Zachodzące na świecie zmiany technologiczne zapewniają coraz doskonalsze sposoby na efektywne oszczędzanie energii, a co za tym idzie, także pieniędzy. Współcześnie jest to problem szczególnie ważny z dwóch podstawowych względów. Pierwszym są zachodzące na świecie zmiany klimatyczne i globalne ocieplanie klimatu. Drugim czynnikiem są rosnące od lat ceny surowców i energii.
Zmiany klimatyczne prowadzą do coraz gwałtowniejszych zjawisk pogodowych i wzrostu niepewności, co do równowagi ekologicznej planety. Z kolei rosnące ceny surowców i energii dodatkowo wystrzeliły teraz w związku z atakiem Rosji na Ukrainę. Poszukiwanie oszczędności i pewnych źródeł energii i ciepła do ogrzania domów popchnęło inżynierów na całym świecie do udoskonalania instalacji grzewczych i chłodniczych. Technologie te stały się na tyle powszechne i różnorodne, że łatwo pogubić się w ich różnych formach i odmianach. Jednym z takich proekologicznych rozwiązań dostępnych na każdą kieszeń są pompy ciepła.
Urządzenia tego typu mają jedno główne zadanie: w sposób tani i efektywny ogrzać budynki oraz używaną w nich wodę. Niektóre modele oferują też możliwość chłodzenia pomieszczeń w upalne dni, a więc działają jak klimatyzatory. Pompy ciepła to maszyny, których działanie opiera się na podstawowych prawach fizyki, a konkretnie obiegu termodynamicznym. Urządzenie wymusza przepływ ciepła z obszaru o obniżonej temperaturze do obszaru o temperaturze wyższej. Proces ten wymaga dostarczenia energii z zewnątrz, bo w naturze ciepło „ucieka” w stronę obszarów chłodniejszych.
Ważna jest wysoka efektywność podobnych rozwiązań, bowiem ilość dostarczanej do urządzenia energii elektrycznej jest zdecydowanie niższa, niż uzyskiwany efekt w postaci energii cieplnej. Udział elektryczności według specyfikacji może sięgać ok. 30 proc. wyprodukowanego ogrzewania. W uproszczeniu można powiedzieć, że ogrzewanie domu w 70 proc. jest darmowe (po zainstalowaniu pompy ciepła).
Zasada działania pomp ciepła opiera się na obiegu Lindego i przypomina to, co znamy z naszych lodówek. W przypadku tradycyjnych chłodziarek ciepło jest pobierane z wnętrza lodówki i znajdujących się w niej produktów i „wypompowywane” na zewnątrz, do pomieszczenia. Pompy ciepła zaś pobierają energię z otoczenia o niskiej temperaturze (z gruntu, powietrza lub wody) i po podniesieniu temperatury oddają ją do pomieszczeń.
Pompa ciepła sprawia, że dochodzi do wzrostu ciśnienia i temperatury w instalacji zewnętrznej. Dzięki sprężarce zasilanej energią elektryczną odpowiedni czynnik chemiczny przechodzi w postać gazową, trafia do skraplacza, a tam oddaje ciepło w ogrzewanym budynku. Następnie skroplony czynnik obniża swoje ciśnienie oraz temperaturę i cykl zaczyna się od nowa.
Zgodnie z danymi producentów pompy ciepła pozwalają na ograniczenie kosztów związanych z ogrzewaniem gazowym nawet o połowę. Jeśli zaś do ogrzewania wykorzystywana jest elektryczność, to oszczędności mogą sięgnąć nawet 2/3 zużycia. Wyliczenia te powstały jeszcze przed niedawnym gwałtownym wzrostem cen energii. Przy obecnych cenach węgla pompy ciepła stały się również dużo tańsze w porównaniu do ogrzewania za pomocą tego surowca.
Trzeba też zaznaczyć, że pompy ciepła są uznawane za proekologiczne rozwiązanie i można otrzymać na nie dotacje państwowe. Pompy ciepła można obsługiwać zdalnie, nie trzeba dokładać do pieca węgla czy drewna, a odpowiedni serwis zapewnia im dużą żywotność.
Pompy mają też wady, do których można zaliczyć początkowe koszty inwestycji (od kilku do kilkunastu tysięcy złotych) oraz fakt, że w przypadku awarii prądu lub zbyt niskich i wysokich temperatur, pompy nie będą działać. Niektóre zagrożenia można ograniczyć. Po konsultacjach z fachowcami, dzięki odpowiedniemu usytuowaniu urządzeń (np. w miejscach ocienionych) oraz zastosowaniu coraz nowocześniejszych rozwiązań awarie zdarzają się już spontanicznie. Starsze modele urządzeń emitowały również głośny hałas. Jednak obecnie można zakupić pompy ciepła, które działają cicho, lub też zamontować je w miejscach, gdzie szum nie będzie przeszkadzał.
Dwa popularne obecnie rodzaje pomp ciepła to monoblock i split.
