Stawiając na ekologiczne rozwiązania grzewcze warto zwrócić uwagę na pompy ciepła które cieszą się coraz większą popularnością są najbardziej ekologicznym sposobem ogrzewania. Pompy ciepła do ogrzewania budynku wykorzystują energię odnawialną, skumulowaną w gruncie, wodzie lub powietrzu. Jego zasada działania oparta jest na typowych przemianach fizycznych, które zachodzą w urządzeniu: parowaniu, sprężaniu skraplaniu oraz rozprężaniu. Pompy ciepła pozwalają znacznie ograniczyć zużycie paliw kopalnych oraz zredukować emisję zanieczyszczeń do atmosfery i obniżyć koszty ogrzewania budynku. Z uwagi na to że pracują w sposób automatyczny ich użytkowanie jest bardzo wygodne. Montaż pompy ciepła to jedna z metod ogrzewania domu energią odnawialną. W Polsce pompy ciepła nie cieszą się jeszcze zbyt dużą popularnością ponieważ większość ludzi jest przekonana o wysokich kosztach instalacji takiego systemu. Nic bardziej mylnego instalacja pompy ciepła może być bardziej opłacalna niż kotłowni gazowej czy olejowej. Koszt instalacji systemu opartego na gruntowej pompie ciepła w domu, który zamieszkuje czteroosobowa rodzina i powierzchni 200 m2 wynosi około 64,5 tys. złotych. Budowa kotłowni gazowej dla takiej samej powierzchni kosztuje 54 tys. zł, natomiast kotłowni olejowej aż 74 tys. zł. Najdroższymi elementami systemu opartego na pompie ciepła to: zakup pompy wraz z budową węzła grzewczego, zbiornik ciepłej wody użytkowej i wykonanie przyłącza dolnego kolektora pionowego lub poziomego. Ceny odwiertów ciągle spadają, dzięki czemu kolektor pionowy jest tylko o kilka procent droższy od kolektora poziomego. W rezultacie oszczędzamy powierzchnię działki i uzyskujemy gwarancję stabilnego źródła energii. Najczęściej spotykanymi pompami ciepła są pompy ciepła typu solanka-woda ale istnieją jeszcze dwa rodzaje: powietrze-woda i woda-woda.
Pompy typu woda-woda wykorzystują jako dolne źródło podziemne cieki wodne. Pompa pobiera wodę z jednej studni i zrzuca do drugiej oddalonej min. o 15 m w kierunku cieku wodnego. Rozwiązanie takie wymaga przede wszystkim dostępności cieków podwodnych o odpowiedniej wydajności. Wydajność cieku nie może się zmienić na przestrzeni okresu, na który przewidziane jest działanie pompy, a więc 25-30 lat. Przepływająca woda przez pompę jest zmineralizowana co powoduję szybką korozję to kolejna wada tego rodzaju pompy. Nie występuje tu zjawisko, które jest charakterystyczne dla instalacji centralnego ogrzewania w którym krąży cały czas ta sama woda, która szybko wytrąca minerały i staje się neutralna dla elementów instalacji.
Pompy typu powietrze-woda wykorzystują powietrze zewnętrzne jako źródło energii. Tego typu pompa jest łatwa w zastosowaniu, ponieważ nie wymaga budowy kosztownego dolnego źródła ciepła jakim są np. sondy pionowe, albo kolektor poziomy w gruncie.
Pompy ciepła typu solanka-woda woda jest jednak najbardziej efektowna. W tym rozwiązaniu do pompy jest dostarczana energia słoneczna skumulowana w ziemi. Stosuje się dwa typy tzw. wymienników: pionowe i poziome. Pompy solanka-woda wykorzystują fakt, że temperatura ziemi poniżej 1,5 m jest w przybliżeniu stała i wynosi 7-80C. To pozwala na uzyskanie temperatury krążącego czynnika którym najczęściej jest roztwór glikolu na poziomie około +40C, co dla pompy jest bardzo efektywne. Pompa za pomocą sprężarki podnosi temperaturę do +350C przy bardzo dobrej efektywności. Pompy ciepła typu solanka-woda są w tej chwili chwili najbardziej efektywnymi i stabilnymi urządzeniami wykorzystującymi energię odnawialną do celów grzewczych.
