Pompa ciepła: rodzaje, zasady działania i montaż. Ile kosztuje pompa ciepła?

Pompa ciepła to ekologiczne urządzenie grzewcze nowej generacji, które nie wytwarza ciepła, ale pobiera odnawialną energię z otoczenia – z ziemi, wody lub z powietrza, a następnie przekazuje energię cieplną do instalacji c.o., c.w.u. lub wentylacyjnych. Zasada działania tych urządzeń opiera się na przemianach fizycznych, które w nich zachodzą (parowanie, sprężanie, skraplanie oraz rozprężanie). Pompy ciepła to tzw. czyste urządzenia grzewcze, co oznacza, że nie emitują żadnych spalin do atmosfery. Są więc przyjazne dla środowiska, nie pogarszają jakości powietrza, nie potrzebują komina, kotłowni, ani codziennej obsługi. Zajmują niewiele miejsca i są stosunkowo tanie w eksploatacji – użytkownik ponosi jedynie koszty transportu energii (rachunki za prąd).

Pompy ciepła: rodzaje i zasada działania

Dzięki odpowiednim procesom termodynamicznym pompy ciepła pobierają darmową energię z tzw. źródła dolnego, czyli gruntu, wody lub powietrza. Pompy ciepła same w sobie nie wytwarzają energii, jednak zasada ich działania opiera się na procesie spalania. Czynnik roboczy, który krąży w urządzeniu, odbiera ciepło z ziemi, powietrza lub wody, a potem przekazuje energię do parownika. Następnie ciepło przekazuje się do czynnika chłodniczego, a po odparowaniu i sprężeniu przechodzi do skraplacza. Tam oddaje energię do instalacji grzewczej.

W zależności od źródła pobieranego ciepła wyróżnia się następujące rodzaje pomp:

1. Powietrzne pompy ciepła – źródłem ciepła jest powietrze pobierane z zewnątrz. Ten rodzaj pomp dzieli się na dwa typy:
   • pompa ciepła powietrze-woda – energię cieplną pobiera z powietrza zewnętrznego, a następnie przekazuje do czynnika grzewczego w instalacji c.o.. Działa nawet przy -25ºC. Jest mniej wydajna niż gruntowa pompa ciepła, jednak znacznie tańsza i dzięki temu popularna;
   • pompa ciepła powietrze-powietrze – powietrze z zewnątrz ogrzewa bezpośrednio powietrze wewnętrzne. Sprawdza się do krótkookresowego ogrzewania pomieszczeń biurowych, ale też domków letniskowych czy magazynów.

2. Gruntowe pompy ciepła –bazują na pokładach energii zgromadzonych w gruncie – w stosunkowo niewielkim stopniu podatnym na zmienne warunki pogodowe. Charakteryzują się większą wydajnością i stabilnością od powietrznych pomp ciepła. Gruntowe pompy ciepła realizowane są w postaci poziomych wymienników, pionowych sond (odwiertów) lub czerpią energię z wód gruntowych przy wykorzystaniu dwóch studni (jedna do poboru, a druga do zrzutu wody).
   
3. Wodne pompy ciepła: wykorzystują zlokalizowane w obrębie działki zbiorniki wodne lub rzeki czy strumienie. Przy braku takich wód przy budynku można wykonać dwie studnie głębinowe. Wodne pompy ciepła działają w układzie z zamkniętą pętlą, w systemie otwartym lub hybrydowym. Wodę ze zbiornika czy rzeki można bezpośrednio wykorzystać w instalacji, jeśli tylko spełnia odpowiednie parametry.  W układzie ze studniami ten typ pompy ciepła posiada najwyższą efektywność, przy wodach z jezior lub rzek zaletą są niskie koszty instalacji.

