Ogrzewanie domu pompą ciepła wodną – ekologiczne, tanie i komfortowe rozwiązanie
Pompa ciepła wodna to urządzenie, które pobiera ciepło z wody i przekazuje je do instalacji centralnego ogrzewania oraz do podgrzewu ciepłej wody użytkowej (c.w.u.). Dzięki temu pozwala na efektywne ogrzewanie budynku przy stosunkowo niskim zużyciu energii elektrycznej.
Główne zalety pompy ciepła wodnej:
- niskie koszty eksploatacji
- przyjazna dla środowiska
- możliwość chłodzenia latem
Do wad można zaliczyć:
- wysoki koszt inwestycyjny
- konieczność dostępu do zbiornika/cieku wodnego
Pompy ciepła wodne mają szerokie zastosowanie:
- ogrzewanie domów jednorodzinnych i wielorodzinnych
- podgrzew c.w.u. w budynkach mieszkalnych
- ogrzewanie i chłodzenie obiektów usługowych i przemysłowych
- podgrzew basenów kąpielowych
Pompa ciepła działa w oparciu o obieg termodynamiczny. Główne elementy to sprężarka, parownik, skraplacz i zawór rozprężny. Czynnikiem roboczym jest najczęściej ekologiczny freon.
| Zalety | Wady |
|---|---|
| niskie koszty eksploatacji | wysoki koszt inwestycyjny |
| przyjazna dla środowiska | konieczność dostępu do zbiornika/cieku wodnego |
Rodzaje pomp ciepła wodnych
Wyróżnia się kilka podstawowych rodzajów pomp ciepła wodnych, które różnią się źródłem pobieranego ciepła oraz rodzajem obiegu czynnika roboczego.
Ze względu na dolne źródło ciepła:
- Pompy ciepła woda-woda - pobierają ciepło z wód powierzchniowych (rzeka, jezioro) lub podziemnych. Wymagają dostępu do zbiornika lub cieku wodnego.
- Pompy ciepła solanka-woda - pobierają ciepło z gruntu za pomocą sondy geotermalnej z solanką. Nie wymagają bezpośredniego dostępu do wody.
Zalety pomp woda-woda i solanka-woda:
- stała temperatura dolnego źródła przez cały rok
- wysoka efektywność
Wady:
- wyższy koszt inwestycyjny
- konieczność posiadania dostępu do zbiornika/cieku wodnego (woda-woda)
Ze względu na obieg czynnika roboczego:
- Obieg otwarty - czynnik roboczy pobiera ciepło bezpośrednio z ujęcia wody i przekazuje do wymiennika ciepła.
- Obieg zamknięty - ciepło z ujęcia wody pobierane jest przez wymiennik ciepła, a następnie przekazywane czynnikowi roboczemu w parowniku.
Zalety obiegu otwartego:
- niższy koszt inwestycyjny
- prosta konstrukcja
Wady obiegu otwartego:
- ryzyko zamarznięcia/przegrzania wody
- konieczność okresowej wymiany wody
Obieg zamknięty cechuje się większą niezawodnością i dłuższą żywotnością.
Elementy składowe pompy ciepła wodnej
Pompa ciepła wodna składa się z kilku podstawowych elementów, które tworzą obieg termodynamiczny czynnika roboczego.
Sprężarka
Jest to urządzenie, które spręża parę czynnika roboczego (najczęściej freon), podnosząc jej temperaturę. W pompach ciepła stosuje się zazwyczaj sprężarki scroll lub sprężarki spiralne.
Parownik (wymiennik ciepła)
W parowniku następuje odparowanie czynnika roboczego pochłaniającego ciepło z dolnego źródła (wody). Parownik może być wbudowany w obudowę pompy lub stanowić odrębny element.
Skraplacz (kondensator)
W skraplaczu para czynnika roboczego oddaje ciepło do instalacji grzewczej i ulega skropleniu. Skraplacz może być wbudowany lub zewnętrzny.
Zawór rozprężny
Obniża ciśnienie i temperaturę skroplonego czynnika, umożliwiając jego ponowne odparowanie w parowniku.
Filtry, pompy obiegowe, naczynia wzbiorcze
Służą do uzdatniania czynnika roboczego, cyrkulacji wody i wyrównywania ciśnienia. Zapewniają prawidłową pracę układu.
Dobór elementów zależy od wielkości i przeznaczenia pompy ciepła. Ich jakość ma kluczowe znaczenie dla wydajności i trwałości urządzenia.
Jak dobrać pompę ciepła wodną?
Aby poprawnie dobrać pompę ciepła wodną, należy wziąć pod uwagę kilka kluczowych czynników:
- Wielkość powierzchni do ogrzania - im większa, tym pompa ciepła powinna mieć wyższą moc grzewczą. Przyjmuje się ok. 50-70 W mocy na 1 m2.
- Przeznaczenie pompy ciepła - do c.o., c.w.u. czy obu tych celów. Od tego zależy dobór mocy i typu pompy.
