Rodzaje pomp ciepła

Niezależnie, czy mówimy o pompach ciepła powietrznych, wodnych czy gruntowych, zasada ich działania jest podobna. Wykorzystują zjawisko fizyczne sprężania i rozprężania gazów. Jednak różne rodzaje pomp ciepła charakteryzują się odmiennym sposobem instalacji i przeznaczenia. Prezentujemy najpopularniejsze z nich.

Każdy z nas ma w kuchni… pompę ciepła. Niemożliwe? Z definicji jest to urządzenie, którego zadaniem jest przekazywanie energii cieplnej, a nie wbrew obiegowej opinii jej wytwarzanie. Dlatego jako pompę ciepła możemy zakwalifikować np. klimatyzator, lodówkę lub zamrażarkę, które pracują w trybie chłodzenia.

Jednak w większości przypadków kojarzymy pompę ciepła, która służy do ogrzewania powietrza (c.o.) oraz ciepłej wody użytkowej (c.w.u.). Układ składa się z dolnego i górnego źródła, napędzanego energią elektryczną. Ciepło z niższego z nich, gdzie temperatura jest nieduża, oddawane jest do wyższego, gdzie panuje większa temperatura.

W zależności od wykorzystanego dolnego źródła zasilania, pompy ciepła dzielimy na:

pompy ciepła powietrzne (zewnętrzne),
pompy ciepła powietrzne (wewnętrzne),
pompy ciepła gruntowe,
pompy ciepła wodne,
pompy ciepła hybrydowe.

Pompy ciepła powietrzne typu I (zewnętrzne)

Pompy ciepła powietrzne dzielą się na takie, które wykorzystują powietrze z zewnątrz lub wylotowe z budynku. W pierwszym przypadku mówimy o urządzeniach typu I, gdzie dolne źródło pobiera ciepło z atmosfery. Następnie jest ono przekazywane do jednego z dwóch górnych źródeł. Gdy odbiornikiem jest instalacja wodna c.o. lub/oraz c.w.u., to jest to pompa ciepła powietrze-woda (np. NIBE SPLIT, F2040 i F2120). Jeśli energia przechodzi do urządzenia ogrzewania powietrznego, wtedy mamy do czynienia z pompą powietrze-powietrze (np. NIBE ARIA).

Niepodważalną zaletą powietrznych pomp ciepła jest ich nieskomplikowana konstrukcja i montaż. Można je instalować w prawie każdym domu, nawet w miejscach, gdzie położenie wymienników gruntowych jest trudne lub niemożliwe do realizacji. Bardzo często pompy powietrzne pełnią rolę wspomagającą dla wcześniejszych źródeł ogrzewania, co znacząco obniża wysokość rachunków.

Inna, nie mniej ważny atut to najtańsze koszty instalacji spośród wszystkich typów pomp. Stąd też ich wysoka popularność, szczególnie w budownictwie indywidualnym. Dla przykładu potrzebujemy pompy do centralnego ogrzewania o mocy 6 kW. NIBE SPLIT można kupić już za ok. 13 000 zł, a dodając do tego kwotę za montaż, całość inwestycji powinna zamknąć się w ok. 18 000 zł.

Pompy ciepła powietrzne typu II (wewnętrzne)

Drugi rodzaj powietrznych pomp ciepła stosowany jest w obiektach z wentylacją mechaniczną. Dolne źródło wykorzystuje powietrze wylotowe z budynku. Odzyskiwana energia to ciepło odpadowe albo inaczej ciepło z wentylacji.

Dalej jest ono przekazywane do górnego urządzenia. Sytuacja jest analogiczna jak w przypadku pompy typu I. Może to być instalacja wodna (pompa ciepła powietrze-woda przy centralnym ogrzewaniu i ciepłej wodzie użytkowej) lub pompa typu powietrze-powietrze.

Pompa ciepła gruntowa

Bardziej skomplikowana jest gruntowa pompa ciepła. Wymaga odpowiedniej wielkości powierzchni, prac ziemnych oraz odpowiedniego rodzaju podłoża. Przy kolektorze poziomym wykopuje się metodą odkrywkową ziemię poniżej głębokości przemarzania. Druga opcja to kolektor pionowy, który umieszcza się w głębokich odwiertach. Niezależnie od umiejscowienia w gruncie ten system rur napełnia się specjalnym, niezamarzającym płynem.

Ilość prac wstępnych do przygotowania podłoża (np. badania geodezyjne, prace ziemne itp.) powoduje, że koszt montażu pompy gruntowej jest zdecydowanie wyższy niż pompy powietrznej. Jeśli nie występują dodatkowe utrudnienia, jest to zwykle różnica ok. 15 tys. złotych.

Mimo to wiele osób decyduje się właśnie na pompy ciepła gruntowe, ponieważ dają pewność stabilnej temperatury źródła dolnego. Jako przykład możemy podać pompy NIBE F1226, F1245 i F1255.

Wodne pompy ciepła

Najrzadziej spotykane w przypadku niewielkich budynków są wodne pompy ciepła. Z jednej strony są najbardziej wydajnymi z przedstawionych, ale jednocześnie wymagają zewnętrznej instalacji oraz dodatkowej pompy wodnej, co pociąga za sobą wyższe koszty prądu. Dlatego częściej stosuje się je w dużych kompleksach.

Pompy ciepła wodne wykorzystują jako dolne źródło ciepła, energię hydrotermalną z wód podziemnych, ale także powierzchniowych i morskich. Jednak do prawidłowego działania potrzebują odpowiedniej jakości szybkości przepływu wody przez wymiennik.

Hybrydowe pompy ciepła

Ciągle dążymy do zwiększania efektywności pomp ciepła i obniżenia kosztów ich eksploatacji, szczególnie w cyklu rocznym. Innowacyjnym rozwiązaniem technicznym są hybrydowe pompy ciepła. Jest to system przynajmniej dwóch źródeł ciepła, które wzmacniają swoje zalety oraz wzajemnie eliminują wady.

Najczęściej paruje się powietrzną i gruntową pompę ciepła lub kocioł gazowy z powietrzną pompą. Całością zawiaduje sterownik, aby optymalnie wykorzystać ich możliwości.