Co to jest pompa ciepła i jak działa? Najważniejsze informacje o pompach ciepła

Data publikacji
30/7/2024
Pompa ciepła to urządzenie grzewcze, które wytwarza obieg energii cieplnej między dwoma obszarami. Są one w stanie przenieść ciepło z gruntu, wody, czy powietrza do systemu w budynku. Wykorzystuje je się do ogrzewania pomieszczeń i wody.
Zastanawiasz się nad zakupem pompy ciepła? Przeczytaj artykuł i sprawdź wszystko, co musisz o nich wiedzieć.
Pompy ciepła to technologia, która wykorzystywana jest coraz częściej, zarówno w domach, jak i w firmach. Co skłania nowych użytkowników do tak dużej inwestycji? Opłacalność, ekologiczność i wygoda…
Sprawdź porównywarkę pomp ciepła

W artykule znajdziesz: 

  • Co to jest pompa ciepła? Definicja 
  • Jak działa pompa ciepła? 
  • Jak wygląda montaż pompy ciepła? 
  • Czy pompy ciepła są ekologiczne? 
  • Wskazówki przy zakupie pompy ciepła 
  • Efektywność energetyczna a pompa ciepła 

Co to jest pompa ciepła? Definicja 

Pierwsza użytkowa pompa ciepła powstała w 1928 roku w Genewie. Ogrzewała ratusz, pobierając ciepło z okolicznego jeziora. Od tego czasu, postęp technologiczny, wpłynął znacząco na dostępne rozwiązania. Podstawowe funkcje pompy, pozostają jednak takie same: 

Pompa ciepła to urządzenie grzewcze, które wytwarza obieg energii cieplnej między dwoma obszarami. Są one w stanie przenieść ciepło z gruntu, wody, czy powietrza do systemu w budynku. Wykorzystuje je się do ogrzewania pomieszczeń i wody. 

Pompę ciepła można wykorzystać do ogrzewania zarówno w domu, w firmie i w przemyśle. 

Jak działa pompa ciepła? 

Jak już wyjaśniliśmy wyżej, pompa ciepła, w zależności od rodzaju, przenosi energię cieplną z otoczenia, do systemu grzewczego. Urządzenie składa się z 4 elementów: 

  • parownik, 
  • sprężarka, 
  • skraplacz,
  • zawór rozprężny. 

Do działania pompy ciepła niezbędny jest czynnik roboczy. Jest to substancja o bardzo niskiej temperaturze wrzenia. Pozwala to na funkcjonowanie urządzenia, nawet przy niskiej temperaturze wody, powietrza czy gruntu. 

  1. Parownik w pompie ciepła

Czynnik roboczy odbiera ciepło z otoczenia i zaczyna wrzeć w parowniku. Substancja paruje. 

  1. Sprężarka

Sprężarka wymaga użycia energii elektrycznej. Trafia do niej czynnik roboczy w formie gazu. Jest on tam sprężany, a jego temperatura się zwiększa. 

Do korzystania z pompy ciepła konieczne jest podłączenie do sieci energetycznej lub własne źródło energii. Wielu właścicieli pomp decyduje się również na inwestycję w fotowoltaikę, aby obniżyć koszty.
  1. Skraplacz

Gaz trafia do skraplacza, w którym oddaje ciepło do systemu grzewczego (np. kaloryfery), przez co zmienia stan skupienia na ciekły. 

  1. Zawór rozprężny i obieg w pompie ciepła

Ostatnim etapem jest ponowne obniżenie temperatury czynnika roboczego, a także jego ciśnienia. Pozwala to na ponowne wykorzystanie substancji w parowniku. 

Czynnik roboczy krąży nieustannie w pompie ciepła, zmieniając swój stan skupienia, ciśnienie i temperaturę. To on jest “sercem” urządzenia. 

Jak wygląda montaż pompy ciepła? 

Montaż pompy ciepła to dość długi proces. Wykonanie dokładnego jest konieczne, aby inwestycja w urządzenie przyniosła korzyści i maksymalnie zmniejszyła rachunki za ogrzewanie. 

  1. Planowanie montażu pompy ciepła 

Na tym etapie konieczne jest przeprowadzenie analizy energetycznej, która pozwoli określić, ile ciepła właściwie potrzebujesz. Na podstawie lokalnych warunków, podjęta zostanie decyzja o tym, jaki rodzaj pompy ciepła będzie dla Ciebie najkorzystniejszy. Następnia określa się dokładną lokalizację rur, kabli i części pompy, która znajdzie się na zewnątrz budynku, a także tej wewnętrznej. 

Pompa ciepła, musi zostać umieszczona w dobrej lokalizacji. W zależności od jej rodzaju, konieczny jest:

  • dostęp do wody gruntowej (wodne pompy ciepła), 
  • dobra cyrkulacja powietrza (powietrzne pompy ciepła), 
  • odpowiednie miejsce na kolektor (gruntowe pompy ciepła). 

