ceny i jakości. 

Jak czerpać maksymalne korzyści z pompy ciepła powietrze-woda?

Trzeba wziąć pod uwagę następujące aspekty:

• Dokładna analiza wstępna: czyli projekt systemu, który będzie uwzględniał takie elementy jak: 
  • potrzeby grzewcze budynku,
  • strefa klimatyczna,
  • godziny ogrzewania,
  • temperatura dzienna,
  • temperatura zewnętrzna.

• Współczynnik efektywności energetycznej (COP): opisuje stosunek energii zużytej przez pompę ciepła do ilości energii przez nią wytworzonej. Im wyższy współczynnik, tym bardziej wydajna będzie pompa.

• Jakość pompy: polecamy unikać pomp ciepła produkowanych w Chinach, które na zewnątrz mogą wyglądać niemal identycznie jak dobrej jakości urządzenia, lecz których wewnętrzne komponenty są podatne na awarie. Dobrej jakości pompy rozpoznać można po wadze, większym wentylatorze i ząbkowanych lamelach, które redukują hałas.

Ile energii zużywa pompa ciepła powietrze-woda?

Ogólnie rzecz biorąc, dobrze dobrana pompa, pozwala zużywa około 50-60% mniej energii niż tradycyjne instalacje grzewcze. 

Przy obliczaniu szacunkowego zużycia trzeba wziąć pod uwagę następujące czynniki:

• model i moc pompy,
• zapotrzebowanie na energię w gospodarstwie domowym,
• rodzaj i wielkość pomieszczenia do ogrzewania pompą ciepła.

Czy można oszczędzić jeszcze więcej?

Aby maksymalnie wykorzystać energię cieplną płynącą z pomp, najlepiej połączyć je z systemem fotowoltaicznym. Dla przykładu, system fotowoltaiczny o mocy 4-5 kWp powinien być wystarczający, by pokryć zapotrzebowanie na energię potrzebne do działania pompy ciepła, która zużywa około 2-3 kW. 

Do duetu powietrzna pompa ciepła + fotowoltaika warto dodać też magazyn energii, tak aby energia wytwarzana w ciągu dnia mogła być wykorzystana nawet wtedy, gdy słońce nie świeci lub mamy do czynienia z bardzo dużym zachmurzeniem.

Dlaczego warto zdecydować się na to rozwiązanie? Poza aspektem finansowym, połączenie pompy ciepła, paneli fotowoltaicznych i magazynu energii umożliwia większą niezależność energetyczną od tradycyjnych źródeł energii oraz pozwala zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych. Co więcej, integracja tych dwóch systemów pozwala zmaksymalizować ogólną wydajność energetyczną budynku, co przekłada się na korzyści w dłuższej perspektywie.