To nie prawda że:
- Pompa Ciepła jest bardzo droga- dobrze zainstalowanej pompa ciepła pozwala by rachunki za ogrzewanie w domu znacząco zmalały i nakłady poniesione na inwestycje szybko się zwróciły . Aby tak się stało zaleca się zastosowanie pomp wraz z ogrzewaniem podłogowym (gdzie wymagana temperatura wody wynosi od 35-40°C) lub z konwektorem wentylatorowym (temperatura wody musi wynosić od 40-45°C). A ponieważ pompy ciepła są rozwiązaniem ekologicznym istnieją dotacje dofinansujące ekologiczne ogrzewanie.Pompy ciepła w niskich temperaturach są mało wydajne
- W przypadku pomp ciepła powietrze/woda . Na przykład, gdy temperatura spada poniżej -5°C, a zapotrzebowanie na ciepło w budynku nie może być w pełni zapewnione przez pompę ciepła, gdyż jej moc stopniowo maleje wraz ze spadkiem zewnętrznej temperatury wtedy aktywuje się dodatkowe ogrzewanie poprzez wbudowaną grzałkę elektryczną. Dzięki najnowszej technologii pompy ciepła osiągnęły skuteczne funkcjonowanie w temperaturze nawet do -20°C. Gruntowe pompy ciepła wykorzystują wodę głębinową, wodę, która znajduje się głęboko pod powierzchnią, gdzie temperatura jest praktycznie stała przez cały rok, w przeciwieństwie do temperatur zewnętrznych, gdzie występują znaczne wahania. W Polsce temperatura wody gruntowej na głębokości większej niż 6m ma w zasadzie stałą temperaturę, która wynosi ok. 10°C, niezależnie czy jest zima, czy lato (można się liczyć ze zmianami w przedziale 7-12°C).
- Pompy ciepła są stosowane wyłącznie do ogrzewania. Istnieją pompy ciepła które posiadają funkcję chłodzenia poprzez odwrócenie cyklu, stanowią kompletny zespół z możliwością przełączania z ogrzewania na chłodzenie. Chłodzenie odbywa się za pomocą konwektorów wentylatorowych i jest zalecane. Temperatura wody przyczynia się więc do wymiany ciepła pomiędzy czynnikiem chłodniczym i wodą, zarówno podczas ogrzewania jak i chłodzenia, co prowadzi do osiągania najwyższych wskaźników COP. Im wyższa temperatura wody, tym wyższa wartość COP przy ogrzewaniu która wpływa również na wydajność chłodzenia.
- Pompy ciepła są bardzo głośne pierwsze pompy ciepła posiadające starą technologie sprężarki miały wyższy poziom hałasu o 76 dB dla jednostki zewnętrznej. Poziom mocy akustycznej jednostki zewnętrznej podczas ogrzewania wynosi 54-57 dB, w zależności od wielkości pompy. Ciśnienie akustyczne wynosi od 35-38 dB przy 5m oraz od 29-32 dB przy 10m, jeśli jednostka zewnętrzna znajduje się w przedniej części budynku. Wartości te są zmniejszone o 3 dB, pod warunkiem, że jednostka zewnętrzna jest samowystarczalna. Przy montażu narożnym wartości ciśnienia akustycznego wzrastają o 3 dB. Źródłami hałasu są wentylatory i sprężarki. W ostatnich latach nastąpiły znaczące zmiany w technologii sprężarek, a poziom hałasu znacząco zmalał, zwłaszcza w przypadku sprężarek typu scroll, w porównaniu do tłokowych, które były używane na początku.
- Pompy ciepła można zastosować tylko w nowym budownictwie są doskonałym rozwiązaniem przy termo-modernizacji istniejących budynków. Najważniejszym aspektem jest wybranie typu i pojemności pompy. Należy wziąć pod uwagę następujące kwestie: urządzenia rozprowadzające ciepło, temperaturę roboczą, izolację budynku oraz dostępność odpowiedniego źródła ciepła dla pompy ciepła. Pompy ciepła powietrze/woda są zalecane w mieszkaniach, a pompy gruntowe nadają się do nowych konstrukcji, ponieważ wymagają wymiany wiertła. Innym zaleceniem jest to, że w przypadku starych konstrukcji konieczne jest dokonanie oceny strat termicznych, które mogą wynikać z wadliwej izolacji lub nieszczelnych okien i mogą mieć pośredni wpływ na sprawność pomp ciepła.
- Pompy ciepła zajmują dużo miejsca zajmują mniej więcej taką samą powierzchnię jak gazowy kocioł kondensacyjny. W obu przypadkach dla źródła ciepła o mocy do 30 kW z zamkniętą komorą spalania i doprowadzaniem powietrza z zewnątrz wymagana jest kotłownia o kubaturze (minimum 6,5 m3).
- Pompy ciepła wymagają częstych przeglądów. Pompy ciepła są urządzeniami o bardzo niskim wskaźniku awaryjności. Jednak musimy pamiętać, że zawierają mechaniczne podzespoły, które ulegają eksploatacji. Tak jak piece gazowe wymagają corocznych kontroli tak i pompy ciepła poddawać przeglądowi przed sezonem grzewczym, a więc w miesiącach sierpień/wrzesień pozwalają m.in. kontrolować stopień ich zużycia oraz sprawdzać pozostałe elementy, które mają wpływ na wydajność oraz na pracę urządzenia.
Istotne parametry, które należy wziąć pod uwagę podczas doboru pompy ciepła:
- powierzchnia ogrzewanych pomieszczeń
- zapotrzebowanie na c.w.u.
- rodzaj ogrzewania
- zapotrzebowanie cieplne budynku
Zalety pomp ciepła:
- niskie koszty eksploatacyjne
- brak konieczności budowy komina i wentylacji
- zerowa emisja zanieczyszczeń
- wysoka niezawodność urządzenia
Wady pomp ciepła:
- wysoka cena zakupu pompy i elementów systemu
- mała dostępność
- malejąca wydajność wraz z wiekiem system