Pompa ciepła jest urządzeniem w pełni ekologicznym. W procesie wytwarzania ciepła nie występują żadne negatywne zjawiska mogące choćby w najmniejszym stopniu degradować środowisko.
Nie występuje tu wydzielanie spalin, czy innych związków chemicznych, jak ma to miejsce w procesie ogrzewania innymi materiałami, takimi jak: olej opałowy, gaz ziemny, węgiel kamienny czy koks. Pompa ciepła nie wymaga w trakcie pracy podłączenia do komina ani do instalacji wentylacyjnej. Jej wpływ na środowisko można porównać jedynie z ogrzewaniem elektrycznym, ale koszty eksploatacyjne zdecydowanie przemawiają na korzyść pomp ciepła.
Chociaż ogrzewanie domu pompą ciepła to rozwiązanie bardzo popularne w wielu krajach świata, w Polsce ciągle postrzegane jest jako ciekawostka ekologiczna. Dla wielu osób, które po raz pierwszy spotykają się z pompami ciepła, zasada ich działania może wydawać się nieco niezrozumiała. Tymczasem sprawa jest naprawdę niezbyt skomplikowana.
Pompa ciepła to urządzenie, które wykorzystuje energię słoneczną i geotermalną zakumulowaną w powietrzu, gruncie oraz wodach podziemnych (dolne źródło ciepła). Najpopularniejsze są pompy, w których dolnym źródłem ciepła jest grunt.
Ziemia jest źródłem bardzo powoli przejmującym i oddającym energię. W lipcu, najcieplejszym miesiącu w roku, temperatura gruntu ma około 7 – 8°C. W październiku, kiedy temperatura powietrza wymusza rozpoczęcie grzania domu, temperatura w gruncie wynosi około 10°C. Ilość energii zgromadzonej w ziemi jest tak duża, że z łatwością wystarcza na okres zimy i wiosny, kiedy to na nowo zaczyna się proces jej nagrzewania. Energia wymagana do napędu pompy ciepła jest około czterokrotnie mniejsza niż energia z niej uzyskiwana. To czyni ją rzeczywiście niepokonaną wśród różnych systemów grzewczych.
Pompa ciepła “wypompowuje” ciepło o niskiej temperaturze z gruntu za pomocą systemu rur zakopanych pod powierzchnią ziemi na zewnątrz budynku (zwanego kolektorem lub wymiennikiem) i po podniesieniu temperatury (nawet do 60°C) oddaje je do układów centralnego ogrzewania i ciepłej wody. Pompa ciepła zasilana z gruntu przez wymiennik poziomy lub pionowy może – lub wręcz powinna zostać wykorzystana do chłodzenia pomieszczeń w okresie letnim.
Wymiennik może być poziomy, pionowy lub spiralny. Najbardziej popularny jest wymiennik poziomy. Rury (zwykle polietylenowe, rzadziej miedziane) układa się w kształcie poziomej wężownicy w gruncie. Zakopuje się je poniżej poziomu przemarzania gruntu, przeważnie na głębokości około 1,8 m. W rurach krąży solanka – płyn o niskiej temperaturze wrzenia.
Przyjmuje się, że uzyskanie 1 kW energii grzewczej wymaga od 30 do 100 m2 powierzchni gruntu. Gdy dysponujemy jedynie niewielkim lub zadrzewionym terenem, lepiej zastosować wymiennik pionowy. W wykonany w gruncie pionowy otwór o małej średnicy (studnię) wpuszcza się rurę kolektora. Do otrzymania 1 kW energii potrzebna jest studnia głębokości 12 do 25 m.
Zalety stosowania pomp ciepła:
- wysoki współczynnik efektywności COP,
- najniższe koszty eksploatacyjne (do 50% w porównaniu do gazu GZ50),
- możliwość pracy sytemu w drugiej taryfie,
- przyjazne środowisku naturalnemu – brak negatywnego oddziaływania (CO2 ,Nox),
- długa żywotność systemu (do 20 lat, brak konieczności modernizacji urządzenia po kilkunastu latach eksploatacji),
- uniezależnienie od dostawców paliw (olej, gaz),
- stabilne parametry energii elektrycznej w przeciwieństwie do częstych zmian jakości gazu i oleju (zmienności wartości opałowej),
- brak konieczności corocznych przeglądów serwisowych (czyszczenia palników, korekcji jego ustawień, itd.),
- brak konieczności instalacji i wymiany (co kilka lat) wkładów kominowych,
- prostota zabudowy,
- dodatkowe korzyści eksploatacyjne: klimatyzacja pomieszczeń w przypadku zastosowania centrali wentylacyjnej lub rekuparacyjnej,
- brak przewymiarowania urządzeń grzewczych dobranych do potrzeb obiektu, nie traci sprawności w okresie eksploatacji,
- komfort użytkowy systemów grzewczych niskotemperaturowych.
Oszczędność paliwa przy stosowaniu pomp cieplnych dochodzi nawet do 30%. Koszt inwestycyjny pompy ciepła jest wyższy niż przy stosowaniu konwencjonalnej instalacji opalanej węglem, olejem lub gazem, lecz koszty eksploatacyjne są niższe i (sięgają 30% kosztów eksploatacji konwencjonalnej). Instalacja pomp ciepła jest o 30-40% droższa niż instalacja kotłów olejowych tej samej mocy, lecz mniejsze wydatki na paliwo powodują dość szybki zwrot różnicy w nakładach inwestycyjnych.
Bez wątpienia pompa ciepła to bardzo wydajne, nowoczesne i ekologiczne urządzenie, jednak jak wszyscy wiemy nie ma rozwiązań idealnych. W przypadku pomp ciepła może się okazać, że podczas długiej i mroźnej zimy ciepło skumulowane w gruncie przez okres letni może nie zaspokoić zapotrzebowania na ciepło konkretnego domu. W takim przypadku, jeśli pompa ciepła jest jedynym czynnikiem zasilającym instalację c.o. oraz c.w.o. nie obędzie się bez ogrzewania wody i dogrzewania pomieszczeń za pomocą urządzeń elektrycznych.
