Pompa ciepła to najtańsze źródło ciepła pod względem eksploatacyjnym. Około 3/4 energii uzyskuje się za darmo z otoczenia tzw. dolnego źródła - ziemi, wody lub powietrza. Pozostałą 1/4 energii trzeba dostarczyć do urządzenia w postaci energii elektrycznej. Idea pompy ciepła jest bardzo prosta i polega na przekazaniu ciepła z dolnego źródła do górnego - instalacji centralnego ogrzewania.
Jak działa pompa ciepła?
W domach jednorodzinnych stosowane są pompy sprężarkowe. Przekazywanie ciepła odbywa się z pośrednictwem czynnika roboczego, który krąży w obiegu, zmieniając stan skupienia (z gazowego na ciekły i odwrotnie), w skutek czego pobiera i oddaje energię. Dwa główne elementy urządzenia to parownik i skraplacz, pomiędzy którymi znajdują się jeszcze dwa urządzenia: sprężarka i zawór rozprężny. Źródło o niskiej temperaturze (grunt, woda, powietrze) ogrzewa czynnik krążący w układzie (woda-glikol, solanka), który przepływając przez parownik, doprowadzany jest do wrzenia, na skutek czego paruje. Para sprężana jest w sprężarce i jej temperatura gwałtownie rośnie. Gorąca trafia do skraplacza. Odbierane tam od niej ciepło oddawane jest do górnego źródła np. ogrzewa wodę krążąca w instalacji grzewczej. Skroplona para przez zawór rozprężny i parownik powraca do dolnego źródła i proces rozpoczyna się od początku.
Dolne źródło ciepła
W Polsce ciepło pobierane jest najczęściej z dwóch dolnych źródeł:
- z gruntu - za pośrednictwem przewodów zakopanych pod powierzchnią gruntu, poniżej strefy przemarzania, tworząc tzw. kolektor gruntowy,
- z wody podziemnej - poprzez układ dwóch studni.
Powietrze zewnętrzne może być wykorzystane jako dolne źródło tylko przy temperaturze wyższej niż -5°C, dlatego pompy pobierające ciepło z powietrza są rzadko stosowane. Rodzaj dolnego źródła ciepła zależy przede wszystkim od warunków na działce, gdzie ma być zainstalowana pompa. Decyzje najlepiej powierzyć specjaliście zajmującemu się projektowaniem układów grzewczych z pompa ciepła.
Górne źródło ciepła
Górnym źródłem w układach pompy ciepła jest najczęściej woda zasilająca instalację grzewczą, czyli grzejniki lub wodne ogrzewanie podłogowe, rzadziej powietrze w systemach ogrzewania powietrznego.
Pompy ciepła najlepiej współpracują z instalacjami niskotemperaturowymi, w których temperatura czynnika grzewczego nie przekracza 50 - 55°C. W praktyce projektuje się je jeszcze na niższą temperaturę: 30 - 35°C.
Miejsce na pompę ciepła
Większość pomp ciepła wymiarami i kształtem przypomina kotły. Podobnie jak kotły, ustawia się je w pomieszczeniach gospodarczych. Są jednak urządzenia, które można ustawić na zewnątrz, a nawet zakopać pod ziemią.
Czy pompa ciepła się opłaca?
Mimo niskich kosztów eksploatacji pomp ciepła ich cena jest dość wysoka i niekiedy zakup może zwrócić się dopiero po wielu latach. Koszt całości instalacji pompy ciepła (dolne i górne źródło oraz samo urządzenie) jest blisko 30% wyższy od kosztu dobrej jakości instalacji kotłowej z kotłem gazowym lub olejowym, a około 70% od instalacji ogrzewania elektrycznego. Koszt ogrzewania domu pompą ciepła to 1/4 - 1/3 kosztów ogrzewania elektrycznego, 1/2 kosztów ogrzewania olejem opałowym i 2/3 - gazem ziemnym.
