W końcu nadeszła prawdziwa zima! Jest mroźny wiatr, sypie śnieg, a nocą temperatura spada poniżej minus dziesięciu. Posiadacze domów ogrzewanych pompami ciepła z zastanawiają się teraz, czy w związku z atakiem zimy będą musieli zapłacić wysoki rachunek za prąd? Jak działa pompa ciepła w niskich temperaturach? Jaka jest wydajność pompy ciepła w niskiej temperaturze? Na te pytania odpowiadamy w poniższym tekście.
Pompa ciepła, to urządzenie, które w ostatnich latach święci w Polsce prawdziwe triumfy. Mamy jedną z najwyższych ilości instalacji na tle Europy! Jednocześnie wraz z nadejściem prawdziwej, mroźnej zimy nie jest bynajmniej oczywiste, czy pompa ciepła zimą jest równie opłacalnym i wydajnym źródłem ciepła jak w cieplejszych miesiącach.
Zbierzmy garść podstawowych informacji o pompach ciepła zimą:
- Zimą pompa ciepła może zużyć więcej prądu, więc rachunki będą prawdopodobnie wyższe niż jesienią.
- Pompa ciepła jest urządzeniem, które może ogrzać dom nawet w bardzo niskich temperaturach, choć wiążę się to z większym zużyciem energii elektrycznej.
- Wydajność pompy ciepła przy niskich temperaturach wyraźnie spada.
Jak działa pompa ciepła w niskich temperaturach?
Pompa ciepła działa na zasadzie „odwróconej lodówki”, czyli pobiera ciepłe powietrze z otoczenia, które następnie ogrzewa krążący w wymienniku czynnik chłodniczy. Ten następnie skrapla się i trafia do sprężarki, która dodatkowo go jeszcze ogrzewa, i oddaje ciepło do domowej instalacji grzewczej – zwykle wodnej, opartej na grzejnikach. Ciepło wędruje od powietrza wokół domu, przez pompę, następnie w rozgrzanej wodzie w rurach, do kaloryferów lub podłogówki.
Tak z grubsza przedstawia się zasada działania pompy ciepła. I w dogodnych warunkach wszystkie działają prawidłowo i wydajnie. Jednak w warunkach klimatycznych jakie panują w Polsce, pojawia się zasadne pytanie: jak działa pompa ciepła w bardzo niskich temperaturach?
Liczne opracowania, które można znaleźć w Internecie, głoszą, że pompy ciepła są w stanie pracować w niskich temperaturach, nawet do -20 st. C. Jest to oczywiście prawda, ale mało kto zastanawia się nad zużyciem prądu przez pompę ciepła podczas mroźnej zimy.
Konstrukcja tego urządzenia jest bardzo delikatna i jego prawidłowe działanie jest uzależnione od wielu czynników. Jednym z tych czynników jest właśnie temperatura zewnętrzna, ponieważ to ona stanowi podstawowe ryzyko dla wydajność pompy ciepła. Drugim czynnikiem jest prawidłowy montaż pompy ciepła. Błędy w montażu mogą skutkować wodą kapiącą z zewnętrznej jednostki, co zimą oznacza oblodzenie.
Kiedy pompa ciepła używa grzałki elektrycznej?
Moc pompy ciepła ustala się na podstawie parametru określanego jako tzw. punkt biwalentny. Jest to temperatura, przy której włącza się zamontowana w pompie grzałka elektryczna, która wspomaga działanie sprężarki. W pompach powietrze – powietrze lub powietrze – woda, które są najpopularniejszym typem pomp ciepła w Polsce, punkt biwalentny ustawiony jest na -10 st. C.
Trzeba jednak uczciwie przyznać, że ustawienie tego punktu zależy od producenta pompy i trudno tutaj jednoznacznie przyznać, że punkt ten jest określony na stałe. Są pompy, które mają ustawiony punkt biwalentny na -20 st., co oznacza, że grzałka w pompie włączy się, gdy temperatura na zewnątrz spadnie poniżej -20 st.