- Lokalne uwarunkowania:
- Rodzaj gruntu - przewodność cieplna gruntu wpływa na wydajność dolnego źródła ciepła.
- Klimat - w chłodniejszym klimacie potrzebna jest wydajniejsza pompa ciepła.
- Możliwości finansowe - koszt zakupu i montażu pompy ciepła wzrasta wraz z mocą urządzenia.
- Dostępność miejsca - gabaryty i możliwość montażu na zewnątrz lub wewnątrz budynku.
Moc pompy ciepła należy dobrać z zapasem ok. 20%, aby zapewnić komfort cieplny nawet w ekstremalnych warunkach. Dobrze dobrana pompa ciepła powinna zapewnić 100% zapotrzebowania na energię cieplną.
Koszty zakupu i montażu pompy ciepła wodnej
Inwestycja w pompę ciepła wodną wiąże się z poniesieniem kosztów zakupu urządzenia oraz dodatkowych opłat związanych z montażem i uruchomieniem.
Koszt urządzenia
Cena pompy ciepła wodnej zależy przede wszystkim od jej mocy grzewczej. Przykładowe ceny brutto dla pomp o mocy:
- 5-7 kW – 15 000-20 000 zł
- 10-15 kW – 25 000-40 000 zł
- 20-30 kW – 45 000-70 000 zł
Im większa moc pompy, tym cena jest wyższa. Na koszt wpływa również rodzaj i marka urządzenia.
Koszty montażu
Obejmują prace instalacyjne, napełnienie czynnikiem roboczym, konfigurację i uruchomienie pompy ciepła. Zwykle wynoszą ok. 20-30% wartości samego urządzenia.
Pozostałe koszty
Trzeba doliczyć opłaty za ewentualne dolne źródło ciepła (odwierty, sondy), zbiornik c.w.u., modernizację instalacji i inne niezbędne prace.
Łączny koszt inwestycji w pompę ciepła wodną waha się zazwyczaj w przedziale 25 000 - 100 000 zł w zależności od rodzaju i mocy urządzenia.
Podsumowanie
Pompa ciepła wodna jest nowoczesnym i ekologicznym urządzeniem grzewczym wykorzystującym odnawialne źródło energii, jakim jest ciepło zgromadzone w wodzie.
Główne zalety pomp ciepła wodnych:
- niskie koszty ogrzewania i podgrzewu c.w.u.
- przyjazne dla środowiska
- możliwość chłodzenia latem
Do wad można zaliczyć wysoki koszt inwestycyjny rzędu 25 000 - 100 000 zł. Jednak dzięki oszczędnościom w eksploatacji pompa ciepła zwraca się po kilku lub kilkunastu latach.
Aby poprawnie dobrać pompę ciepła, należy wziąć pod uwagę wielkość ogrzewanej powierzchni, przeznaczenie, lokalne uwarunkowania oraz możliwości finansowe.
Dobrze dobrana i zamontowana pompa ciepła wodna może w pełni zaspokoić zapotrzebowanie na energię cieplną w budynku i istotnie obniżyć rachunki za ogrzewanie. Jest to zatem inwestycja, która z czasem się zwraca.
FAQ
Jak działa pompa ciepła wodna?
Pompa ciepła wodna pobiera ciepło z wody (rzeki, jeziora, wód podziemnych), a następnie przekazuje je do instalacji grzewczej i ciepłej wody użytkowej w budynku. Wykorzystuje cykl termodynamiczny i sprężarkę do transportu ciepła. Dzięki temu pozwala na ogrzewanie przy niskim zużyciu energii elektrycznej.
Jakie są rodzaje pomp ciepła wodnych?
Wyróżnia się pompy woda-woda (pobierające ciepło bezpośrednio z wód powierzchniowych lub podziemnych) oraz pompy solanka-woda (wykorzystujące sondy geotermalne z solanką jako dolne źródło ciepła). Pompy dzieli się też na urządzenia z obiegiem otwartym i zamkniętym czynnika roboczego.
Jakie są zalety pomp ciepła wodnych?
Główne zalety to niskie koszty ogrzewania, przyjazność dla środowiska, możliwość chłodzenia latem oraz wysoki wskaźnik COP sięgający nawet 5. Oznacza to, że z 1 kW pobranej energii elektrycznej pompa ciepła może wyprodukować 5 kW ciepła.
Jakie są wady pomp ciepła wodnych?
Do wad można zaliczyć wysokie koszty inwestycyjne, konieczność dostępu do zbiornika lub cieku wodnego (w przypadku pompy woda-woda) oraz mniejszą efektywność przy niskich temperaturach zewnętrznych.
Ile kosztuje pompa ciepła wodna?
Koszt pompy ciepła waha się od 15 000 zł do nawet 100 000 zł w zależności od mocy i typu urządzenia. Do tego trzeba doliczyć koszty montażu oraz ewentualnej modernizacji instalacji. Łączny koszt inwestycji to zwykle 25 000 - 100 000 zł.
