Pompa ciepła powietrze-woda - jak działa ten system?

Pompy ciepła to energooszczędne i nowoczesne systemy grzewcze, które znajdują zastosowanie w coraz większej liczbie domów jednorodzinnych. Ich zasada działania może być jednak różna. Podstawową różnicą jest dolne źródło ciepła, z którego pompa będzie pobierać ciepło potrzebne do ogrzania domu. Jednym z najczęściej stosowanych typów jest pompa ciepła powietrze-woda. Duża popularność tego systemu niewątpliwie ma związek z przystępną ceną urządzenia. Z niniejszego artykułu dowiesz się, jak działa pompa ciepła powietrze-woda i jakie są zalety tego systemu.

Pompa ciepła - energooszczędna instalacja grzewcza

Na początek kilka słów o tym, czym właściwie jest pompa ciepła. Urządzenie to działa na bardzo zbliżonych zasadach, co lodówka, która wyciąga ciepło na zewnątrz, tak, aby w środku panowała niska temperatura. Z tego względu tył lodówki jest bardzo ciepły - gromadzi się tam ciepło wyciągnięte z wnętrza. Pompa ciepła "odciąga" ciepło ze środowiska, w którym funkcjonuje. Może to być powietrze, woda lub grunt. W Polsce najczęściej stosowane są pompy gruntowe oraz pompy powietrzne, natomiast dużo rzadziej spotkamy się z pompami wodnymi. Konstrukcja pompy ciepła składa się z następujących elementów: sprężarki, skraplacza, zaworu rozprężnego i parownika.

W środku krąży czynnik roboczy, który odpowiada za transport ciepła. Jest to ciecz, która na zewnątrz budynku pobiera ciepło. W układzie wzrasta ciśnienie i temperatura, a za sprawą sprężarki czynnik zmienia swoją postać z cieczy w gaz. Gaz trafia do skraplacza, gdzie oddaje ciepło do instalacji. Czynnik ponownie wraca do stanu ciekłego i trafia do zaworu rozprężnego, w skutek czego spada jego temperatura i ciśnienie. Tutaj cykl zaczyna się od początku. Dokładna zasada działania pompy ciepła zależy od jej typu. W tym miejscu skupimy się na tym, jak funkcjonuje pompa ciepła powietrze-woda.

Jak działa pompa ciepła powietrze-woda?

Dolnym źródłem w tym rodzaju pompy ciepła jest powietrze. To właśnie z powietrza pompa będzie pobierać ciepło, które następnie trafi do naszego domu. Górnym źródłem jest natomiast woda. Oznacza to, że pompa ciepła będzie zdolna do ogrzania wody w kaloryferach czy podłogówce, a także wody użytkowej, z której korzystamy na co dzień. Dlatego właśnie mówimy o pompie ciepła powietrze-woda. Urządzenie to pobiera ciepło z powietrza i dostarcza do wody. Z pompą ciepła najlepiej współpracują niskotemperaturowe odbiorniki ciepła, takie jak ogrzewanie podłogowe i ogrzewanie ścienne. Efektywność takiej pompy zależy od klasy zastosowanych komponentów. Kluczowe parametry pracy to: COP (współczynnik efektywności), SCOP (współczynnik sezonowej efektywności) oraz SPF (zużycie energii w czasie rzeczywistym). Dobre pompy ciepła są w stanie osiągnąć sprawność rzędu 300-400%. Oznacza to, że są w stanie wyprodukować 3-4 razy więcej energii cieplnej w stosunku do zużytej energii elektrycznej potrzebnej do działania pompy.

Jakie zalety posiada ten rodzaj pompy ciepła?

Pompa ciepła powietrze-woda jest systemem najprostszym w zastosowaniu. W dużej mierze przypomina to poniekąd klimatyzację typu split. Mamy zatem jednostkę zewnętrzną, która pobiera ciepło z otoczenia, a także jednostkę zewnętrzną, w której zachodzą procesy potrzebne do uzyskania optymalnej temperatury. Montaż takiej pompy jest dużo prostszy, a co za tym idzie, dużo tańszy w porównaniu z pompą wodną czy gruntową. Ten rodzaj urządzenia można bez problemu zastosować w istniejących już domach. Pompa ciepła powietrze-woda odznacza się wysoką sprawnością i jest w stanie działać także przy bardzo niskich temperaturach rzędu -25 st. C. To sprawia, że doskonale odnajdzie się w większości regionów naszego kraju. Jest to również najtańsza z dostępnych pomp ciepła.

Warto również zauważyć, że pompa ciepła powietrze-woda to nie tylko energooszczędny system grzewczy. Urządzenie to w okresie wiosenno-letnim może z powodzeniem chłodzić wnętrza w naszym domu, zastępując tym samym klimatyzację. Urządzenie działa cicho i jest praktycznie bezobsługowe. Panel sterowania pozwala zaprogramować pompę w taki sposób, że działa ona automatycznie w zależności od tego, jaka temperatura panuje w domu. Żywotność tych urządzeń sięga nawet 20-25 lat. Warto także wspomnieć o tym, że pompa ciepła powietrze-woda bardzo dobrze współpracuje z innymi systemami OZE, np. z instalacją fotowoltaiczną. W ten sposób ogrzewanie może się stać bezkosztowe.

Ile kosztuje pompa ciepła powietrze-woda?

Koszt urządzenia zależy od jego efektywności oraz mocy. Moc należy dostosować do powierzchni domu. Przyjmuje się, że w przeciętnych domach jednorodzinnych potrzebna jest 1KW na 20 m2. A zatem, do domu o powierzchni 100 m2 potrzebna jest pompa ciepła o mocy ok. 5 KW. Urządzenie o takiej mocy można zakupić za ok. 15 - 20 tys. złotych w zależności od komponentów oraz efektywności. Pompa ciepła powietrze-woda okazuje się jednak dużo tańsza od pompy gruntowej, w głównej mierze ze względu na dużo prostszy montaż niewymagający robót ziemnych.