Pompa ciepła powietrze woda – wszystko co musisz wiedzieć

Zadaniem pompy ciepła powietrze-woda jest podwyższenie temperatury wody w centralnym ogrzewaniu (CO), ogrzewanie wody użytkowej (CWU) lub jednoczesne spełnianie tych dwóch funkcji. Chcesz dowiedzieć się więcej o pompach powietrze-woda? Tutaj znajdziesz wszystkie najważniejsze informacje!

Ogólnodostępna energia cieplna skumulowana w nieograniczonym źródle energii, jakim jest powietrze, stanowi fundament działania pompy ciepła powietrze-woda. Jest to zatem źródło pozyskiwania energii, które należy do grupy odnawialnych. Z tego powodu jest tym samym ekologiczne i ekonomiczne – a rzadko spotyka się możliwość połączenia tych dwóch cech.

W dzisiejszym artykule zagłębimy się w tematykę pomp ciepła-woda, opiszemy ich budowę i sposób działania, jak również przedstawimy możliwości w zakresie integracji z innymi systemami. Przedstawimy również koszty różnych typów pomp ciepła powietrze z montażem lub bez.

Zasada działania pompy ciepła powietrze-woda

Na samym początku omawiania sposobu działania pompy ciepła powietrze-woda warto wspomnieć o tym, że jest to urządzenie transmitujące, a nie wytwarzające ciepło. W odróżnieniu od wielu innych systemów grzewczych nie zachodzi w nim proces spalania, więc nie dochodzi do efektów ubocznych charakterystycznych dla paliw stałych w postaci sadzy, czy dwutlenku węgla.

Do działania pompy ciepła powietrze-woda niepotrzebne jest dodatkowe pomieszczenie na kotłownię czy miejsce do magazynowania opału. Te w pełni zautomatyzowane urządzenia nie wymagają naszej uwagi, jak ma to miejsce w przypadku klasycznych metod grzewczych. Pompa ciepła powietrze woda to zatem rozwiązanie, które znacząco zwiększa komfort życia i pozwala poza pieniędzmi, oszczędzić również czas i energię.

Dolnym źródłem w przypadku opisywanej w tym artykule pompy ciepła, jest wspomniane wcześniej powietrze, które trafia przez wentylator do parownika, w którym ogrzewa czynnik chłodniczy. Następnie trafia on do skraplacza, gdzie oddaje ciepło i zmienia swój stan skupienia. Woda z instalacji grzewczej odbiera ciepło, a następnie przekazuje go do centralnego ogrzewania (c.o) lub służy jako podgrzewanie wody użytkowej (c.w.u.).

Ile wynoszą średnie koszty ogrzewania pompą ciepła powietrze-woda?

Ceny energii, a przede wszystkim gazu, w ostatnim czasie dynamicznie wzrastają. Z tego powodu w wielu gospodarstwach domowych istnieje realna potrzeba ograniczenia kosztów związanych z ogrzewaniem. W czasach wzrostów cen paliw stałych, inwestycja w pompę ciepła powietrze-woda staje się zatem jeszcze bardziej opłacalna.

Przy wyliczaniu kosztów ogrzewania pompą ciepła powietrze-woda należy wziąć pod uwagę kilka ważnych czynników. Warto jednak w pierwszej kolejności mieć świadomość, że do działania pompy ciepła wymagane jest zasilanie z sieci. W kontekście tego rodzaju urządzeń mówimy więc zawsze o sprawności, a konkretnie chwilowej efektywności (współczynnik COP). Określa on współczynnik energii  elektrycznej dostarczanej do pompy ciepła i wytworzonej dzięki niej energii cieplnej.

Dla przykładu – jeżeli pompa ciepła powietrze w danym momencie wytwarza 3kWh energii cieplnej z 1kWh energii elektrycznej, to współczynnik COP wynosi 3.

Wiele osób mogłoby się zastanawiać, jak to jest w ogóle możliwe. Napomknęliśmy już w poprzedniej części artykułu, że pompy ciepła nie produkują energii, a pobierają ją ze środowiska. To w powietrzu znajdują się już ogromne zasoby ciepła – pompa w pewnym sensie schładza bowiem powietrze z zewnątrz, a pobrane w ten sposób ciepło „wyprowadza” do systemu grzewczego.

Warto mieć też świadomość, że sprawność pompy ciepła zależna jest od temperatury za oknem. Panuje obecnie błędne przekonanie, że wadą tego rodzaju urządzeń jest całkowite zaprzestanie pracy poniżej temperatury -5 ℃. Dla przykładu pompa Air Premium 10 od producenta Termet zachowuje swoją sprawność do temperatury nawet -20℃.

Przechodząc do konkretnych liczb – koszt ogrzewania domu pompą ciepła o powierzchni 150 metrów i przygotowania wody użytkowej, którego zapotrzebowanie energetyczne na rok wynosi 30kWh/m2 mieści się w przedziale od 1300-2000 złotych. Instalacja gazowa zużyłaby w tym samym czasie za mniej więcej 4000-4500 złotych – pamiętajmy jednak, że cena gazu ulega dynamicznym wahaniom, natomiast powietrze jest dostępne… za darmo.

Jaka pompa ciepła do CWU?

W wielu gospodarstwach istnieje możliwość wykorzystania już zamontowanego podgrzewacza wody użytkowej. Trzeba jednak pamiętać, że nie każdy zasobnik będzie prawidłowo współpracował z pompą ciepła-powietrze – przede wszystkim nie może być zbyt mały. Jego pojemność powinna mieścić się w przedziale od 150 do nawet 500 litrów.

