Kiedy pompa ciepła jest najefektywniejsza?

Dla instalatorów zajmujących się instalacją i serwisem pomp ciepła, zrozumienie kiedy urządzenia działają najefektywniej jest kluczowe, aby zapewnić ich optymalną wydajność, a co za tym idzie, długą i bezawaryjną pracę oraz konkretne oszczędności dla inwestorów.

Istnieje kilka istotnych czynników, które wpływają na efektywność pomp ciepła. Są to m.in.:

– Izolacyjność budynku – dobrze zaizolowany budynek nie wymaga dużych nakładów energetycznych, przez co urządzenia grzewcze mogą być mniejsze mocowo oraz pracować z niższą temperaturą na zasilaniu. Dzięki temu pompy ciepła będą pracowały efektywnie zapewniając odpowiedni komfort cieplny dla użytkowników. Wybór odpowiedniego systemu izolacji powinien być zgodny z polskimi normami i uwzględniony w projekcie budynku.

– Odpowiedni rozmiar i moc pompy ciepła – źle dobrana pompa ciepła może prowadzić do nieodpowiedniego działania, spadku efektywności oraz skrócenia żywotności urządzenia. Istotne jest, aby dobrać optymalną wielkość pompy ciepła z uwzględnieniem strat ciepła budynku oraz preferencji użytkowników w szczególności dotyczących ciepłej wody użytkowej (c.w.u.). Jej zbyt mała moc spowoduje, że częściej będzie załączać się źródło szczytowe (grzałka elektryczna, kocioł gazowy, kocioł olejowy, itp.) co wpłynie na koszty eksploatacji. Natomiast zbyt duża moc sprawi, że pompa ciepła będzie się częściej uruchamiała (większa ilość startów sprężarki – skrócenie jej żywotności), co wpłynie na zużycie prądu i zwiększenie kosztów ogrzewania. Dlatego ważne jest, aby wykonać obliczenia zapotrzebowania na ciepło (OZC), uwzględniając w nich preferencje użytkowników. A potem dobrać pompę ciepła, która spełni te wymagania.

– System ogrzewania – efektywność pompy ciepła jest uzależniona od temperatur pracy. Inne sprawności będziemy mieli w budynku z ogrzewaniem niskotemperaturowym, a inne w budynku z ogrzewaniem średnio lub wysokotemperaturowym. Najlepiej sprawdzają się ogrzewania płaszczyznowe tj. podłogowe lub ścienne. Istotne jest, aby przygotowanie c.w.u. także zostało dostosowane do działania pompy ciepła. Niezbędna do tego jest odpowiednio duża powierzchnia wężownicy zasobnika c.w.u., pojemność samego podgrzewacza oraz nastawy temperatur użytkowych.

– Temperatura otoczenia – pompy ciepła mogą wydajnie działać zarówno w ciepłych, jak i chłodniejszych regionach. Natomiast ich sprawność i moc mogą się zmieniać w zależności o temperatur zewnętrznych (szczególnie dotyczy to pomp ciepła powietrznych). W przypadku pomp gruntowych temperatura dolnego źródła wpływa na jej efektywność, dlatego im wyższa temperatura medium dostarczanego do parownika, tym lepiej dla naszego układu grzewczego.

Warto zauważyć, że nowoczesne pompy ciepła zostały zoptymalizowane pod kątem działania w szerokim zakresie temperatur, poprzez zastosowanie odpowiednich rozwiązań w układzie termodynamicznym oraz wymianie na wydajniejsze czynniki chłodnicze. Pompy ciepła powietrzne w okresach niskich temperatur mogą pracować z mniejszą efektywnością, ale pamiętajmy jednak, że regionem, w którym pomp ciepła instaluje się najwięcej jest (zimna) Skandynawia.

Ponad połowa Norwegów posiada już je w swoich domach i korzysta z nich jako podstawowego źródła ciepła do ogrzewania budynków. W polskich warunkach klimatycznych średnie temperatury w zimie utrzymują się o okolicach -3⁰C÷+3⁰, natomiast temperatury projektowe dla danych stref utrzymują się od kilku do kilkunastu godzin na sezon grzewczy!

Kiedy pompa ciepła działa najefektywniej?

W budynkach z dobrą izolacją, pompy ciepła mogą działać najefektywniej, ponieważ straty ciepła są mniejsze, urządzenie nie musi pracować z dużą mocą grzewczą, może pracować  niższą temperaturą na zasilaniu. To pozwala inwestorom na osiągnięcie maksymalnych oszczędności na kosztach ogrzewania.

W okresach przejściowych, kiedy temperatura powietrza jest umiarkowana, a zapotrzebowanie na ciepło jest mniejsze niż w okresie zimowym, pompy ciepła mogą pracować z mniejszą mocą, dzięki czemu optymalizują wydajność.

Natomiast w okresie letnim, kiedy temperatura powietrza na zewnątrz jest stosunkowo wysoka, pompy ciepła mogą pracować w trybie chłodzenia, co pozwala na efektywne wykorzystanie pompy ciepła do dostarczania chłodu do budynku.

Czynniki pogarszające działanie pompy ciepła

Nieodpowiednia instalacja pompy ciepła może znacznie obniżyć jej wydajność. Należy dokładnie przestrzegać instrukcji i wytycznych producenta, a także przeprowadzić instalację zgodnie z najnowszymi standardami branżowymi. Aby zapewnić pompom ciepła maksymalną wydajność, warto zadbać również o ich regularne przeglądy roczne.

W okresach ekstremalnie niskich temperatur na zewnątrz wydajność pomp ciepła może znacznie się obniżyć. Dlatego, w regionach o bardzo surowych zimach, można rozważyć zastosowanie systemów hybrydowych, czyli pomp ciepła, które mogą współpracować z innymi źródłami ciepła, np. kotłami gazowymi.

Odpowiedzi na łamach magazynu „Domy Energooszczędne” udzielił Piotr Polewka, Manager ds. Technicznych Działu OZE.