Ekologia, ekologii, ekologom. Wiemy, wiemy. Wszyscy wiemy, że ekologia to piękna idea ale nie dla mnie. Mnie na to nie stać. Może gdyby rząd lub Unia Europejska wymyśliły jakieś dotacje to bardzo chętnie. Podoba mi sią ale. Czy nie przeszły Ci kiedyś przez głowę takie mentalne blokady? Jeżeli stać Cię na odwagę przyznania się do tego przed samym sobą (może to było podświadome?) to znaczy, że ten artykuł jest dla Ciebie.

Ekologia a Twój Dom

Nie da się ukryć, że wśród czynników, które przesądzają o wyborze określonych rozwiązań w budownictwie jednorodzinnym coraz ważniejszą rolę zaczyna odgrywać ekologia. Wzrasta nasza świadomość ekologiczna – coraz wyraźniej dostrzegamy, że żyjąc w zgodzie z naturą, jesteśmy w stanie ochronić ją dla przyszłych pokoleń. Zdajemy też sobie sprawę z tego, że natura nie jest naszą własnością i nie mamy prawa jej niszczyć; że niszcząc naturę, niszczymy też nasze życie – nie podcina się wszakże gałęzi na której się siedzi. Tymczasem od połowy minionego stulecia rośnie średnia temperatura na Ziemi. W skali globu wzrosła już o 0,6°C, a w Europie nawet o 1°C. Na półkuli północnej powłoka lodowców zmalała o 10%. Topnienie powłoki lodowej prowadzi do wzrostu poziomu oceanów i mórz. Natura reaguje na wzrost temperatury anomaliami: coraz częściej szaleją huragany i powodzie, albo dla odmiany wyniszczające susze. Sytuację tę wiąże się z nadmierną emisją dwutlenku węgla do atmosfery okołoziemskiej. Badacze klimatu oceniają, że dalszy wzrost temperatury – jako wartość graniczną przyjmuje się 2°C powyżej poziomu sprzed początku ery przemysłowej – może ostatecznie doprowadzić do nieodwracalnych zmian klimatu.

Darmowe i nieograniczone

Choć teoria globalnego ocieplania, której fundamentem jest teza o wpływie emisji dwutlenku węgla do atmosfery okołoziemskiej na ocieplenie klimatu w skali globu nie zawsze i nie wszędzie znajduje dostateczne uznanie, to wszystko wskazuje na to, że nowe technologie w zakresie pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych, a także ekologia jako pewna całościowo pojęta filozofia życia, trwale zmienią przynajmniej niektóre z naszych zwyczajów i przyzwyczajeń. Nikt już chyba nie neguje potrzeby racjonalnej gospodarki zasobami naturalnymi. Trudno też negować to, że surowce kopalne kiedyś ulegną wyczerpaniu..

Rosnące trendy – pozyskiwanie energii

Dlatego świat zaczyna patrzeć z nadzieją na odnawialne źródła energii – wiatr, wodę, słońce, biomasę. To rosnący trend. Już 14% energii w Europie pochodzi ze źródeł odnawialnych. Rośnie grono inwestorów planujących budowę domu, którzy zdają sobie sprawę, że zastosowanie nowych technologii się opłaca. Zwiększone wydatki inwestycyjne (przyjmuje się kwotę 30000 zł dla domu o powierzchni użytkowej 150 m2) zwracają się w czasie 10-15 lat. Szacuje się, że 85% kosztów eksploatacji budynku w trakcie całego cyklu użytkowania (od zbudowania do wyburzenia) to koszty ogrzewania, oświetlenia i utrzymania budynku. Łatwo je zmniejszyć, nie tracą nic, a nierzadko znacznie zyskując na wygodzie i jakości.

Pompy ciepła – ciekawostka czy praktyka?

Jednym z coraz bardziej popularnych rozwiązań z zakresu budownictwa energooszczędnego stają się pompy ciepła. Jeszcze do niedawna traktowane z nieufnością, uznawane za wyjątkowo kosztowną fanaberię, zdobywają stopniowo coraz większą popularność. Raport Polskiej Organizacji Rozwoju Technologii Pomp Ciepła opublikowany w 2018 roku wskazuje na wzrost rynku na poziomie ok. 16%. Rynek pomp ciepła typu powietrze-woda zastosowanych w domowych instalacjach centralnego ogrzewania wzrósł o 31%, a sprzedaż wszystkich typów pomp ciepła wzrosła o 20%. Według prognozy rozwoju rynku, w 2030 roku będzie pracować ponad 1 milion pomp ciepła do ogrzewania budynków. Rosnący popyt na te urządzenia jest faktem i zdaje się wynikać nie tylko ze spadku ich cen. Wzrasta świadomość ekologiczna, niebagatelne znaczenie ma też problem zanieczyszczenia powietrza i walki ze smogiem na pokaźnych połaciach naszego kraju. Wygląda na to, że w tym szaleństwie musi być jakaś metoda. Czas poznać podstawowe fakty.

