Jedną z coraz częściej wybieranych metod ogrzewania domów jest pompa ciepła, ekologiczne rozwiązanie, alternatywa dla innych źródeł ciepła, takich jak np. kocioł gazowy. Nie da się jednak zaprzeczyć, że pogoda w tym roku nas nie oszczędza, a mrozy w niektórych regionach kraju mogą sięgać nawet poniżej -30 stopni Celsjusza.
W tej sytuacji bardzo często pojawia się pytanie o efektywność pompy ciepła w mroźne dni, czy jest ona w stanie zaspokoić zapotrzebowanie budynku na ciepło i jak takie warunki pogodowe wpływają na zużycie energii elektrycznej zasilającej pompę.
Mity na temat efektywności grzewczej pompy ciepła w mroźne dni
Wokół działania tych praktycznych urządzeń przy niskich temperaturach narosło mnóstwo mitów i niedomówień, w większości mających niewiele wspólnego z rzeczywistością. Często można spotkać się z opinią, że pompa zamarznie w mroźne dni i nie uda się z jej pomocą odpowiednio ogrzać domu.
Prawda jednak jest taka, że nowoczesne pompy ciepła są w pełni przystosowane do ekstremalnych warunków pracy, dobrze radzą sobie nawet z temperaturami poniżej -20 czy nawet -25°C. Producenci przewidzieli możliwość incydentalnego występowania takich dużych mrozów.
Czym jest i jak działa pompa ciepła?
Warunkiem prawidłowego działania pompy ciepła zimą, jest jej właściwy dobór spośród wielu rodzajów dostępnych na rynku w naszym kraju. Warto także dowiedzieć się, czym są te wydajne urządzenia grzewcze, jaka jest ich zasada działania i jak zapewniają komfort cieplny przez całą zimę.
Pompa ciepła to urządzenie stanowiące główny element wydajnego systemu grzewczego, centralnego ogrzewania, które pobiera energię cieplną z otoczenia, odnawialnych źródeł energii gruntu, powietrza lub wody. Zasadę działania pompy można przyrównać do lodówki albo klimatyzatora, a cały proces przebiega następująco:
- parowanie, gdy czynnik chłodniczy pobiera ciepło z otoczenia i zmienia swój stan skupienia z ciekłego na gazowy;
- sprężanie, następujące, gdy gaz trafia do zasilanej prądem sprężarki podnoszącej nie tylko jego ciśnienie, ale i temperaturę;
- skraplanie, gdy gorący gaz oddaje ciepło poprzez skraplacz do instalacji grzewczej i ponownie zmienia stan skupienia na ciekły;
- rozprężanie, zachodzące w zaworze rozprężnym, spada ciśnienie i temperatura czynnika chłodniczego i cały proces zaczyna się od nowa.
Jak dobrać pompę ciepła, aby działała zimą?
Prawidłowy dobór pompy ciepła, która sprawdzi się także w warunkach zimowych i nie będzie generowała wysokich kosztów eksploatacji nie jest prosty. Zależy to między innymi od rodzaju tzw. dolnego źródła ciepła, powietrza lub gruntu, rzadziej wody, a najczęściej użytkownicy decydują się na dwa modele:
- powietrzne pompy ciepła, tanie i uniwersalne rozwiązanie, pobierające ciepło z powietrza, lecz w warunkach zimowych ich efektywność (COP) może spadać wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej, co oznacza jednocześnie niższą wydajność grzewczą;
- gruntowe pompy ciepła, lepiej sprawdzające się w zimnych warunkach klimatycznych, czerpiące energię cieplną z gruntu za pomocą kolektorów, poziomych lub pionowych umieszczonych w ziemi.
Dobór pompy ciepła na mrozy – czym jest punkt biwalentny i jakie ma znaczenie?
Skoro rozpatrujemy dwa powyższe urządzenia, to powinniśmy uwzględnić jeszcze jedną różnicę między nimi, mającą istotny wpływ na efektywność pracy w najzimniejsze dni. Mówimy tu o konieczności zamontowania dodatkowego źródła ogrzewania w pompie powietrznej, grzałki elektrycznej.
