Powietrzna czy gruntowa pompa ciepła, które urządzenie wybrać do domu jednorodzinnego?

Pompa ciepła do domu jednorodzinnego

W Polsce wciąż duży odsetek domów jednorodzinnych jest ogrzewanych za pośrednictwem kotłów na paliwo stałe. Najczęściej spotykanymi urządzeniami są kotły węglowe, które są uciążliwe w eksploatacji oraz generują bardzo dużą ilość toksycznych substancji do atmosfery. Coraz częściej właściciele domów podejmują decyzję o wymianie źródła ciepła na urządzenia nowoczesne, bezobsługowe i ekologiczne. W SunSol stawiamy na najwyższej jakości produkty i pewne rozwiązania, które będą służyły naszym klientom przez wiele lat.

Takim rozwiązaniem jest między innymi pompa ciepła. Czym jest taka pompa, w jaki sposób działa? Czy lepsza będzie pompa ciepła gruntowa czy powietrzna? Między innymi na te pytania znajdą Państwo odpowiedzi w tym artykule.

Jak działa pompa ciepła?

Decyzja o wyborze formy ogrzewania domu jest bardzo istotna, ponieważ podejmujemy ją na lata. Przed wyborem pompy ciepła gruntowej lub powietrznej warto wiedzieć, w jaki sposób działa wybierane przez nas urządzenie. Jesteśmy przyzwyczajeni do wszelkiego rodzaju kotłów, które wykorzystują proces spalania paliwa i z tego procesu uzyskują ciepło przekazywane do wody w instalacji centralnego ogrzewania. Pompa ciepła nie wykorzystuje procesu spalania, jest w pełni ekologiczna – zatem w jaki sposób generuje ciepło?

Pompa ciepła wykorzystuje proces lewobieżnego obiegu chłodniczego. W uproszczeniu, odnosząc się tylko do najważniejszych elementów układu, które wyjaśnią zasadę działania urządzenia, mamy do czynienia z układem 4 elementów. Pierwszym z nich jest parownik, kolejnymi sprężarka, skraplacz i zawór rozprężny. Te 4 elementy tworzą zamknięty układ ciśnieniowy, w którym krąży czynnik roboczy. Parownik i skraplacz to wymienniki ciepła, w których dochodzi do zmiany stanu skupienia czynnika roboczego.

Zatem jak to się dzieje, że z zimnego powietrza atmosferycznego np. o temperaturze -5°C pompa ciepła pobiera energię cieplną i przekazuje ją do wody w instalacji c.o.? Odbywa się to właśnie poprzez czynnik roboczy, który jest substancją niskowrzącą. W pompach powietrznych parownik umieszczony jest w agregacie zewnętrznym, z kolei w pomach gruntowych wymiennik umieszczony jest w gruncie. Czynnik roboczy przepływając przez parownik przy odpowiednim ciśnieniu, zaczyna wrzeć i ze stanu ciekłego przechodzi w gazowy, pobierając ciepło z dolnego źródła ciepła (np. gruntu). Kolejnym procesem w obiegu jest sprężanie, dzięki któremu zwiększają się ciśnienie i temperatura. Następnie gorące i sprężone pary czynnika dostają się do skraplacza, w którym oddają ciepło do wody krążącej w instalacji c.o. Ostatnim procesem jest obniżenie ciśnienia czynnika za pomocą zaworu rozprężnego i ponowny powrót do parownika. W ten sposób obieg się zamyka.

Aby jeszcze lepiej to zrozumieć, można porównać zachowanie się czynnika roboczego z najbardziej powszechnym płynem, jakim jest woda. Woda w ciśnieniu atmosferycznym w temperaturze 100°C paruje i staje się parą wodną. Znamy ten proces z życia codziennego. Jest jednak możliwość manewrowania temperaturą wrzenia wody w układzie zamkniętym poprzez zmianę ciśnienia. Na przykład, gdy obniżymy ciśnienie, to woda zacznie parować w niższej temperaturze niż 100°C. Za sprawą odpowiednich właściwości chemicznych i ciśnienia w instalacji czynnik roboczy jest w stanie pobierać ciepło z zimnego dla człowieka powietrza atmosferycznego np. przy temperaturach ujemnych.