Czy pompa ciepła działa w niskich temperaturach?
Choć pompa ciepła jest urządzeniem, które ma w sobie wiele niewątpliwych zalet, to posiada również kilka wad. Największą z nich jest silne uzależnienie wydajności powietrznej pompy ciepła od czynników pogodowych. Im niższa temperatura powietrza, tym wydajność całego systemu będzie gorsza. Spadnie współczynnik COP, bo gdy temperatury spadną poniżej punktu biwalencji, to włączy się grzałka elektryczna. Ta sytuacja najbardziej interesuje osoby ogrzewające od niedawna w ten sposób swoje domy, ponieważ wtedy pompa ciepła będzie zużywała najwięcej energii elektrycznej. I trudno przewidzieć, jak wiele!
To nie jest tak, że w mroźne dni pobieranie powietrza z zewnątrz jest pozbawione sensu. Może wydawać się, że zimne powietrze nie ma żadnej energii, którą pompa ciepła mogłaby wykorzystać do ogrzewania. Okazuje się, że energia drzemie nawet w powietrzu, które ma temperaturą poniżej zera stopni Celsjusza. Właściwie, to pewna ilość energii zawsze znajduje się w powietrzu, które ma temperaturę powyżej tzw. zera absolutnego, czyli -273,15 st. C. Problem pojawia się, gdy jest ona na tyle niska, że potrzeba uzupełnić niedobory energii grzałką elektryczną. Jak dobrze wiemy, punktowe grzałki nie należą do oszczędnych urządzeń elektrycznych. Każda pompa ciepła ma w sobie ukrytego pożeracza energii. Pozostaje pytanie – kiedy ten pożeracz i na jak długo się budzi?
Opinie użytkowników pomp ciepła
Przeszukaliśmy największe grupy tematyczne o pompach ciepła na Facebooku i zebraliśmy kilka opinii na temat ich funkcjonowania w czasie mrozów. Wiele osób zwraca uwagę, że problemy z funkcjonowaniem pomp ciepła zimą wynikają przede wszystkim z błędów w czasie instalacji. Jak już wspominaliśmy, systemy grzewcze oparte o pompy ciepła są wysoce wrażliwe na wiele czynników, w tym na prawidłowy montaż urządzenia lub dobór niewłaściwych grzejników.
Jeden z użytkowników zwrócił uwagę na nieprawidłowe działanie grzejników w systemie z pompą ciepła. „U mnie 2 min letnie i się wychładzają na kilka minut.” – pisze internauta na grupie „Pompy ciepła – forum o urządzeniach i ogrzewaniu”. Diagnoza? Na razie brak.
Temat grzejników w systemie grzewczym opartym o pompy ciepła był już przez nas poruszany na blogu. Przeczytacie o tym w tekście „Czy pompa ciepła ogrzeje dom z grzejnikami?”.
Inny właściciel domu dorobił się dość sceptycznej opinii o swym źródle ciepła i „chwali się”, że jego pompa ciepła w zimowych miesiącach zużywa 1500 kWh prądu miesięcznie. Przy średniej cenie prądu wynoszącej obecnie 0,77 zł/kWh, jest to ponad 1000 zł za ogrzewanie domu. Innemu użytkownikowi pompa ciepła zużyła 2400 kWh za dwa tygodnie grudnia, czyli niecałe 1900 zł. Mowa tutaj o ogrzewaniu domu o powierzchni 400 m2, jednak to wciąż jest wyższy koszt ogrzewania od spodziewanego. Zwłaszcza, jeśli weźmiemy pod uwagę wysoki koszt zakupu oraz montażu pompy ciepła, który miał się zwrócić przez kolejne lata w bardzo niskich rachunkach miesięcznych.
