Pompa ciepła – urządzenie grzewcze, które nie wytwarza ciepła poprzez spalanie paliwa (jak węgiel czy gaz), lecz „przepompowuje” energię z otoczenia do wnętrza budynku. Wykorzystuje do tego odnawialne źródła energii skumulowane w powietrzu, gruncie lub wodzie.
Działanie pompy ciepła można porównać do pracy lodówki, ale odwróconej: lodówka odbiera ciepło z wnętrza i oddaje je na zewnątrz, natomiast pompa ciepła pobiera ciepło z otoczenia i oddaje je do instalacji grzewczej (np. ogrzewania podłogowego).
Obieg termodynamiczny
Pobór energii: czynnik chłodniczy krążący w urządzeniu odbiera ciepło z dolnego źródła (powietrza, ziemi lub wody),
Sprężanie: kompresor podnosi ciśnienie czynnika, co gwałtownie zwiększa jego temperaturę,
Oddawanie ciepła: gorący czynnik oddaje ciepło do wody w instalacji grzewczej budynku,
Rozprężanie: czynnik wraca do stanu wyjściowego, by ponownie móc pobrać ciepło.
Rodzaje pomp ciepła
W zależności od tego, skąd urządzenie czerpie energię, wyróżniamy:
powietrzne (najpopularniejsze): pobierają ciepło z powietrza zewnętrznego. Są najtańsze i najprostsze w montażu, działają efektywnie nawet przy ujemnych temperaturach,
gruntowe: wykorzystują energię zgromadzoną w ziemi za pomocą pionowych odwiertów lub kolektorów poziomych. Cechują się bardzo stabilną wydajnością przez cały rok,
wodne: pobierają ciepło z wód gruntowych. Wymagają budowy dwóch studni (czerpalnej i zrzutowej), ale oferują najwyższą sprawność.
Kluczowe parametry
Przy wyborze pompy ciepła kluczowe są dwa wskaźniki:
COP
Określa chwilową wydajność. Jeśli $COP = 4$, oznacza to, że z 1 kWh energii elektrycznej pompa generuje 4 kWh ciepła.
SCOP
Sezonowy współczynnik wydajności. Informuje o efektywności urządzenia w skali całego roku, uwzględniając zmiany temperatury zewnętrznej.
Zalety i wady
Zalety:
brak niskiej emisji (brak komina, pyłów i spalin),
bardzo niskie koszty eksploatacji, zwłaszcza w połączeniu z fotowoltaiką.
bezpieczeńśtwo używania, brak ryzyka wybuchu gazu czy zaczadzenia,
urządzenie jest bezobsługowe i może służyć latem do chłodzenia pomieszczeń.
Wady:
wysoki koszt inwestycji,
zależność od temperatury zewnętrznej (w pompach powietrznych),
wymóg wysokiej termomodernizacji budynku,
emisja hałasu - jednostka zewnętrzna pompy powietrznej posiada wentylator, który podczas pracy niemal w trybie ciągłym generuje dźwięk,
skomplikowany dobór i montaż,
zależność od dostaw prądu.