Pompa ciepła gruntowa czy powietrzna?

Najbardziej popularne dolne źródła ciepła to powietrze atmosferyczne i grunt. Każde z nich ma swoje wady i zalety. W przypadku gruntu bardzo dużą zaletą jest niewielka zmienność temperatury i powszechna dostępność, z kolei wadą tego rozwiązania są duże koszty inwestycyjne związane z budową wymiennika gruntowego. Powietrze atmosferyczne jest jeszcze bardziej dostępne i to bardzo duża zaleta, niestety do wad należy zaliczyć dużą zmienność temperatury i niski współczynnik przejmowania ciepła. Jednak w powietrznych pompach ciepła nie trzeba budować kosztowanego wymiennika gruntowego – kompletny koszt inwestycyjny jest niekiedy o połowę mniejszy od pompy gruntowej.

Dzięki temu, że dolnym źródłem ciepła jest cieplejszy od powietrza grunt pompa ciepła ma lżejsze warunki pracy, przez co zużywa mniejsze ilości energii elektrycznej na potrzeby ogrzewania. Powietrzne pompy ciepła zużywają w cyklu rocznym więcej energii na potrzeby swojej pracy, ale koszty inwestycyjne są niższe.

Czy bardziej opłacalnym rozwiązaniem jest zakup droższej pompy gruntowej, która pobiera mniej energii elektrycznej? Czy jednak lepiej zakupić tańszą pompę powietrzną, która będzie zużywała jej więcej? To wszystko zależy od budynku. Materiały budowlane, izolacyjne oraz stosowana technologia przez ostatnie lata bardzo się zmieniły. Również zapotrzebowania cieplne budynków uległy zmianom. Domy budowane według najnowszych standardów WT 2021 zakładają maksymalny poziom współczynnika energii pierwotnej na poziomie EP=70 kWh/m2rok. Dzięki temu są energooszczędne. To, która technologia pompy ciepła będzie bardziej opłacalna dla danego budynku, musi ocenić specjalista indywidualnie dla każdego przypadku.

Daikin Altherma Iii

Źródło: SunSol, jednostka wewnętrzna pomy ciepła DAIKIN Altherma III

W budynkach starszych, o dużej powierzchni, w których ogrzewanie realizowane jest za pośrednictwem grzejników zasilanych wysoką temperaturą wody, najczęściej lepszym rozwiązaniem będzie pompa gruntowa, która będzie miała większe możliwości technologiczne wytworzenia tak dużych ilości ciepła i przy tym zużyje mniejsze ilości energii elektrycznej.

Odmienna sytuacja jest w budynkach nowszych, w których mamy do czynienia z ogrzewaniem grzejnikowym
(do 55°C) lub podłogowym. Inwestowanie w pompę gruntową nie ma najczęściej sensu z uwagi na bardzo duże koszty początkowe, które przynoszą niewielkie oszczędności w corocznym zużyciu energii względem pompy powietrznej. Niwelowanie kosztów eksploatacyjnych, czyli tych ponoszonych na energię elektryczną, może się odbyć za pośrednictwem instalacji fotowoltaicznej, która będzie produkowała potrzebną energię.

Obecnie na rynku pomp ciepła dostępnych jest wiele produktów, z uwagi na coraz większą popularność tej technologii. Warto ponownie zaznaczyć, że jest to ważna decyzja, którą podejmuje się raz na wiele lat. Moim zdaniem warto wybrać urządzenia od sprawdzonego producenta oraz profesjonalną firmę instalatorską. Osobiście polecam powietrzne pompy ciepła firmy DAIKIN z którą SunSol współpracuje od lat. Jest to japońska firma zajmująca się tylko sektorem klimatyzacji i pomp ciepła. Dzięki współpracy z firmą z dużym dorobkiem i doświadczeniem użytkownik końcowy ma zapewniony spokój, długą gwarancję i pewność, że urządzenie jest dopracowane i cechuje je wysoka jakość.

SunSol jest oficjalnym instalatorem pomp ciepła powietrze-woda firmy DAIKIN. Jeżeli są Państwo zainteresowani poznaniem szczegółów, zachęcam do kontaktu.

Mgr inż. Hubert Gąsiewski
Doradca energetyczny SunSol
tel. 575-939-061

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *