W dobie rosnących cen wszystkich nośników energii wybór instalacji grzewczej nie należy do najłatwiejszych. Jedną z najczęściej wybieranych opcji jest obecnie pompa ciepła. To dobry wybór, pod warunkiem, że użytkownik wie, jak właściwie z niej korzystać. W tym tekście podpowiadamy, w jaki sposób dobrać najlepsze dolne źródło ciepła i jaka jest efektywność poszczególnych źródeł.

Z tekstu dowiesz się:

• czym jest dolne źródło pompy ciepła,
• od czego zależy efektywność dolnych źródeł pomp ciepła,
• jak można poprawić sprawność pompy ciepła.

Jak działa pompa ciepła? Na to pytanie zna odpowiedź każdy inwestor decydujący się na instalację tego urządzenia. Czy jednak wiesz, z jakich źródeł ciepła może ona korzystać i od czego zależy ich efektywność? Czytaj dalej, aby poznać odpowiedź na te i inne pytania.

Definicja dolnego źródła pompy ciepła

Zacznijmy od definicji tego, czym są dolne źródło oraz efektywność pompy ciepła. Dolne źródło ciepła to miejsce, z którego pompa ciepła pobiera energię, która następnie jest przekazywana do budynku. Dolnym źródłem może być powietrze, grunt, woda czy różnego rodzaju ciepła technologiczne. W domach jednorodzinnych najczęściej wykorzystuje się powietrze lub grunt. Powietrzne pompy ciepła pobierają energię przy użyciu wentylatora kierującego masy powietrza na wymiennik, w którym krąży czynnik chłodniczy. Czynnik ten jest zawsze chłodniejszy od powietrza, które go ogrzewa. W gruntowych pompach ciepła do gruntu przy pomocy rur i pompy obiegowej podawany jest chłodny glikol, który pobiera energię z gruntu, a następnie przekazuje ją w wymienniku pompy ciepła. W przypadku wody wykonuje się dwie studnie: z jednej pobiera się wodę, z której czerpana jest energia, a do drugiej zrzuca się chłodniejszą wodę.

Efektywność pompy ciepła oznaczona jest symbolem COP ( ang. coefficient of performance). Współczynnik ten określa stosunek energii wyprodukowanej przez pompę ciepła do zużytej energii elektrycznej. Przykładowo COP = 4 oznacza, że pompa ciepła zużyła 1 kWh prądu, produkując 4 kWh energii cieplnej dostarczonej do budynku. W związku z tym 3 kWh zostały pobrane z dolnego źródła. Efektywność pompy ciepła w dużej mierze zależy od tego, jaka jest temperatura dolnego źródła pompy ciepła oraz jaka ma być temperatura górnego źródła, czyli instalacji. Pompa ciepła osiąga najwyższą efektywność w momencie, gdy różnica pomiędzy górnym a dolnym źródłem jest najmniejsza.

Efektywność dolnych źródeł pomp ciepła

Jaka powinna być temperatura dolnego źródła? Każde dolne źródło pompy ciepła charakteryzuje się pewną efektywnością. Efektywność ta wynika głównie z jego temperatury. Jak wiemy, temperatura  powietrza w okresie grzewczym może osiągać bardzo niskie temperatury, nawet poniżej -20°C, ale również ogrzewanie może być potrzebne, gdy na zewnątrz jest ponad +10°C. Odmienna sytuacja występuje, jeśli dolnym źródłem jest grunt. Temperatura gruntu poniżej około 10 m jest stabilna, niezależnie od pory roku jest to około 10ºC. Wraz z eksploatacją dolnego źródła temperatura spada, grunt się wychładza, jednak różnica nie jest tak duża, jak w przypadku powietrza. Dolne źródło w postaci ciepła technologicznego może mieć różne temperatury, zależnie od tego, skąd pobierane jest ciepło. Przykładem może być sieć wodociągowa, w której płynie zimna woda, jednak temperatura ta jest raczej stała.

