Jak pompa ciepła ogrzewa dom? Czy warto w nią zainwestować?

Pompy ciepła są chętnie wybierane przez osoby zastanawiające się, jak i czym ogrzać dom ekonomicznie, wydajnie i ekologicznie. W przypadku pompy ciepła zasada działania instalacji nie wymaga zakupu węgla oraz innych paliw, których ceny mogą przyprawiać niekiedy o zawrót głowy. Oczywiście, sama inwestycja wymaga zaangażowania dość znacznych środków, jednak nadal można uzyskać częściowe finansowanie.

W poniższym tekście znajdziesz odpowiedzi na najważniejsze pytania. Co to jest pompa ciepła? Jakiego budżetu wymaga taka realizacja? Na jakiej zasadzie działa pompa ciepła? Poznaj odpowiedzi na najczęściej zadawane pytania.

Czym jest i w jaki sposób działa pompa ciepła?

Interesuje cię wydajne i ekologiczne ogrzewanie domu? Pompa ciepła to pomysł, który ma szansę sprawdzić się w wielu domach jednorodzinnych. Zanim przejdziemy do omówienia szczegółowych parametrów, wyjaśnimy, czym dokładnie jest pompa ciepła, jak to działa i na co zwrócić uwagę, wybierając taką właśnie instalację.

Pompa ciepła wyglądem i zastosowaniem przypomina duży kocioł gazowy, jednak to jedyne podobieństwa. To urządzenie grzewcze energię cieplną pobiera ze środowiska, a konkretnie z powietrza, wody lub gruntu. Następnie, przy niewielkim udziale prądu, przekształca ją w energię idealną do ogrzewania lub chłodzenia pomieszczeń oraz podgrzewania wody.

Aby wyjaśnić w odniesieniu do pompy ciepła, jak ogrzewa dom, trzeba rozpocząć od analizy jej budowy. Cała instalacja składa się z trzech części:

• źródła dolnego – gruntu, powietrza lub wody;
• pompy właściwej – przetwarzającej energię na użyteczną postać;
• źródła górnego – instalacji grzewczej w budynku, najczęściej w postaci ogrzewania podłogowego, ściennego lub sufitowego, rzadziej – tradycyjnych grzejników.

Ponieważ pomy ciepła bazują na energii odnawialnej, stanowią nieodłączny element domów pasywnych i energooszczędnych. 

Na czym polega ogrzewanie z pompy ciepła? Samo urządzenie pracuje w obiegu zamkniętym. Niezależnie od rodzaju pompy, a więc źródła energii, w każdym schemacie działania należy wyodrębnić trzy obiegi:

• obieg solanki – odbierający energię cieplną;
• obieg czynnika chłodzącego – przenoszący energię cieplną na wyższy poziom temperatury, dzięki czemu możliwe jest wykorzystanie i oddanie jej do obiegu grzewczego;
• obieg grzewczy – ogrzewający wnętrza budynku.

W pracy pompy powietrznej lub gruntowej czynnikiem pobierającym ciepło i przekazującym energię do czynnika chłodzącego jest roztwór glikolu. Całość przebiega według następującego schematu.

1. Pobranie energii poprzez obieg czynnika chłodniczego podłączony do źródła ciepła.
2. Parowane czynnika chłodniczego.
3. Oddanie ciepła do instalacji grzewczej.
4. Skroplenie czynnika chłodniczego.

Podobnie jest w przypadku wodnej pompy ciepła. Woda ze studni czerpnej dociera do parownika, gdzie następuje przekazanie ciepła do czynnika chłodniczego. Następnie płyn schładza się, a czynnik odparowuje i trafia do sprężarki. Tam temperatura wzrasta do kilkudziesięciu stopni Celsjusza. Kolejny etap odbywa się w skraplaczu, który ogrzewa wodę krążącą w instalacji nawet do 50 stopni Celsjusza, dzięki czemu możliwe jest oddawanie ciepła do pomieszczeń.

Jak prawidłowo ustawić histerezę w przypadku różnych typów ogrzewania?

