Czym jest pompa ciepła?

Zdjęcie: Carbonswitch

Główną zaletą elektrycznej pompy ciepła w porównaniu z innymi systemami HVAC jest jej wydajność. Ze względu na swój genialny sposób działania pompy ciepła są 2-3 razy bardziej wydajne niż tradycyjne systemy grzewcze.  

Zgodnie z ostatnio przeprowadzoną przez nas analizą przeciętny właściciel domu w Stanach Zjednoczonych, przechodząc na ogrzewanie pompą ciepła, może zaoszczędzić 667 dolarów rocznie. Właściciele domów, którzy rezygnują z ogrzewania elektrycznymi listwami przypodłogowymi, grzejnikami elektrycznymi, olejem opałowym lub propanem, mogą zaoszczędzić prawie 1000 dolarów rocznie.  

Ze względu na fakt, że pompy ciepła nie wykorzystują paliw kopalnych, stanowią one również najbardziej przyjazną dla środowiska opcję ogrzewania i chłodzenia.   

W tym momencie być może zadajesz sobie pytanie: jak jedno urządzenie może zastąpić zarówno klimatyzator, jak i piec?  

Tłumacząc w możliwie najprostszy sposób, pompa ciepła wykorzystuje energię elektryczną do przenoszenia ciepła z jednego miejsca do drugiego. W trybie chłodzenia pompa ciepła wyprowadza ciepło z wewnątrz domu na zewnątrz, obniżając w ten sposób temperaturę w budynku.  

W tym przypadku pompa ciepła działa identycznie jak lodówka czy klimatyzator. Te urządzenia obniżają temperaturę wewnątrz izolowanej komory, wypompowując ciepło na zewnątrz. Jednakże pompa ciepła działa również w chłodnym klimacie. Na czym polega jej działanie w niskich temperaturach?  

Odpowiedź jest krótka i brzmi następująco: mamy tu do czynienia z działaniem odwrotnym — pompa ciepła pompuje energię cieplną z powietrza znajdującego się na zewnątrz budynku do jego wnętrza. 

To może wydawać się nieco nielogiczne. Bo w jaki sposób można przenosić ciepło z powietrza poza budynkiem, gdy na zewnątrz panuje temperatura 20 stopni? Pamiętaj jednak, że ciepło to tylko energia. W powietrzu zawsze znajduje się energia, w każdej temperaturze, nawet sięgającej zera absolutnego, czyli minus 456 stopni F (minus 271 C).  

Zalety pompy ciepła 

Oszczędność energii 

Standardowe systemy grzewcze, takie jak piece i podgrzewacze, wytwarzają ciepło na zasadzie spalania paliw kopalnych lub wykorzystywania niewydajnego oporu elektrycznego. Dla porównania pompa ciepła transportuje ciepło w taki sam sposób, jak chłodziarki. Dzięki temu zużywają znacznie mniej energii. 

Pompy ciepła — zwłaszcza systemy minisplit — mają również zazwyczaj znacznie wyższy współczynnik efektywności SEER niż tradycyjne klimatyzatory, co oznacza, że w trybie chłodzenia działają bardziej wydajnie. 

Oszczędności na rachunkach za media 

Jak wspomnieliśmy wcześniej, przeciętny właściciel domu może zaoszczędzić 667 dolarów rocznie, przechodząc na pompę ciepła. A właściciele domów, którzy rezygnują z nieefektywnych systemów zasilanych olejem opałowym, propanem lub tradycyjnego ogrzewania elektrycznego (takiego jak elektryczna listwa grzejna lub piece elektryczne), mogą zaoszczędzić prawie 1000 dolarów rocznie. 

Tak więc, chociaż inwestycja w pompę ciepła to początkowo znaczny wydatek, oszczędności z tytułu jej użytkowania często pozwalają na zwrot poniesionych kosztów w ciągu 8-12 lat. 

Większa wygoda 

Oprócz oszczędności pompa ciepła może zapewnić ci większy komfort mieszkania. 

W upalny, wilgotny dzień pompa ciepła działa jak osuszacz całego budynku, stopniowo usuwając wilgoć z powietrza. Nawet jeśli nie jest gorąco — na przykład w mokry jesienny dzień, możesz uruchomić pompę ciepła jako osuszacz i utrzymywać temperaturę na poziomie 70 stopni F (21 stopni C). 

Ponadto wiele pomp ciepła charakteryzuje się „zmienną prędkością”, co oznacza, że zapewniają one bardziej stałą temperaturę niż „jednostopniowe” piece lub klimatyzatory. 