Instalacja składa się z trzech podstawowych części:

• dolneźródło ciepła: może nim być grunt, woda lub powietrze; jeżeli źródło dolne nie ma odpowiedniej pojemności i temperatury, pompa ciepła nie będzie działać efektywnie;
• górneźródło ciepła: odbiornik ciepła, czyli instalacja grzewcza w budynku w postaci ogrzewania płaszczyznowego (podłogowego, ściennego, sufitowego), powietrznego bądź systemów z klimakonwektorami (wymiennikami ciepła z wentylatorem, montowanymi w instalacji grzewczej i chłodniczej). Pompy ciepła mogą też współpracować z tradycyjnymi grzejnikami płytowymi, jednak takie rozwiązanie wybiera się stosunkowo rzadko;
• pompa ciepła, czyli parownik, skraplacz, sprężarka i zawór dławiący – tutaj zachodzą procesy odbierania i transportowania energii, a także rozprężania i skraplania, w wyniku czego ciepło oddawane jest do instalacji ogrzewania w budynku.

Gruntowa pompa ciepła: montaż i cena instalacji

Montaż kolektora poziomego gruntowych pomp ciepła jest stosunkowo prosty. Przewody układa się zazwyczaj ok. 20 cm poniżej warstwy przemarzania gruntu. Obszar obejmuje najczęściej dwukrotność powierzchni działki. Można wykonać jeden duży pojedynczy wykop, całkowicie usuwając grunt z danego terenu albo kilka mniejszych wykopów za pomocą koparki łańcuchowej. W przypadku kolektora pionowego rury wprowadzane są do odwiertów pionowych (sond) o głębokości do 100 m. Wymaga to znacznie mniejszego nakładu pracy niż w przypadku kolektora poziomego, jednak wykonanie odwiertów o takiej głębokości jest kosztowne. Koszt instalacji gruntowej pompy ciepła to ok. 50-80 tys. zł (w tym ok. 20-25 tys. zł to koszt wykonania dolnego źródła np. poprzez odwierty), w zależności od rodzaju wymiennika, modelu samego urządzenia i zapotrzebowania cieplnego budynku.  

Powietrzna pompa ciepła: montaż i cena instalacji

Powietrzne pompy ciepła występują w postaci monobloków (jedno urządzenie) lub typu split (dwie jednostki -zewnętrzna i wewnętrzna). W przypadku urządzeń typu split, instalacja zewnętrznej jednostki powietrznych pomp ciepła nie wymaga prac ziemnych. Urządzenie należy zamontować w pobliżu budynku na ścianie zewnętrznej lub na betonowym podłożu. Aby uchronić pompę przed niekorzystnymi warunkami zewnętrznymi, takimi jak śnieg, woda lub wiatr, można ją zabudować. Jednostka wewnętrzna często ma wbudowany zasobnik ciepłej wody użytkowej. Koszt zakupu i montażu pompy ciepła typu powietrze-woda dla powierzchni 150 m² wynosi średnio ok. 40–55 tys. zł.

Jak uzyskać dofinansowanie do pompy ciepła?

Nie da się ukryć, że inwestycja w pompę ciepła jest dość kosztowna. Do wyboru tego rozwiązania zachęcają jednak liczne programy, dzięki którym uzyskuje się dotacje i pożyczki na zakup urządzenia. W ramach programu „Czyste Powietrze” możliwe jest uzyskanie nawet do 100% kosztów kwalifikowanychponiesionych na zakup pompy ciepła wraz z osprzętem (kwota dotacji zależy od wysokości dochodów). W praktyce maksymalne kwoty bezzwrotnej dotacji w tym programie wynoszą od 28 tys. zł do 50,9 tys. zł na gruntową pompę ciepła i w zależności od typu – od 4,4 tys. zł do 35,2 tys. złotych na powietrzną pompę ciepła. Inną opcją jest możliwość odliczenia od podstawy opodatkowania kosztów poniesionych na zakup pompy ciepła wraz z osprzętem (tzw. ulga termomodernizacyjna).

Możliwość uzyskania dofinansowania na pompę ciepła pojawiła się także w piątej edycjiMojego Prądu. Program ten zakłada otrzymanie dopłaty do pomp ciepła jako urządzeń dodatkowych dla posiadaczy instalacji fotowoltaicznej. Dzięki Mojemu Prądowi 5.0 możemy, w zależności od rodzaju pompy ciepła, uzyskać od 4,4 tys. do 28,5 tys. zł. Dla każdego elementu dofinansowanie nie może jednak przekroczyć 50% poniesionych kosztów kwalifikowanych.