Jakie są najpopularniejsze rodzaje pomp ciepła w domu?

Już powyższa, bardzo wstępna analiza tego, jak działają pompy ciepła w domu, pokazuje, że istnieje kilka typów tych urządzeń. Można je sklasyfikować ze względu na rodzaj dolnego i górnego źródła.

Dolne źródło oznacza miejsce czerpania energii – może nim być powietrze, grunt albo wody podziemne. Górne źródło natomiast to emitery ciepła, np. nawiewy, kaloryfery czy ogrzewanie podłogowe. Warto zastanowić się, jak skonstruowana będzie cała instalacja, gdyż na tej podstawie zadecydujesz o specyfice montażu, na przykład pompie ciepła w piwnicy.

 Poniżej znajdziesz krótką charakterystykę najważniejszych rodzajów pomp wraz z informacją, jak działa pompa ciepła do ogrzewania domu w każdym przypadku.

• Pompa ciepła powietrzna

To wariant najtańszy i najłatwiejszy w instalacji, dostępny w dwóch typach: jako pompa ciepła powietrze – powietrze lub pompa ciepła powietrze – woda.

Jak jednak zwykle bywa w przypadku najbardziej ekonomicznych typów urządzeń, to, jak działa pompa ciepła powietrzna, ma sporo mankamentów. Najbardziej uciążliwy jest w tym przypadku spadek efektywności w niskich temperaturach. Co prawda, rozwój technologiczny pozwolił zniwelować ten mankament, jednak nadal trzeba pamiętać, że im zimniej, tym większe będzie zapotrzebowanie na energię elektryczną.

• Pompa ciepła wodna

Dzięki pompie ciepła typu woda – woda do ogrzewania budynku możesz wykorzystać również naturalne zasoby wodne. Dolnym źródłem energii są w tym przypadku wody gruntowe dostępne dzięki wykonaniu studni czerpnej i zrzutowej.

Takie urządzenia wykazują zadowalającą efektywność przez cały rok, gdyż wody gruntowe utrzymują stosunkowo wysoką temperaturę przez 12 miesięcy, także zimą. Jednocześnie jednak jest to rozwiązanie dość drogie. Wodne pompy ciepła będą najlepszym wyborem na działkach z dostępem do naturalnych zbiorników wodnych.

• Pompa ciepła gruntowa

Najwyższą efektywność, niezależnie od pory roku, wykazuje pompa ciepła gruntowa. Jej źródło energii znajduje się na głębokości ok. 1,5 metra pod ziemią, co pozwala pozyskać nawet czterokrotnie więcej ciepła niż ilość prądu zużytego przez urządzenie.

Wyróżniamy dwa typy pomp gruntowych. Wariant z pionowym wymiennikiem zapewnia wysoką stabilność działania przez cały okres grzewczy, ale wymiennik poziomy oznacza niższe koszty inwestycji, gdyż nie wymaga zaawansowanych prac ziemnych.

Jak działa gruntowy wymiennik ciepła i jak skuteczny jest GWC?

• Pompa ciepła hybrydowa

Na rynku dostępne są także pompy hybrydowe, w których łączą się możliwości pompy powietrze – woda i gazowego kotła kondensacyjnego. W zależności od temperatury panującej na zewnątrz działanie sprzętu ogranicza się do pracy pompy ciepła, przełącza na kocioł gazowy lub uruchamia oba urządzenia jednocześnie.

Kliknij baner i poznaj naszą ofertę!

Jakie parametry pompy ciepła warto znać?

Jak widać, każdy rodzaj urządzenia ma swoją specyfikę. To, jak pompa ciepła ogrzewa dom i na ile efektywne jest jej działanie, wiąże się nie tylko z typem urządzenia, ale również z jego parametrami.

• Moc grzewcza

Kluczowym wskaźnikiem jest moc grzewcza (Pg) pompy, którą należy dobrać w taki sposób, by pokrywała się z zapotrzebowaniem budynku na ciepło. Wybór powinien być optymalny: zbyt wysoka moc nie tylko nie będzie korzystna, ale wręcz osłabi żywotność pompy i wymusi konieczność stosowania droższego dolnego źródła.