Wynika to przede wszystkim z faktu, że moc grzewcza zapewniana przez pompę ciepła-powietrze wynosi od 1 do 4 kW, dlatego szybkie wyczerpanie gorącej wody z zasobnika o małej pojemności przekładałoby się na konieczność ciągłego podgrzewania wody „od nowa” – a to z pewnością nie jest ekonomicznym rozwiązaniem.

Co ciekawe, pompa ciepła współpracująca tylko z zasobnikiem c.w.u., może pobierać powietrze z pomieszczenia, w którym się znajduje, czyli najczęściej piwnicy, kotłowni lub strychu. Takie rozwiązanie zapewnia dodatkową korzyść w postaci osuszania tych przestrzeni z wilgoci.

Niektórzy właściciele obiektów budowlanych decydują się nawet na montaż pompy ciepła do c.w.u. w mieszkaniu – w okresie letnim działa ona zatem jak klimatyzacja i jednocześnie „odebrane” ciepło przekazuje do zasobnika c.w.u., gdzie podgrzewa wodę użytkową.

Jaka jest cena pomp ciepła powietrze-woda z montażem?

Montaż pompy powietrze-woda w porównaniu z typem gruntowym, jest znacznie mniej skomplikowany, a tym samym o wiele tańszy - głównie za sprawą braku konieczności kopania studni, których koszt sięga kilkudziesięciu tysięcy złotych. Warto zaznaczyć, że przy instalacji tego typu urządzenia występuje bardzo duża rozpiętość cen. W wycenach uwzględnia się bowiem takie aspekty jak:

• Moc pompy oraz jej marka
• Wymagane elementy hydrauliczne i elektryczne
• Przystosowywanie budynków, w których może wystąpić konieczność wykonania dodatkowych prac
• Podłączanie do pompy ciepła starego zasobnika CWU
• Zintegrowanie pompy ciepła powietrze-woda z fotowoltaiką

Wiele firm decyduje się jednak na oferowanie w jednej cenie pompy ciepła powietrze-woda wraz z usługą montażu. Dla przykładu – instalując takie urządzenie w centralnej Polsce w domu jednorodzinnym o powierzchni 170m2 musimy liczyć się z kosztem ok. 25 000 zł do 40 000 zł.

Trzeba jednak pamiętać, że dobór odpowiedniej mocy pompy jest zależny w największym stopniu od izolacji cieplnej budynku. Istotny jest również sposób ogrzewania domu - podłogówka czy grzejniki, a nawet lokalizacja (w górach temperatury są z reguły niższe). Z reguły stosuje się zatem pompy o mocy od 6 do 12kW. W wyjątkowych sytuacjach wymagane jest natomiast urządzenie o mocy 16kW.

Warto wspomnieć, że istnieje wiele ogólnodostępnych programów rządowych, które mają na celu dofinansowanie zakupu i montażu pompy ciepła w gospodarstwach domowych. Więcej na ten temat w artykule dostępnym pt. Dofinansowanie do pomp ciepła.

Pompa ciepła powietrze woda, a ogrzewanie podłogowe

Największe korzyści z zastosowania pompy ciepła w celu ogrzewania domu jednorodzinnego odnosi się przy współpracy tego urządzenia z tzw. ogrzewaniem podłogowym. Wynika to bowiem z faktu, że „podłogówki” są wydajne przy zasilaniu czynnikiem o temperaturze od 30-40°C. Z kolei tradycyjne grzejniki wymagają nawet podniesienia tej wartości do 55°C.

Zaznaczamy jednak, że na rynku występują modele kaloryferów, które są przystosowane właśnie do zasilania pompą ciepła. Ceny tego typu urządzeń mogą jednak zaważyć na opłacalności takiej inwestycji. Nieuzasadnionym jest również wykonywanie remontu wyłącznie pod założenie podłogówki dla pompy ciepła – dlatego takie prace powinno uwzględniać się na etapie projektowania domu lub przy gruntownym remoncie podłogi, który i tak musiał być przeprowadzony.

Coraz częściej stosowanym rozwiązaniem w budownictwie jest montaż ogrzewania działającego na tej samej zasadzie, co podłogowe… lecz na ścianie, a nawet suficie. To niezwykle optymalny sposób na obniżenie rachunków za prąd i ogrzewanie. Warto jednak wiedzieć, że takie rozwiązanie powinno być już uwzględnione na etapie projektowania budynku - wysoka temperatura ogrzewania umieszczonego w płaszczyźnie ściennej lub sufitowej mogłaby źle wpłynąć na materiały wykończeniowe.

Podsumowanie

Zastosowanie pompy ciepła powietrze-woda jest niezwykle korzystne w perspektywie czasu, pomimo początkowej inwestycji. Jeżeli jednak decydujemy się na zastąpienie tradycyjnych kotłów takim rozwiązaniem – od razu odczujemy większy komfort, który wynika z pełnej automatyzacji procesu grzewczego w gospodarstwie.

Za sukces inwestycji w głównej mierze odpowiada właściwy projekt i dopasowanie odpowiedniej pompy ciepła powietrze-woda. Decydując się na współpracę z doświadczoną firmą sprzedającą takie urządzenia wraz z usługą montażu, mamy większą pewność, że instalacja spełni swoją funkcję. Fachowa firma doradzi nam wybór pompy ciepła w oparciu o zapotrzebowanie energetyczne budynku i możliwości budżetowe – tak, aby zapewnić Tobie zadowolenie i oszczędności na rachunkach!

Źródła: 

Oszczak Wojciech: Ogrzewanie domów z zastosowaniem pomp ciepła. Wyd. I. Warszawa, 2021.

Rubik Marian: Pompy Ciepła. Poradnik. Wyd. II. Warszawa: Ośrodek Informacji „Technika Instalacyjna w Budownictwie”, 1999.