Powietrzna pompa ciepła zimą - czy będzie pracować prawidłowo?

Jak pompa pracuje przy ujemnych temperaturach?

To pytanie jest jednym z najczęściej zadawanych przez inwestorów. A odpowiedź jest prosta. Kiedy temperatura jest ujemna, w powietrzu i tak występuje spora ilość energii, a do zera bezwzględnego, czyli wtedy, gdy całkowicie zamiera ruch cząsteczek, jest bardzo daleko – dzieje się tak dopiero, gdy słupki rtęci sięgną 273°C. Przy temperaturze -25°C energii jest więc na tyle dużo, by powietrzna pompa ciepła mogła z powodzeniem ogrzewać dom, ponieważ bilans jest wciąż dodatni. Z 1 kW, który potrzebny jest do wyprodukowania energii uzyskuje się więcej niż 1 kW energii końcowej. I właśnie dzięki tej nadwyżce możliwe jest chociażby ogrzanie wody.

Faktem jest, że im niższa temperatura, tym wydajność urządzenia się zmniejsza. Jednak ostatecznie dni, w których temperatura spada poniżej progu -25°C, jest w naszym klimacie naprawdę niewiele. Według danych statystycznych zawartych w Atlasie Klimatu Polski (a opracowanych przez IMiGW), średnia wartość temperatury w styczniu przez ostatnie 30 lat wynosiła przykładowo dla Polski zachodniej od -1 do 0°C. Z kolei średnia ilość dni uznanych jako bardzo mroźne (czyli poniżej -10°C) to zaledwie 1 dzień w ciągu całego roku.

Interesuje Cię temat pomp ciepła? Zapraszamy do przeczytania naszych dwóch artykułów:

 

• Pompa ciepła typu powietrze-woda. Działanie i koszty
• Czy warto ogrzewać dom pompą ciepła? Ile to kosztuje?

Powietrzne pompy ciepła mają o wiele większą wydajność

Jeszcze do niedawna urządzenia te przestawały działać poniżej temperatury -5°C. Być może dlatego utarło się przekonanie, że pompa nie może funkcjonować w zimie. Jednak problem ten został już rozwiązany za sprawą wprowadzenia nowego rodzaju sprężarek, które projektowane są właśnie z myślą o warunkach zimowych. Kluczowymi elementami takiej konstrukcji jest programator zintegrowany z zaworem elektronicznym, zautomatyzowane sterowanie oraz sprężarka.

Ponadto powietrzne pompy ciepła wyposażane są w specjalne, awaryjne grzałki elektryczne, które uaktywniają się, gdy temperatura spada poniżej -25°C. Dlatego inwestorzy nie powinni martwić się, gdy pompa jest jedynym źródłem ogrzewania, ponieważ posiada ona wiele elementów zabezpieczających.

Mechanizm dostarczania ciepła przez pompę ciepła

Każda pompa ciepła przepompowuje ciepła z miejsca, które ma niższą temperaturę do miejsca o temperaturze wyższej. W tym celu urządzenie wykorzystuje czynnik chłodniczy. Miejsce z niższą temperaturą nazywane jest dolnym źródłem i analogicznie miejsce z temperaturą wyższą – górnym (a jest nim nasz ogrzewany dom). Jeżeli dolne źródło to powietrze, jego temperatura zimą spada, co oznacza mniejszą ilość ciepła, którą można przepompować do ogrzania budynku.

Uwaga! Warto wiedzieć, że we wszystkich wersjach pomp ciepła, najważniejszym wskaźnikiem jest COP (wskaźnik efektywności określający stosunek ciepła uwalnianego do wartości wydatkowanej pracy mechanicznej)w danych technicznych urządzenia powinien on zachować wysoki poziom. Minimalna wartość dla niego ustalona została w decyzji Komisji Europejskiej z 2007 roku (2007/742/WE), gdzie dla pomp typu powietrze/woda wartość COP wynosi 3,1.

Dodatkowe zabezpieczenia dla pompy powietrznej w zimie

W niektórych pompach producenci stosują dodatkowe zabezpieczenie przed skrajnie niskimi temperaturami. Jest to płytowy wymiennik ciepła oraz niezależne zawory rozprężne. Elementy te sterowane są elektronicznie i wykazują się większą wydajnością w zimowych warunkach. Pozwala to na uzyskiwanie wyższych temperatur zasilania źródła górnego nawet do 65°C i to bez grzałki elektrycznej.

Wnioski:

• Nowoczesne powietrzne pompy ciepła z powodzeniem mogą zostać zastosowane w polskim klimacie.
• Temperatura wpływa na ich działanie, jednak sprawność będzie różnić się nieznacznie (COP nie spadnie poniżej 3,1).
• W przypadku spadku temperatury poniżej -25°C w pompach uaktywnia się mechanizm zabezpieczający (w postaci awaryjnej grzałki elektrycznej).
• W niektórych pompach wprowadzony jest dodatkowy wymiennik ciepła i zawory rozprężne umożliwiające pracę urządzenia w skrajnie niskich temperaturach.