Powietrzne pompy ciepła do podgrzewania wody użytkowej (c.w.u.)

Ciepła woda to więcej niż komfort. Na naszej szerokości geograficznej stanowi ona dla większości ludzi podstawowe wyposażenie. Na potrzeby prywatnego domu wystarczy temperatura wody rzędu 60 stopni Celsjusza. Przy wyższych temperaturach powstają większe straty ciepła. Na dodatek zwiększa się możliwość oparzenia, zwłaszcza jeśli w domu są małe dzieci. Ze względów nie tylko ekologicznych uzasadnione jest wykorzystanie powietrznej pompy ciepła do zaopatrzenia domu w ciepłą wodę użytkową.

Pompa ciepła – jak to działa?

W pierwszym momencie można pomyśleć, że chodzi tu o jakiś element ogrzewania. W rzeczywistości pompa ciepła stanowi samodzielny system. Najkrócej mówiąc, jest to „odwrócona lodówka”. Pobiera ciepło z otaczającego powietrza i ogrzewa nim wodę w zasobniku. To urządzenie jest wprawdzie zasilane prądem, ale w ostatecznym rozrachunku korzyści są mocno wymierne. Uzyskane ciepło składa się tylko w 25% z energii elektrycznej.

Główne elementy pompy ciepła, to parownik, sprężarka, skraplacz i zawór rozprężny. Powietrze zassane przez wentylator z otoczenia jest doprowadzone do parownika pompy. Tutaj ciepło powietrza przejmuje płyn chłodniczy. Sprężarka podnosi jego ciśnienie i zarazem temperaturę. Gorący płyn przepływa przez wężownicę znajdującą się w zasobniku wody. W zaworze rozprężnym traci gwałtownie ciśnienie, schładza się i przechodząc w stan gazowy ponownie trafia do parownika. Najbardziej istotnym elementem w procesie podgrzewania wody jest płyn chłodniczy.

Bardzo ważna jest temperatura wrzenia i skraplania tego płynu. Są w użyciu różne ciecze chłodnicze, jednak wszystkie mają bardzo niską temperaturę wrzenia (rzędu -10 stopni C). Dzięki temu bardzo łatwo parują. Efektywność pomp jest najwyższa w zakresie temperatur do 55 stopni C.

Dowiedz się więcej o pompach ciepła! Sprawdź artykuł - KLIKNIJ. 

Jaka jest sprawność powietrznych pomp ciepła?

Powietrzne pompy ciepła zasysają powietrze z otoczenia jako źródło ciepła, a schłodzone wydmuchują z powrotem. Tego rodzaju nowoczesne pompy działają w zakresie temperatur otoczenia między -20 stpni C i +35 stopni C. Do najlepszych zaliczają się tzw. modulacyjne pompy ciepła. Nie są one tak po prostu włączane i wyłączane. Ich rytm działania dostosowuje się samoczynnie do zapotrzebowania na ciepłą wodę w domu oraz do temperatur zewnętrznych. Unika się w ten sposób częstych rozruchów i wyłączeń. Rzadziej uruchamiana jest też funkcja odszraniania.

Powietrze wylotowe jest z zasady znacznie chłodniejsze od powietrza otoczenia. Jeśli temperatura na zewnątrz wynosi ok. 7 stopni C, pompa ma problem z oszronieniem, które powiększa się wraz ze wzrostem wilgotności. Musi być uruchomiona procedura odszraniania. W prostych urządzeniach agregat odszrania się np. co dwie godziny przez kilka minut. W nowoczesnych pompach o cyklu odszraniania decyduje pewien algorytm. Bierze on pod uwagę czas, temperaturę zewnętrzną i temperaturę wymiennika.

Rodzaje powietrznych pomp ciepła

Można wymienić trzy różne rodzaje pomp ciepła powietrze-woda:

a) Do instalacji wewnętrznej

Instalowana jest wewnątrz budynku. Konieczny jest wlot i wylot powietrza o dużej średnicy, jak również odprowadzenie wody kondensacyjnej. Idealna jest lokalizacja pompy w rogu pomieszczenia. Zasysanie powietrza odbywa się z innego kierunku niż jego odprowadzanie. Unika się w ten sposób zasysania schłodzonego wywiewu.

b) Typu SPLIT

Składa się z dwóch części. Sprężarka jest montowana w pomieszczeniu domu, natomiast parownik wyprowadzony jest na zewnątrz. Daje to oszczędności kosztów oraz redukcję hałasu powodowanego przez wentylator.

c) Do instalacji zewnętrznej

Kompletna instalacja znajduje poza budynkiem. Dogodne rozwiązanie, kiedy brakuje miejsca wewnątrz domu.

Nie zapomnieć o hałasie i zimnym wywiewie...

Niestety, pompa ciepła ze sprężarką powoduje hałas i wibracje. Dodatkowy szum powstaje na skutek przepływu silnego strumienia powietrza. Producenci dokonali dużego postępu, aby wyciszyć urządzenie. Również instalatorzy nauczyli się, jak unikać przenoszenia się drgań na rury i ściany domu. Zanim zainstaluje się pompę ciepła (zwłaszcza na zewnątrz) dobrze jest się upewnić, czy nie będzie uciążliwa zarówno dla sąsiadów, jak i dla domowników.

Poza hałasem należy też zwrócić uwagę na zimne powietrze wywiewu. Przede wszystkim, aby nie mieszało się z powietrzem zasysanym.

Jednak nowoczesne pompy oferowane przez producentów, posiadają coraz to lepsze zabezpieczenia przed generowaniem hałasu - warto dopytać o to sprzedawcę przed zakupem urządzenia.

Jakie zalety mają powietrzne pompy ciepła CWU (do podgrzewania wody)?

• Można je instalować w nowych i starych budynkach.
• Możliwa jest instalacja wewnętrzna, zewnętrzna albo mieszana.
• Najniższe koszty inwestycyjne w porównaniu z innymi pompami ciepła.
• Mała powierzchnia instalacyjna.
• Żadnych kosztownych wykopów i wierceń.

Na pewno są też wady pomp ciepła. Oto one:

• Podczas niekorzystnych warunków pracy, np. wyjątkowo mroźnych zim, niska efektywność i duże zużycie energii elektrycznej - ale takich sytuacji już od kilka lat w Polsce nie ma, a grzałka włącza się dosłownie kilka razy w roku i dodatkowy roczny koszt na takie wspomaganie grzania wyniesie wg różnych danych ok. 100 zł.
• W zimne dni może zachodzić konieczność dogrzewania wody elektrycznością albo poprzez kocioł grzewczy.
• Wentylator może powodować znaczny hałas.

Pompa ciepła połączona z fotowoltaiką zapewni darmowe ogrzewanie

Pompy ciepła powietrze-woda do CWU stanowią cenną alternatywę w porównaniu z innymi systemami. Porównanie ofert cenowych różnych producentów pozwoli na obniżenie kosztów. Warto dodatkowo zastanowić się nad instalacją fotowoltaiczną, która zapewni energię elektryczną potrzebną do pokrycia zapotrzebowania na prąd przez pompę ciepła. Takie rozwiązanie pozwoli na całkowicie darmowe ogrzewanie domu oraz produkcję prądu ze słońca. Więcej na ten temat piszemy w artykule >> Pompa ciepła z rekuperacją lub fotowoltaiką – czy to się opłaca? Porównanie