Najważniejszą różnicę między kotłem i pompą ciepła stanowi źródło energii, którą te urządzenia przetwarzają. W kotle są nim paliwa: gaz, olej, węgiel lub drewno, za które trzeba płacić. Pompa zużywa natomiast darmową energię zgromadzoną w gruncie, wodach podziemnych bądź w powietrzu. Jednak aby tę energię pozyskać i przetworzyć, trzeba też dostarczyć pewną ilość energii samej pompie (do zasilania sprężarki i pompy obiegowej). Stosunek mocy grzewczej pompy do ilości pobieranej przez nią energii elektrycznej jest miarą efektywności, czyli sprawności pompy. Wysokosprawne pompy z każdego kilowata dostarczonej do nich energii elektrycznej "produkują" ponad 4 kW mocy grzewczej. Ta wydajność obniża się jednak wraz ze wzrostem różnicy temperatury między źródłem a odbiornikiem ciepła, czyli domową instalacją grzewczą. Dlatego zastosowanie pompy ciepła przynosi największe korzyści wtedy, gdy udaje się pozyskać ciepło ze źródła o jak najwyższej temperaturze i zasilać instalacje c.o. o jak najniższej temperaturze czynnika grzewczego, czyli tzw. systemy ogrzewania niskotemperaturowego (np. ogrzewanie podłogowe lub ścienne).

Źródła ciepła

Dobre źródło ciepła to jeden z podstawowych warunków efektywnej pracy systemu grzewczego z pompą ciepła. W Polsce jako źródło ciepła najczęściej wykorzystuje się wody gruntowe lub grunt, znacznie rzadziej powietrze.

Wody gruntowe. To najlepsze zasoby energii, gdyż przez cały rok mają jednakową temperaturę - w granicach od 7,5 do 12°C, zapewniają więc wysoką efektywność układu grzewczego przez cały rok.

Aby można było pozyskiwać ciepło z wód gruntowych, konieczne jest wykonanie dwóch studni - eksploatacyjnej, z której pompa pobiera ciepło, oraz zrzutowej, przez którą schłodzona woda powraca do gruntu. Odległość między studniami powinna wynosić minimum 15 metrów.

Z pozyskaniem ciepła z wód gruntowych wiążą się jednak pewne utrudnienia, jak chociażby konieczność znalezienia warstwy wodonośnej o odpowiednio dużej wydajności czy wykonanie - zgodnie z tym, co nakazują przepisy - dokumentacji, zwanej operatem wodno-prawnym.

Grunt. Do pozyskiwania ciepła z gruntu służą tzw. kolektory gruntowe, czyli ułożone w ziemi rury z PE, w których krąży niezamarzający płyn (np. glikol). Kolektory gruntowe mogą być trojakiego rodzaju:

- poziome - z rur ułożonych na głębokości od 1,5 do 2 m. Taki kolektor jest względnie tani, ale zajmuje dość dużą powierzchnię, około 1,5-2 razy większą niż powierzchnia, jaką pompa ma ogrzewać (kolektor dla domu o powierzchni 200 m2 zajmuje od 300 do 400 m2). Kolektor poziomy jest też podatny na zmiany temperatury zewnętrznej, co podczas długotrwałych mrozów może powodować spadek efektywności pracy pompy ciepła;

- spiralne - bardzo podobne do poziomych, ale z rurami w układzie spirali, przez co wykopy są nieco głębsze, ale za to krótsze;

- pionowe - są to kolumny rur zapuszczone w grunt na głębokość do 20 m, chociaż zdarzają się i głębsze. Liczba odwiertów zależy od zapotrzebowania budynku na ciepło. Zaletami takiego kolektora są: wysoka efektywność i mała podatność na zmiany temperatury zewnętrznej (na głębokości 10 m i poniżej temperatura jest stała przez cały rok i wynosi 10°C), a także stosunkowo niewielka powierzchnia gruntu, jaką zajmuje. Wykonanie kolektora pionowego jest jednak znacznie droższe niż poziomego czy spiralnego.

Powietrze zewnętrzne. To niewątpliwie najtańsze i najłatwiejsze do pozyskania źródło ciepła, zwłaszcza gdy działka jest mała. Najnowsze pompy ciepła mogą pozyskiwać ciepło z powietrza zewnętrznego nawet, gdy jego temperatura spada do -20°C.

Instalacje grzewcze

Efektywność pompy ciepła staje się tym większa, im mniejsza jest różnica temperatury między źródłem a odbiornikiem ciepła, którym jest domowa instalacja grzewcza. Dlatego zastosowanie pompy ciepła przynosi największe korzyści, gdy współpracuje ona z systemem ogrzewania niskotemperaturowego - podłogowego lub ściennego. Można co prawda wykonać również niskotemperaturową instalację grzejnikową, ale wówczas grzejniki musiałyby mieć stosunkowo dużą powierzchnię, przez co byłyby droższe i zajmowałyby sporo miejsca w domu.

Dobór pompy ciepła

Moc pompy. Przy wyborze pompy najważniejszy jest właściwy dobór jej mocy grzewczej. Pompa zbyt mała nie będzie w stanie zapewnić komfortu cieplnego. Pompa zbyt duża to z kolei nie tylko niepotrzebne koszty, ale również droższa eksploatacja (większy pobór prądu), co mogłoby postawić opłacalność całej inwestycji pod znakiem zapytania. Ponieważ dobór wielkości pompy wymaga dużego doświadczenia, najlepiej powierzyć go firmie zajmującej się produkcją lub montażem pomp. Warto jednak wiedzieć, że moc pompy można dobierać na trzy sposoby:

- moc odpowiadająca dokładnie wielkości zapotrzebowania na ciepło w okresie największych spadków temperatury (najczęściej przyjmuje się -20°C);

- moc mniejsza niż zapotrzebowanie szczytowe: wtedy z góry zakłada się, że brakujące ciepło będzie okresowo uzupełniane z innych źródeł, takich jak kominek, kocioł lub grzejniki elektryczne;

- moc większa niż obliczone zapotrzebowanie: wtedy pompy używa się tylko w okresie, gdy obowiązuje II taryfa opłat za energię elektryczną.

1 2  następne »