• Współczynnik COP – współczynnik wydajności pompy

To parametr wyrażający stosunek między energią oddaną do instalacji grzewczej a energią elektryczną pobraną z sieci. Im wyższa wartość, tym lepiej.

Wzór przedstawia się następująco:

COP = moc grzewcza/pobór mocy kompresora

Za pomocą tej wartości porównasz urządzenia różnych producentów – trzeba jedynie mieć świadomość, że określa się go w zdefiniowanych warunkach, a podczas faktycznego użytkowania sprzęt może zachowywać się inaczej.

• Współczynnik SCOP – współczynnik sezonowy

Ten parametr określa stosunek energii cieplnej niezbędnej do ogrzania budynku w trakcie sezonu do energii elektrycznej zużywanej w tym samym czasie. Im wyższa wartość, tym bardziej ekonomiczna pompa.

SCOP = zapotrzebowanie budynku na ciepło w sezonie/pobór mocy kompresora

Czym różni się współczynnik SCOP od wskaźnika COP? COP określa, ile prądu zużywa pompa w danym momencie, SCOP zaś, ile ta wartość wyniesie w sezonie grzewczym. W dobrze wykonanym układzie z gruntową pompą ciepła sezonowy współczynnik efektywności SCOP osiąga wartość powyżej 4.

• Wskaźnik SPF – rzeczywista efektywność urządzenia

Parametr ten oblicza się, gdy pompa już pracuje i użytkownik zna dokładne dane na temat dostarczanego ciepła i pobieranego prądu. Wartość oblicza się identycznie, jak współczynnik SCOP, podstawiając do wzoru dane rzeczywiste.

Planując zakup pompy ciepła, weź pod uwagę nie tylko to, z jaką mocą i jak ogrzewa pompa ciepła, ale również kwestie związane z jej codziennym użytkowaniem. W szczególności zwróć uwagę na:

• wydajność grzewcza pompy;
• żywotność,
• poziom hałasu generowanego przez urządzenie;
• wielkość pompy;
• wymogi konserwacyjne.

Jak właściwie ustalić krzywą grzewczą dla grzejników i ogrzewania podłogowego?

Jak dobrać odpowiednią moc pompy ciepła?

Samodzielne wyliczenie, jaka pompa ciepła powietrzna do domu 150 m² będzie najlepszym wyborem, nie jest proste. Chociaż ogólną orientację zyskasz, wykorzystując dostarczane przez producentów pomp kalkulatory, zadanie to lepiej powierzyć specjaliście.

Standardowa odpowiedź na pytanie, jaka pompa ciepła do domu 100 m² okaże się wystarczająca, brzmi: urządzenie do 10 kW. Oczywiście, metraż ma ogromne znaczenie, dlatego odrębnie trzeba rozstrzygać, jaka pompa ciepła do domu 300 m² będzie odpowiednia.

Ostateczny wynik może być inny niż rezultat takich szacunków, gdyż pod uwagę zawsze bierze się straty energii, rodzaj źródła dolnego oraz instalacji, ewentualną obecność innych źródeł ciepła, a także usytuowanie budynku, stan stolarki okiennej czy drzwiowej, izolację termiczną. Dopasowanie mocy pompy ciepła wymaga szerszego spojrzenia na budynek, a to jest w stanie zrobić wyłącznie wykwalifikowany instalator.

Czy wiesz, jaki współczynnik przenikania ciepła mają Twoje okna?

Z jakimi systemami grzewczymi sprawdzi się pompa ciepła?

Powyżej pojawiła się już informacja, że pompa ciepła znakomicie sprawdza się w kooperacji z różnymi systemami grzewczymi. Tworzy przede wszystkim doskonały duet z fotowoltaiką – coraz większa grupa inwestorów decyduje się na takie połączenie, aby uniknąć rosnących kosztów energii elektrycznej niezbędnej do prawidłowego działania pompy. W praktyce oznacza to, że wydatki na eksploatację domu z pompą ciepła i instalacją fotowoltaicznej mogą spaść nawet do zera.