Ujemne temperatury powodują także dość nieoczekiwane problemy:
„Przy minus 12 stopniach pompa zrobiła lodowisko na kostce! Trzeba będzie po zimie pomyśleć o tacy odciekowej Rura odprowadzająca skropliny już jest!”.
Wśród właścicieli pomp ciepła powtarzają się dwa główne problemy: w domu jest za zimno lub za gorąco. Jedna z użytkowniczek miała poważny problem, ponieważ temperatura w domu była zbyt niska.
„Temperatura w domu nie osiąga powyżej 19°C. Poradźcie co mogę zmienić w ustawieniach żeby było odrobinę cieplej. Obecna powierzchnia grzania to 90 m2 w całym domu podłogówka” – pisała Internautka.
Problem zbyt zimnych pomieszczeń w domach ogrzewanych pompami ciepła jest niestety dość popularny. Podobne zapytania jak to poniżej pojawiają się co kilka dni, zwłaszcza w sezonie zimowym.
„Mamy dom 180 m ocieplony głównie grzejniki. Pompa Galmet 9 kw. W domu temperatura max 19-20 st. Troche zimno. Więcej nie da sie uzyskac. Zalaczona od lipca na wodę i od października na ogrzewanie”.
Inna właścicielka pompy miała problem odwrotny, ponieważ w jej domu panowała zbyt wysoka temperatura powietrza:
„Kompletnie nie wiem jak zmienic temperature zasilania i powrotu w instrukcji zero wzmianki. W domu gorąco nie do wytrzymania mimo iz ustawione na 14,5 °C a w domu temperatura siega 24,6 °C”.
Podane wyżej opinie stanowią tylko niewielki wycinek tego, co można usłyszeć o działaniu pompy ciepła w niskich temperaturach od jej użytkowników. Trzeba też podkreślić, że dotyczą one wyłącznie pomp typu powietrze – powietrze lub powietrze-woda. Gruntowe pompy ciepła charakteryzują się większą odpornością na wahania temperatur, dzięki czemu ich właściciele nie muszą się martwić o wyższe zużycie prądu przez ich pompy. Trzeba jednak pamiętać, że pompy te są odpowiednio droższe niż popularne pompy powietrze – powietrze czy powietrze – woda.
Podsumowanie – pompa ciepła w mroźne dni
Pompy ciepła cieszą się w Polsce bardzo dużym zainteresowaniem, ponieważ są uważane za oszczędne źródło ciepła. Okazuje się jednak, że w niskich temperaturach nie zawsze sprawdzają się idealnie. Wiele zależy od samej pompy oraz od prawidłowego montażu urządzenia.
Niska temperatura również może mieć negatywny wpływ na działanie pompy ciepła. Jeśli nasza pompa ma wysoki punkt biwalencji, to zimą możemy mieć problem. Pompa będzie musiała włączyć bowiem grzałkę elektryczną, której użycie podwyższy gwałtownie rachunek za prąd.
Można rzecz jasna zabezpieczyć się przed niespodziewanie wysokimi rachunkami za prąd, inwestując w najlepsze i sprawdzone pompy ciepła. Trzeba jednak liczyć się z tym, że lepsze, bardziej wydajne i odporne na niskie temperatury urządzenie będzie odpowiednio droższe. A to może stanowić poważną przeszkodę dla wielu właścicieli domów.
Na powyższych przykładach widać, że systemy grzewcze oparte o pompy ciepła są bardzo wrażliwe. Bez odpowiednio przeszkolonej ekipy montażowej, bardzo łatwo jest o pomyłkę, która będzie skutkowała nieprawidłowym działaniem urządzenia i wyższymi rachunkami za prąd.
Z drugiej strony mamy bardziej przewidywalne urządzenia grzewcze o niższym koszcie inwestycji, które też przyciągają uwagę Polaków. To jednak temat na osobny artykuł. Porównywaliśmy pompy ciepła i folię grzewczą – wnioski znajdują się w tekście „Jakie ogrzewanie – pompa ciepła czy folia grzewcza? Porównanie”.