Drugą różnicą jest wydajność dolnego źródła. Zarówno powietrze, woda, jak i grunt mają określoną wydajność. Wydajność gruntu zależy od tego, jaki to grunt, oraz od jego wilgotności. Zależnie od tego, ile kilowatogodzin energii będziemy pobierali w ciągu sezonu grzewczego, musimy dopasować dolne źródło. Budynki o dużym zapotrzebowaniu, a więc te, w których będą montowane większe pompy ciepła, będą potrzebowały większej liczby odwiertów. Wielość odwiertów zależy więc od zapotrzebowania naszego budynku i mocy pompy ciepła. Eksperci marki Vaillant podczas doboru pompy ciepła mogą również dopasować wielkość dolnego źródła.

Podobnie jest w przypadku powietrznych pomp ciepła. W domach o większym zapotrzebowaniu montowane są większe pompy. Większe pompy to również większe wentylatory, a czasem nawet dwa wentylatory oraz większe wymienniki, na które trafia powietrze zewnętrzne. Ważne jest, aby cały układ był odpowiednio zaprojektowany i wykonany. Firma Vaillant posiada bogate doświadczenie w projektowaniu i produkcji pomp ciepła, dzięki czemu pompy te charakteryzują się bardzo wysoką efektywnością przy niewielkich wymiarach. W ofercie znajdziemy zarówno mniejsze powietrzne pompy ciepła z jednym wentylatorem, jak i te o większej mocy z dwoma wentylatorami.  

W związku z tym, że temperatura dolnego źródła ciepła może się zmienić w ciągu sezonu grzewczego, wylicza się również SCOP, czyli sprawność sezonową pompy ciepła. Sprawność sezonowa wynika w dużej mierze z efektywności źródła ciepła. Najwyższą średnią sprawnością charakteryzują się gruntowe pompy ciepła. Powietrzne pompy ciepłą mają niższą sprawność, jednak ich montaż jest mniej wymagający, przez co kosz inwestycji jest niższy.

Poprawa sprawności pompy ciepła: czy zależy od dolnego źródła pompy ciepła?

Na wydajność dolnego źródła pompy ciepła nie mamy dużego wpływu, jednak możemy poprawić sprawność pompy ciepła. Możemy zwrócić uwagę na średnie temperatury w okresie grzewczym i sprawdzić, w której strefie klimatycznej się znajdujemy. Polska podzielna jest na pięć stref klimatycznych, z czego w piątej strefie średnia roczna temperatura jest najniższa. W związku z tym SCOP powietrznej pompy ciepła tam również będzie najniższy. Nie oznacza to, że powietrzna pompa nie będzie opłacalna, jednak w tych rejonach większa jest opłacalność montażu gruntowych pomp ciepła. 

W celu poprawy sprawności pompy ciepła możesz zmniejszyć różnice pomiędzy górnym a dolnym źródłem ciepła, czyli zmniejszyć temperaturę instalacji. W tym celu wybieraj niskotemperaturowe instalacje, czyli ogrzewanie podłogowe. W odróżnieniu od grzejników podłogówka może pracować z temperaturami niższymi nawet niż 30 stopni na zasilaniu podczas dużych mrozów. Stare grzejniki projektowane były na temperatury nawet wyższe niż 70°C. Modernizując instalację, warto wybrać grzejniki niskotemperaturowe. Zwykle będą one większe, jednak umożliwią prace z niższą temperaturą, dzięki czemu sprawność pompy wzrośnie, a rachunki za ogrzewanie spadną.

Ważne jest również odpowiednie sterowanie instalacją. Pompy ciepła Vaillant, takie jak flexoCOMPACT, wyposażone są w inteligentny sterownik sensoCOMFORT, który dzięki swojemu sposobowi pracy podnosi klasę energetyczną urządzenia. Przygotowując się do inwestycji w pompę ciepła, warto porozmawiać z instalatorem marki Vaillant, który ma doświadczenie w montażu oraz obsłudze pompy ciepła i rozwieje wszystkie wątpliwości. Listę autoryzowanych instalatorów Vaillant znajdziesz na stronie producenta.