Wobec tego: czy pompa ciepła bez fotowoltaiki ma sens? Choć omawiane połączenie jest niewątpliwie korzystne, to również inne rozwiązania sprawdzą się doskonale, szczególnie w przypadku domów o wysokiej izolacji. Do pomp ciepła najlepsze są systemy grzewcze o niskich temperaturach zasilania. Tradycyjnie ten parametr mieści się w przedziale 50-90 stopni Celsjusza, zaś w systemach niskotemperaturowych sytuuje na poziomie 30-40 stopni Celsjusza.

Optymalnym wyborem będą zatem wszelkie instalacje grzewcze powierzchniowe: podłogowe, ścienne lub sufitowe. A zatem: czy do pompy ciepła musi być ogrzewanie podłogowe? Odpowiedź brzmi: to dobry wybór, ale – jak widać – wcale nie jedyny.

Czy pompa ciepła ogrzeje dom z grzejnikami? W tym przypadku rekomenduje się grzejniki o powiększonej powierzchni grzewczej, które mogą być zasilane niską temperaturą. Pobór energii przez pompę ciepła może być wówczas mniejszy o około 30% niż przy wyższych temperaturach zasilania instalacji grzewczej. Trzeba także pamiętać o wygospodarowaniu miejsca na pompę obiegową i zbiornik buforowy.

Jak zamontować pompę ciepła i gdzie najlepiej to zrobić?

Pompa ciepła do ogrzewania domu może zostać zamontowana na zewnątrz budynku lub w środku. Co prawda nie ma konieczności wygospodarowywania odrębnego pomieszczenia na samo urządzenie, jednak warto wziąć pod uwagę jego wielkość oraz generowany hałas.

• Montaż na zewnątrz budynku

Do zewnętrznego montażu przeznaczone są pompy powietrzne oraz niektóre modele gruntowe. Taka lokalizacja jest możliwa dzięki solidnej obudowie odpornej na działanie zmieniających się czynników atmosferycznych. Tego rodzaju pompa sprawdzi się w typowym zastosowaniu lub jako pompa ciepła do basenu.

Pompę ciepła najlepiej umieścić przy ścianie zewnętrznej budynku, ponieważ zyskasz w ten sposób dobre połączenie z dowolną instalacją. W zależności od zaleceń producenta minimalna odległość pomiędzy urządzeniem a ścianą wynosi od 30 cm do 1,5 m.

• Montaż wewnątrz budynku

Pompy ciepła przeznaczone do montażu w budynku mają rozmaite gabaryty, uzależnione od dodatkowego osprzętu. Najbardziej kompaktowe są urządzenia kompatybilne jedynie z ogrzewaniem płaszczyznowym. Jeśli zdecydujesz się na pompę ciepła do grzejników klasycznych, musisz wygospodarować dodatkowe miejsce na pompę obiegową i zbiornik buforowy. Montaż na strychu lub w piwnicy jest dobrym rozwiązaniem.

Czy pompę ciepła słychać w domu? Urządzenie generuje hałas na poziomie 40-60 dB, co oznacza, że dźwięk może być dokuczliwy zarówno dla domowników, jak i dla sąsiadów, jeśli jednostka zostanie ulokowana w sposób nieprzemyślany. W niektórych przypadkach warto pokusić się o wygłuszenie pompy ciepła. Stosuje się do tego podsypkę żwirową oraz gumowe podkładki antywibracyjne zapobiegające rozprzestrzenianiu się wibracji.

Lepiej nie decydować się na samodzielne prace przy pompie ciepła – montaż pozostaw fachowcom. Urządzenie działa efektywnie tylko wtedy, gdy wszystkie kroki zostaną wykonane poprawnie, dlatego postaw na doświadczenie ekipy monterskiej. Błędy na etapie projektu lub montażu w skrajnych przypadkach mogą całkowicie uniemożliwić ekonomiczną eksploatację pompy.

Jak prawidłowo ustawić termostat na grzejniku?

Czy pompa ciepła jest opłacalnym wyborem?