Pompa ciepła jest bardziej przyjazna dla środowiska 

W przeciwieństwie do tradycyjnych pieców i kotłów, pompy ciepła zasilane są energią elektryczną. Oznacza to, że w połączeniu z odnawialnym źródłem energii, takim jak panele fotowoltaiczne dachowe lub komunalne, ogrzewają budynek, nie przyczyniając się do efektu cieplarnianego.  

W porównaniu z innymi elektrycznymi systemami grzewczymi, takimi jak elektryczna listwa grzejna lub piece elektryczne, pompy ciepła są znacznie bardziej energooszczędne. W porównaniu do przeciętnego klimatyzatora większość pomp ciepła, zwłaszcza systemów minisplit, charakteryzuje się znacznie wyższym współczynnikiem efektywności SEER, co oznacza, że w trybie chłodzenia zużywają mniej energii.  

Nie ma potrzeby stosowania kanałów wentylacyjnych w budynku 

W wielu budynkach brakuje kanałów wentylacyjnych, co utrudnia instalację klimatyzacji. Ale bezkanałowe pompy ciepła, zwane również minisplitami, nie wymagają obecności kanałów wentylacyjnych. Ponadto wyglądają i funkcjonują o wiele lepiej niż klimatyzatory okienne. 

Wady pompy ciepła 

Wyższy koszt początkowy 

Największą wadą pompy ciepła jest jej wyższy koszt początkowy. Podczas gdy tani klimatyzator lub piec to wydatek poniżej 5,000 tys. dolarów, średnia instalacja pompy ciepła to koszt około 14,000 tys. dolarów.

Po części, spowodowane jest t tym, że instalując pompę ciepła płacisz za możliwość zastąpienia zarówno ogrzewania jak i systemu chłodzenia. Jeśli porównamy pompę ciepła do pieca i zestawu AC, to w rzeczywistości cena jest podobna. 

Wiele pomp ciepła wykorzystuje również znacznie bardziej zaawansowaną technologię niż tańsze systemy ogrzewania i chłodzenia, takie jak falowniki o zmiennej prędkości, posiada wyższy współczynnik efektywności SEER oraz oferuje sterowanie strefowe. 

Ale oczywiście jest to całkowicie zrozumiałe. Nikt nie lubi wydawać majątku, zwłaszcza kiedy trzeba wymienić coś, co się zepsuło lub zużyło. Na szczęście wiele władz stanowych i zakładów użyteczności publicznej oferuje rabaty i zachęty, które pomagają obniżyć koszty. 

Wymagania w zakresie zasilania elektrycznego 

Kolejną wadą pomp ciepła są ich wyższe wymagania dotyczące konfiguracji sieci elektrycznej. Jeśli obecnie korzystasz z systemu grzewczego zasilanego paliwami kopalnymi, który działa na gaz ziemny, olej opałowy lub propan, być może trzeba będzie uaktualnić posiadany panel elektryczny. 

Ale nawet jeżeli technologia HVAC wymaga zastosowania panelu wyższej klasy, warto to dokładnie sprawdzić. Niejednokrotnie słyszy się przypadki, gdy jeden instalator podał kwotę 5000 tys. dolarów za wykonanie niezbędnych prac elektrycznych, a inny znalazł inne rozwiązanie, które kosztowało nieco powyżej 200 dolarów. 

Niższa wydajność w ekstremalnie niskich temperaturach 

Wielu instalatorów HVAC twierdzi, że pompy ciepła nie działają poniżej 30 lub 40 stopni Fahrenheita (4 lub -1 stopnia C). Jak już wyjaśniliśmy w innym artykule, jest to nieprawda. Pompa ciepła działa w chłodnym klimacie. 

Ale jeżeli mieszkasz na Alasce lub w Północnej Dakocie, stosując pompę ciepła, możesz nie być w stanie zaoszczędzić tyle pieniędzy, przynajmniej przy dzisiejszych cenach paliw kopalnych. Dzieje się tak, ponieważ wraz ze spadkiem temperatury spada wydajność pompy ciepła. 

Jeśli mieszkasz w słabo izolowanym budynku, w klimacie, w którym temperatura regularnie utrzymuje się poniżej 10 stopni (-12 stopni C), system dwupaliwowy jest prawdopodobnie lepszy niż samodzielna pompa ciepła. Pompa ciepła może nadal funkcjonować jako klimatyzacja i stanowić opcję ogrzewania podczas łagodniejszej zimy. W najzimniejsze dni funkcje ogrzewania przejmowałby piec.