Drugi element instalacji najczęściej umieszcza się w piwnicy, kotłowni, lub innym pomieszczeniu wyłączonym z codziennego użytku. 

  1. Instalacja pompy 

Najpierw należy zamontować solidny fundament. W przypadku wodnych pomp ciepła potrzebne będą również sondy lub studnie głębinowe, natomiast w przypadku gruntowych odwierty lub ułożenie kolektorów. 

Wewnątrz budynku, konieczne będzie połączenie pompy z systemem ogrzewania wody lub powietrza. Na koniec, monterzy muszą zainstalować wszystkie rury i kable, które połączą urządzenie z siecią energetyczną. 

  1. Pierwsze uruchomienie urządzenia 

Przed uruchomieniem, specjalista napełni pompę ciepła czynnikiem roboczym, a także sprawdzi szczelność instalacji. Następnie, po włączeniu urządzenia, ustawi odpowiednie parametry i upewni się, że wszystko działa poprawnie. 

  1. Konserwacja

Pompa ciepła już działa. Nie oznacza to jednak końca pracy. Urządzenie wymaga regularnych przeglądów i sprawdzania poziomu czynnika roboczego.

Sprawdź porównywarkę pomp ciepła

Czy pompy ciepła są ekologiczne? 

W odróżnieniu od tradycyjnych metod ogrzewania budynków, pompy ciepła same nie wytwarzają zanieczyszczeń podczas pracy. Są one uznawane za ekologiczne ponieważ: 

  • Korzystają z odnawialnych źródeł energii - pompy ciepła pobierają energię z otoczenia. Jest ona odnawialna i stale dostępna.
  • Mają wysoki współczynnik efektywności energetycznej (COP) - oznacza to, że urządzenie wytwarza znacznie więcej energii, niż jej zużywa.
  • Wyróżniają się długą żywotnością - pompy ciepła działają latami, a recykling lub wyrzucenie elementów wykorzystanych do ich produkcji, odbędzie się dopiero po długim czasie. 

Ekologiczność pompy ciepła można kwestionować ze względu na źródło energii elektrycznej, z którego korzysta. Większość prądu w Polsce pochodzi z węgla. W przypadku pobierania energii z sieci energetycznej, urządzenie przyczynia się pośrednio do powstawania zanieczyszczeń. 

Za bardziej ekologiczne uznawane są urządzenia, które współpracują z mikroinstalacją fotowoltaiczną. Instalacja paneli słonecznych dodatkowo pozwala zaoszczędzić na prądzie. Pompa ciepła i fotowoltaika stanowią więc zgrany duet. 

Przy pracy, pompa ciepła pobiera od 20 do 30 % energii z sieci. Pozostałe 70-80 % jest pobierane z otoczenia!

Wskazówki przy zakupie pompy ciepła 

Zanim zdecydujesz się na zakup pompy ciepła, zastanów się nad:

  • Izolacją budynku - im mniej ciepła będzie uciekało z budynku, tym efektywniejsze będzie urządzenie, a Twoje rachunki, niższe. 
  • Wybórem odpowiedniej firmy - przed podpisaniem umowy, skontaktuj się z kilkoma firmami i poproś o propozycję, a także kosztorys. Pozwoli Ci to porównać oferty i wybrać najlepszą z nich. 

Efektywność energetyczna a pompa ciepła 

Efektywność energetyczna pompy ciepła jest kluczowym parametrem, który określa, jak skuteczne jest urządzenie. Można ją określić za pomocą współczynnika COP lub SCOP. 

Współczynnik COP to nic innego, jak stosunek zużytej energii to energii wyprodukowanej. Jeżeli pompa ciepła zużywa 1 kWh energii, aby wytworzyć 4 kWh, COP wynosi 4. 

COP = dostarczona energia : pobrana energia

Współczynnik SCOP różni się jedynie tym, że oblicza się go na podstawie konkretnego sezonu grzewczego

SCOP = energia dostarczona w danym sezonie : energia pobrana w danym sezonie

SCOP pozwala na analizę wyników z wzięciem pod uwagę temperatury w danym sezonie grzewczym. Specjaliści korzystają z niego, aby uzyskać dokładniejsze dane dotyczące efektywności urządzeń. 

Na efektywność pomp ciepła wpływają: 

  • temperatura na zewnątrz: im zimniej, tym efektywność jest mniejsza;
  • izolacja budynku: dobra izolacja pozwala na zaoszczędzenie energii; 
  • właściwa konserwacja: dobrze utrzymane parametry i poprawne działanie urządzenia ograniczają starty energii; 
  • system ogrzewania: ogrzewanie podłogowe może przyczynić się do zwiększenia efektywności urządzenia. 

Sprawdź porównywarkę pomp ciepła