Zaletą pomp monoblock jest to, że montuje się je w całości na zewnątrz budynku, gdzie stanowią zwartą obudowę, przez co nie zajmują pomieszczeń w środku. Z miejsca instalacji do domu prowadzone są tylko rury, które ogrzewają pomieszczenia.
Pompy ciepła typu monblock są proste w instalacji i nie wymagają od monterów posiadania certyfikatu F-gaz. Od 2015 r. Unia Europejska wymaga, aby osoby pracujące z syntetycznymi czynnikami chłodniczymi wykorzystywanymi w podobnych instalacjach do odbierania i oddawania ciepła posiadały odpowiednie uprawnienia. Taka decyzja zapadła dlatego, że czynniki te (z grupy gazów fluorowanych) są gazami cieplarnianymi.
Pompy ciepła typu monoblock posiadają pełny wewnętrzny układ jednostki, przez co nie trzeba instalować dodatkowego połączenia z układem chłodniczym, a co za tym idzie przy instalacji uprawnienia F-gazowe nie są wymagane.
Pompa ciepła monoblock 10kW Thermoval Mito TVHP -M10, Źródło Hydrotermo.pl
Do zalet pomp ciepła typu monoblock można zaliczyć to, że są ciche, ponieważ posiadają dobrą izolację termiczną i akustyczną. Zdaniem specjalistów tego typu urządzenia świetnie sprawdzają się w budynkach z małymi kotłowniami, ponieważ nie trzeba instalować dużych urządzeń wewnątrz. Pompy ciepła tego typu ogrzeją zarówno wnętrze budynku, jak dostarczą ciepłą wodę z kranów.
Zaletą podobnych urządzeń jest też niższa cena ich eksploatacji, w tym konstrukcja w formie „podwójnych drzwi”, która umożliwia szybki serwis pompy. Obecne rozwiązania pozwalają na kontrolę pracy pompy ciepła z każdego miejsca świata z dostępem do internetu i regulowanie parametrów urządzenia w zależności od potrzeb właściciela.
Trzeba jednak pamiętać, że przepisy zmieniają się dynamicznie i w niektórych przypadkach do instalacji pomp ciepła monoblock potrzebne są uprawnienia F-gaz.
Pompy ciepła typu split wykorzystują do ogrzewania zarówno wodę jak i powietrze. Są one złożone z dwóch oddzielnych jednostek, połączonych przewodami z czynnikiem chłodniczym. Oznacza to konieczność zamontowania dwóch instalacji: zewnętrznej i wewnętrznej.
Urządzenie znajdujące się wewnątrz budynku oddaje ciepło, reszta procesu zachodzi na zewnątrz. Minusem podobnego rozwiązania jest konieczność wygospodarowania odpowiednio dużego miejsca na instalację wewnątrz budynku.
Zaletą pomp typu split jest to, że są one bardziej odporne na panujące na zewnątrz warunki pogodowe. Emitują też mniejszy hałas w porównaniu do pomp typu monoblock. Co więcej, w gorące dni latem zapewniają one chłodzenie pomieszczeń. Wszystko dzięki możliwości odwrócenia procesu, który w zimie zapewnia ogrzewanie.
Pompa ciepła split 10kW Thermoval Sapporo TVHP -S10, Źródło Hydrotermo.pl
Dużym atutem urządzenia tego typu jest fakt, że jest on odpory na skrajne temperatury. W zimie czynnik grzewczy nie zamarznie, nawet w przypadku zaniku prądu. W odróżnieniu od pomp typu monoblock, na zewnątrz budynku w urządzeniu znajduje się niezamarzający czynnik chłodniczy.
Minusem wyboru pompy ciepła typu split jest fakt, że jej instalacja wymaga specjalistycznego montażu wykonywanego przez osobę z uprawnieniami do pracy z gazami chłodniczymi. Z drugiej strony jednostka zewnętrzna zajmuje mniej miejsca, dostęp do elementów hydraulicznych układu jest prostszy, a cena zakupu całości instalacji jest niższa.
Podsumowując. Pompy ciepła typu monoblock i split mają swoje wady i zalety. Jeden rodzaj sprawdzi się w miejscach z ograniczoną przestrzenią, drugi w przypadku gdy możliwości instalacji wewnątrz są ograniczone. Jeden z systemów jest tańszy, drugi nieco droższy. Każda decyzja powinna przede wszystkim zostać skonsultowana z ekspertem w dziedzinie urządzeń tego typu. Pomoże on w odpowiednim doborze pomp ciepła.
Niezależnie od wybranej technologii jedno jest pewne. Pompy ciepła zapewniają czystą, tańszą energię, co sprzyja środowisku, prowadzi do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych i zmian klimatu. A do tego dochodzą oszczędności na rachunkach za prąd, które mogą być nawet o 70 proc. niższe. Choć rzadko się to zdarza, na podobnej inwestycji zyskują niemal wszyscy: klimat, zwykli ludzie ogrzewający swoje domy za niższą cenę, firmy produkujące i montujące podobne systemy. Tracą nieliczni: kopalnie i wielkie firmy energetyczne.
Fot. Nenad Stojkovic/ Flickr/ CC BY 2.0