Fizyka, głupcze…

Pompa ciepła czerpie energię (dodajmy: energię darmową) potrzebną do ogrzania budynku z otaczającego nas środowiska: gruntu, powietrza, wody gruntowej lub powierzchniowej. Jedną z początkowych obiekcji związanych z lekceważeniem pomp był – dość irracjonalny, jak każdy przesąd – sprzeciw wynikający z niezrozumienia samej zasady działania urządzenia. Ten i ów buntował się: jakże to możliwe, że pompa ogrzewa pomieszczenia, skoro źródłem ciepła jest substancja o temperaturze niewiele wyższej od 0°C. Jako że w rozpraszaniu przesądów poczesne miejsce przypada nauce, a zwłaszcza fizyce, warto wyjaśnić, co następuje. Każda materia o temperaturze wyższej od temperatury – 273 °C (tzw. zero absolutne w skali Kelwina) zawiera energię cieplną możliwą do odebrania. Zgodnie z drugą zasadą termodynamiki, ciało o niższej temperaturze odbiera energię z ciała o wyższej temperaturze. Przedmiotowa zasada znajduje zastosowanie właśnie w zasadzie działania pompy ciepła. Ale po kolei.

Pompa ciepła – jak to w ogóle działa?

Patrząc na trendy – “A jednak się kręci” – parafrazując Galileusza. Ale czy to to w ogóle działa dla pomp ciepła? Mówi się, że pompa ciepła to urządzenie, które współpracuje z dwoma źródłami ciepła: dolnym i górnym. Dolne źródło – grunt, powietrze, woda – dostarcza ciepło. Górne zaś – to grzejniki lub instalacja ogrzewania podłogowego. Wykorzystujemy je do ogrzewania pomieszczeń mieszkalnych. W urządzenia stosowanych w domach jednorodzinnych ciepło jest przekazywane przy pomocy specjalnego płynu (tzw. czynnik roboczy), który krążąc, zmienia stan skupienia z gazowego na ciekły i na odwrót, pobiera i oddaje energię. By zacząć działać, pompa musi zostać zasilona energią elektryczną, która jest niezbędna do napędu sprężarki – najważniejszego elementu konstrukcji urządzenia, odpowiedzialnego za wytwarzanie ciepła.
Elementy składowe pompy ciepła to:
parownik,
sprężarka,
zawór rozprężny i
skraplacz.
Energia pobrana z gruntu, powietrza lub wody ogrzewa czynnik roboczy o niższej temperaturze, który wówczas paruje, zamieniając się w gaz. W parowniku płyn jest doprowadzany do temperatury wrzenia. Gaz jest sprężany dzięki pracy sprężarki, co powoduje wzrost jego ciśnienia, a więc i temperatury. Trafia następnie do skraplacza, a odebrane tam ciepło ogrzewa wodę w instalacji centralnego ogrzewania. Skroplona para za pośrednictwem zaworu rozprężnego i parownika wraca do punktu wyjścia, a więc dolnego źródła ciepła. Po rozprężeniu i ochłodzeniu czynnik roboczy zamienia stan skupienia na ciekły, a cały proces następuje ponownie.

Efektywność i sprawność pompy ciepła, czyli czy to się opłaca?

Do określenia sprawności urządzeń grzewczych stosuje się tzw. współczynnik efektywności COP. Określa on stosunek energii uzyskanej (w wypadku pompy ciepła z gruntu, powietrza lub wody) do energii dostarczonej (prąd elektryczny). Maksymalne zapotrzebowanie na energię do ogrzewania domu o powierzchni 150-200 m2, wybudowanego z użyciem energooszczędnych materiałów wynosi około 10 kW (przy temperaturze powietrza atmosferycznego –20°C). Pompa ciepła potrzebuje do swego działania tylko 2-2,5 kW energii elektrycznej. Pozostała część energii (7-8 kW) otrzymujemy za darmo, czerpiąc ciepło z ze źródeł odnawialnych (gruntu, powietrza, wody). Oznacza to na przykład, że COP jest w typ przypadku równy 4-5 (10 kW mocy grzewczej / 2 kW energii elektrycznej). Współczynnik COP dla pomp ciepła, w zależności od modelu i rodzaju instalacji, waha się między 3-5. Sprawność tych urządzeń to zatem 300-500% – są to zatem jedne z najtańszych w eksploatacji systemów grzewczych.
Zważywszy na rodzaj zastosowanego źródła dolnego, w sprzedaży znajdują się trzy rodzaje pomp ciepła:
typu grunt-woda,
typu woda-woda oraz
typu powietrze-woda.
Ich charakterystyki przedstawimy w kolejnym artykule.

Podsumowanie pomp ciepła

A może to jednak nie jest ciekawostka i jakaś hochsztaplerska sztuczka? Skoro tyle ludzi to montuje i niejeden sezon grzewczy na tym rozwiązaniu przeżyło w cieplnym komforcie – to warto wziąć pod uwagę taki system? Jeżeli Cię to zaciekawiło – zapraszamy do zagłębienia się w szczegółowe rozwiązania. Ale to już w kolejnym artykule o rodzajach pomp ciepła. Znowu musisz dokonać wyboru. Ale jesteśmy od tego aby Ci w tym pomóc – zapraszamy do lektury. Gdybyś jednak zamiast czytać – zechciał zadzwonić – pamiętaj o zakładce Kontakt na stronie. Jesteśmy cały czas do Twojej dyspozycji. Nie jesteśmy teoretykami. 20 lat w tej branży sprawiło, że mamy spore doświadczenie praktyczne.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *