Projektowanie wymarzonego domu zobowiązuje nas do skoncentrowania uwagi na różnorodnych elementach i niuansach. Kluczową decyzją jest wybór systemu ogrzewania, który powinien zagwarantować komfort, definiowany jako idealna temperatura w pomieszczeniach i łatwość obsługi. Specjaliści od instalacji oraz projektanci coraz częściej sugerują wykorzystanie pomp ciepła w tym celu. Ta metoda, będąca alternatywą dla klasycznych rozwiązań grzewczych, oferuje liczne atuty. Oto powody, dla których warto rozważyć takie rozwiązanie.

Mechanizm działania pompy ciepła

Nasze rozważania rozpoczniemy od zestawienia z powszechnie znanymi tradycyjnymi systemami ogrzewania, które korzystają z gazu, oleju, energii elektrycznej lub paliw stałych. Ich działanie opiera się na spalaniu wymienionych paliw, co umożliwia osiągnięcie pożądanej temperatury. Jednak istotne jest podkreślenie jednej kluczowej sprawy - aby uzyskać przyjemną temperaturę 20°C, system grzewczy musi początkowo wygenerować ciepło sięgające nawet 1500°C w kotle. To jasno pokazuje, ile energii jest w rzeczywistości marnowane. Wykorzystanie pompy ciepła pozwala uniknąć takiej straty...

Pompa ciepła to urządzenie grzewcze, które nie „produkuje” energii w tradycyjnym tego słowa znaczeniu. Jej działanie nie wymaga procesu spalania, co eliminuje emisję spalin, powstawanie popiołu, kurzu czy innych niepożądanych skutków ubocznych. Pompy ciepła wydajnie wykorzystują energię akumulowaną w naturalnym środowisku, ukrytą w zasobach wody, gruntu, a nawet powietrza.

Dodatkowo, wykorzystywanie tych zasobów jest niezwykle korzystne dla naszego domu, ponieważ oprócz wymienionych już zalet ekologicznych, eliminujemy potrzebę posiadania kotłowni, miejsca na skład opału oraz całej infrastruktury związanej z magazynowaniem i przetwarzaniem tradycyjnych paliw.

Pompa ciepła, działając na zasadach określonych procesów termodynamicznych, jest zdolna przekształcać energię pierwotną i dostarczać ją do naszego systemu ogrzewania zgodnie z bieżącym zapotrzebowaniem. W tym procesie wykorzystuje się dodatkowe źródło zasilania, zazwyczaj prąd elektryczny. W efekcie korzystamy z bezpłatnej energii z gruntu, wody lub powietrza, a opłacamy jedynie jej „transport”, czyli koszty związane z rachunkami za prąd. Istnieje również możliwość zasilania pomp ciepła gazem.

Pompa ciepła dostarcza do naszego domu wodę o temperaturze 55°, co oznacza niemal idealne dopasowanie do instalacji niskotemperaturowych, jak ogrzewanie płaszczyznowe (podłogowe, ścienne, sufitowe).

Istotny fakt

Koszt użytkowania pomp ciepła ogranicza się wyłącznie do zakupu energii elektrycznej niezbędnej do funkcjonowania urządzenia, a nie do ogrzewania wody. Przyjmuje się, że z każdego zużytego przez pompę 1 kW energii elektrycznej można pozyskać aż do 5 kW zielonej energii.

Jakie są rodzaje pomp ciepła?

Do wyboru mamy kilka rodzajów pomp ciepła. Na początek należy zdecydować o sposobie zasilania. Pionierami w tej dziedzinie były modele gruntowe, które charakteryzują się najwyższą wydajnością i są zdolne pokryć 100% zapotrzebowania budynku na ciepło (zarówno ogrzewanie, jak i ciepłą wodę użytkową). Z biegiem czasu nastąpił również znaczący rozwój technologii pomp powietrznych, które obecnie mogą ogrzewać dom przez cały rok (wcześniej były stosowane głównie do przygotowania c.w.u. lub jako wsparcie systemu ogrzewania). Co więcej, dobrze zaprojektowany system jest w stanie także chłodzić budynek w okresie letnim.

Elementy składowe pompy ciepła

Pompy ciepła składają się z dwóch podstawowych elementów: źródła dolnego, czyli części umiejscowionej „przed” pompą (może to być kolektor gruntowy, zarówno poziomy jak i pionowy, lub pompa powietrzna), oraz źródła górnego, czyli odbiornika tego ciepła, którym najczęściej jest ogrzewanie podłogowe lub klimakonwektor.

Charakterystyka kolektorów

Kolektor poziomy:

Układa się go na głębokości od około 1,2 do 1,5 metra pod powierzchnią ziemi.
Montaż trwa kilka dni.
Wymagana jest duża działka.

Kolektor pionowy:

Konieczne są odwierty sięgające do 130 metrów.
Odwierty powinny być wykonane przez specjalistyczną firmę.
Prace trwają około 2-3 dni.
Cena nieznacznie wyższa niż w przypadku kolektora poziomego.
Oszczędza powierzchnię działki.
Zapewnia stabilniejsze źródło ciepła.

Pompy ciepła typu woda-woda, należące do najbardziej efektywnych energetycznie, wymagają wykonania na działce dwóch studni: pierwsza z nich (tzw. studnia biorcza) służy do pobierania wody, druga (tzw. studnia zdawcza) odprowadza ją z powrotem do środowiska naturalnego.

Co warto wiedzieć o gruntowej pompie ciepła?

Do swojego działania wykorzystuje tzw. lewobieżny obieg termodynamiczny.
Wszystkie komponenty systemu tworzą zamknięty układ, w którym krąży ekologiczny czynnik roboczy - zazwyczaj jest to glikol. Obieg tego czynnika jest wymuszany przez pompę obiegową, zasilaną energią elektryczną.

Cykl grzania pompą ciepła

Czynnik roboczy, będący mieszaniną cieczy i gazu, w pierwszej kolejności trafia do parownika, gdzie ulega procesowi odparowania. Dzięki temu procesowi energia jest pobierana z dolnego źródła, czyli gruntu, powietrza lub wody. Następnie czynnik w postaci pary zostaje zassany do sprężarki, gdzie dochodzi do zwiększenia jego temperatury i ciśnienia. W dalszym etapie trafia on (już jako gaz) do skraplacza, przekazując energię do źródła górnego (na przykład podłogówki). W tym punkcie procesu czynnik ulega skropleniu. Końcowym elementem, zamykającym cały obieg, jest zawór rozprężny, który obniża ciśnienie i temperaturę czynnika roboczego. Po tym etapie czynnik wraca z powrotem do gruntu, gdzie odzyskuje utraconą energię.