Czy opłaca się montować pompę ciepła? Przyjrzyjmy się bliżej kwestiom finansowym – stanowią one przecież aspekt kluczowy dla inwestorów. Zacznijmy od oszacowania, ile kosztuje pompa ciepła z montażem.

Nie sposób ukryć, że to poważna inwestycja. Koszt jest oczywiście uzależniony od typu wybranej pompy, jej mocy czy wyzwań instalacyjnych. Orientacyjna cena kompletnego systemu dla domu średniej wielkości (150 m2) o dobrej izolacji zaczyna się na poziomie ok. 35 000-50 000 zł.

Po jakim czasie zwróci się pompa ciepła? Jakie rachunki za pompę ciepła mogą być spodziewane na etapie eksploatacji? Orientacyjne wyliczenia pokazują, że ogrzewanie wspomnianego wyżej przykładowego domu średniej wielkości to około pochłonie ok. 4500 kWh rocznie. Przekłada się to na zużycie 375 kWh miesięcznie, co przy stawce 0,80 zł za 1 kWh daje kwotę ok. 300 zł miesięcznie. To znacznie mniej niż przy instalacjach gazowych, ogrzewaniu elektrycznym czy węglowym.

Częstą barierą stojącą na drodze do korzystania z pompy ciepła wydają się koszty inwestycyjne. W domowym budżecie trzeba przecież uwzględnić nie tylko zakup samego urządzenia, ale również dodatkowe prace i cenę montażu. Dobrą wiadomością jest natomiast to, że nadal można uzyskać dla pompy ciepła dofinansowanie w ramach programu „Czyste Powietrze”.

W grupie beneficjentów znajdują się osoby, których roczny dochód nie przekracza 100 tysięcy złotych rocznie (według ostatniego zeznania podatkowego), 1564 zł netto na osobę lub 2189 zł netto na osobę w gospodarstwie jednoosobowym miesięcznie, a także dotknięci ubóstwem energetycznym.

Pompy ciepła, podobnie jak inne sposoby ogrzewania, nie są wolne od wad, dlatego jak najwcześniej rozważ wszelkie okoliczności stanowiące ewentualne przeciwwskazanie do instalacji. Poniżej wyjaśniamy, kiedy nie montować pompy ciepła lub przynajmniej odłożyć w czasie taką inwestycję.

Pompa ciepła – czy warto się na nią zdecydować?

Czy pompa ciepła się opłaca? 2022 rok to kolejny etap dużego zainteresowania takimi instalacjami. W przypadku pompy ciepła opinie użytkowników są przeważnie pozytywne, jednak nie oznacza to, że mankamenty nie istnieją. Sprawdź poniższe porównanie.

Czy pompy ciepła są awaryjne? Nie, tego rodzaju urządzenia charakteryzuje bardzo niska awaryjność. Najważniejszym i najdroższym ich elementem jest sprężarka, którą charakteryzuje długa żywotność. Przy średniej rocznej pracy na poziomie 2-3 tysięcy godzin pompy działają przez wiele lat, nie wymagając interwencji.

Najczęstszą przyczyną awarii pomp ciepła jest nie samo urządzenie, a błędy montażowe, dlatego warto wybrać doświadczonego instalatora, który posiada stosowną autoryzację producenta.

Warto podkreślić, że inwestycja szybko się zwraca: w porównaniu pompa ciepła czy gaz pierwsza opcja wypada nawet o połowę taniej. Oczywiście, w przypadku pompy ciepła opinie negatywne również się pojawiają, można jednak stwierdzić, że korzyści jest więcej.

Jednak: czy pompa ciepła ma sens zawsze? Eksperci zalecają poczekać z inwestycją, gdy planujesz termomodernizację domu. Wówczas lepiej ocieplić budynek i na nowo przyjrzeć się jego zapotrzebowaniu energetycznemu, a później lub ewentualnie w tym samym czasie zaplanować montaż pompy ciepła. Jeśli specyfika domu po remoncie ograniczy straty energetyczne, będzie Cię czekała mniejsza inwestycja, gdyż będzie można wybrać urządzenie o mniejszej mocy.