Ze spadkiem temperatur może spadać wydajność, warto więc dodatkowo określić, jak pompa poradzi sobie z silnymi mrozami, a konieczne do tego będzie wyznaczenie ważnego współczynnika, jakim jest punkt biwalentny.
Definiuje się go jako tzw. temperaturę równowagi, czyli taką, gdy moc grzewcza generowana podczas pracy pompy jest taka sama jak straty ciepła ogrzewanego budynku. Często zachodzi jednak sytuacja, że temperatura na zewnątrz jest niższa niż punkt biwalentny, co oznacza, że pompa nie będzie w stanie sama ogrzać wnętrza domu.
W takim przypadku konieczne będzie zwiększone użycie dodatkowego źródła ciepła, co może niekorzystnie wpłynąć na wysokość rachunków za prąd płaconych w sezonie grzewczym. Dlatego warto skorzystać z pomocy eksperta, który we właściwy sposób skonfiguruje pracę pompy, aby zapewnić najwyższą produkcję ciepła w czasie mrozów z jednoczesną redukcją zużycia energii.
Najlepiej sprawdzi się w zimie konfiguracja biwalentna równoległa, gdy moc pompy ciepła pokrywa zapotrzebowanie na moc grzewczą, aż do chwili osiągnięcia punktu biwalentnego. Pozwala to zmniejszyć zużycie prądu, ponieważ grzałka włącza się dopiero po przekroczeniu tego punktu, czyli rzadziej.
Jeszcze większe oszczędności daje podłączenie urządzenia do instalacji fotowoltaicznej, która zasili wszystkie elektryczne elementy pompy.
Prawidłowy dobór pompy ciepła – jak jeszcze zwiększyć jej efektywność?
Niestety, wiele problemów z pompą ciepła, gdy temperatura spada poniżej zera, wynika z błędów popełnianych przez samych użytkowników. Nie dość, że urządzenie nie będzie wytwarzać odpowiednich ilości ciepła, mogą również zwiększyć się ponoszone koszty ogrzewania, generując wysokie rachunki za prąd. Do najczęściej popełnianych błędów można zaliczyć takie jak:
Niewłaściwie ustawiona krzywa grzewcza
Ważny parametr odpowiedzialny za ustawianie temperatury zasilania ogrzewania zależnie od temperatury panującej na zewnątrz budynku. Gdy spada, to krzywa grzewcza powinna dostosowywać temperaturę instalacji grzewczej i zapewnić ciepło domownikom.
Jeśli krzywa jest za niska, to skutkiem będzie niedogrzanie wnętrza domu, szczególnie dokuczliwe przy dużych mrozach. Jeśli zaś ustawimy ją za wysoko, to pompa zacznie zużywać więcej energii do zasilania instalacji grzewczej.
Samodzielna zmiana parametrów pracy pompy
To ile prądu zużyje pompa ciepła i czy zaspokoi zapotrzebowanie na ciepło w zimie, zależy też od właściwego ustawienia parametrów jej pracy. W żadnym wypadku nie powinno się tego robić samodzielnie, potrzeba do tego dużej wiedzy fachowej.
Zmiana takich parametrów, jak punkt biwalentny sprawi, że pompa będzie działać mało efektywnie i może obniżyć się współczynnik COP.
Obniżanie temperatury na noc
Niezalecane zwłaszcza przy bardzo silnych mrozach, dające tylko pozorne oszczędności, bo ilość prądu, jaką w takich warunkach zużywa pompa ciepła, wcale nie spada. Dodatkowo dochodzi do szybszego wychładzania się budynku, a pompa rano zużyje więcej energii, aby ponownie go nagrzać.
Ponadto pompa musi pracować ze zwiększoną wydajnością, co prowadzi do jej większego przeciążenia, co odbija się niekorzystnie na jej żywotności. Lepiej więc w zimie utrzymywać stałą temperaturę w pomieszczeniach, ewentualnie obniżyć ją na noc o maksymalnie 1-2 stopnie Celsjusza.
