Dlaczego pompa ciepła ?
Właściwie postawione pytanie powinno brzmieć: "Dlaczego gruntowa pompa ciepła ?"
Zimą w polskich warunkach atmosferycznych typowym, często powtarzającym się przypadkiem jest występowanie tzw. wyżu rosyjskiego. Jest to układ baryczny nad północną Rosją wpływający na charakter naszych zim. Ma on bardzo pozytywną cechę jest wyjątkowo stabilny i trwa zwykle 2-3 tygodnie. Wówczas prognozy pogody są zawsze w 100 % trafione. Ma też cechę negatywną. Ciągnie z nad północy Rosji bardzo zimne masy powietrza przez cały ten czas. To on jest najczęściej odpowiedzialny za "rujnowanie" rodzinnych budżetów związanych z koniecznością ogrzewania domów. Trzy tygodnie mrozów związanych z występowaniem takiego wyżu to najczęściej ekstra wydatek na ogrzewanie, taki dodatkowy "ponadplanowy miesiąc zimy" w wydatkach. Ten wyż w zasadzie determinuje rozwiązania grzewcze w polskich warunkach. Należy jednak nadmienić, że nie we wszystkie zimy mamy z nim do czynienia.
- Rys. 1 przedstawia rozkład średnich dwutygodniowych temperatur powietrza w centralnej Polsce w poszczególnych miesiącach – linia zielona. Najcieplejszym okresem w Polsce jest połowa lipca, najzimniejszym połowa stycznia. Gruba linia niebieska przedstawia rozkład temperatur w gruncie na głębokości ok. 1,8 m. Jest to głębokość na której wkopujemy kolektor gruntowy pompy ciepła i z której czerpie ona ciepło. Widać wyraźnie, że temperatura na głębokości 1,8 m też ma swoje ekstrema i "podąża" za temperaturą na powierzchni ziemi. Jednak jej maksima i minima są opóźnione o ok.1,5 miesiąca wzg. maksimów i minimów na powierzchni ziemi. Dzieje się tak gdyż warstwa ziemi wolno pochłania i oddaje ciepło (układ ma dużą bezwładność) co prowadzi do wytłumienia fali temperatury i przesunięcia w czasie. Powoduje to, że dwudziestostopniowe mrozy związane z wyżem rosyjskim trwające nawet kilka tygodni nie są w stanie zdestabilizować dolnego źródła ciepła jakim jest kolektor gruntowej pompy ciepła. Zanim front zimna dotrze na wspomnianą głębokość wyż rosyjski już dawno ustąpi.
- Czy alternatywą w polskich warunkach jest powietrzna pompa ciepła ?
Przepływ ciepła samoistnie jest możliwy tylko wówczas gdy miedzy dwoma ośrodkami występuje różnica temperatur. Wówczas z ośrodka cieplejszego do zimniejszego przepływa ciepło. Aby pompa ciepła mogła pobrać z otoczenia ciepło jej parownik musi osiągnąć temperaturę niższą niż temperatura tego otoczenia. W konstrukcji powietrznych pomp ciepła ta różnica to ok. 10 Kelwinów (czyli i stopni Celsjusza) . Czynnik R407c lub R410a paruje wówczas w parowniku ok. 10 Kelwinów poniżej temperatury otoczenia. Poniższy rys. 2 to tzw. koperta pracy sprężarek chłodniczych jednego z wiodących światowych producentów dla czynnika R410a. Identyczne wartości dotyczą czynnika R407c. W takich zakresach temperatur mogą pracować sprężarki.
Minimalna możliwa temperatura parowania dla sprężarek z czynnikiem R410a (niezależnie od wytwórcy) to –25 °C. Jest to granica ich stosowalności. Odpowiada to pracy przy temperaturach otoczenia do –15 °C i stanowi granicę stosowalności powietrznych pomp ciepła. Taką też wartość najczęściej podają wytwórcy. Eksploatacja ich poniżej tych wartości temperatur ( wg. producentów poza zakresem stosowalności ) wiąże się z ryzykiem którego użytkownik nie powinien brać na siebie, ponosząc koszty inwestycyjne idące w dziesiątki tysięcy złotych. W warunkach Polski temperatury niższe od –15 °C nie są ewenementem.
- Gruntowe pompy ciepła są ekonomiczne w eksploatacji.
Jest to pewnik który wielokrotnie był przedstawiany we wszelkiego rodzaju kalkulacjach w internecie dlatego nie będę go rozwijał. Tak jest rzeczywiście.
Aktualne dane można tam odnaleźć. Ciekawostką jest to, że taki sam wykres słupkowy sprzed wielu lat, dla różnych sposobów pozyskiwania ciepła pokazuje, że i wówczas i teraz pompy ciepła są i były najbardziej ekonomiczne. Tak naprawdę nie ma na horyzoncie alternatywy która mogła by zdetronizować "Króla". Jedyną zmianą obecnie, wobec prezentowanych tu wyników sprzed wielu lat (rys. 3) są proporcje wielkości poszczególnych słupków kosztów i przesunięcie się ogrzewania olejowego na dalszą (droższą) pozycję. Mamy przekonanie, że również nadchodzące lata nie są w stanie nic zmienić w tym względzie i gruntowe pompy ciepła będą cały czas miały bezkonkurencyjne koszty eksploatacji. Jedyną poważną zmianą która nastąpiła w przypadku Polski w minionych latach wzg. Europy Zachodniej jest to, że siła nabywcza liczona w euro przeciętnej pensji wzrosła w tym czasie znacząco. Umożliwia to łatwiejszy dostęp i szerszemu gronu do rozwiązań opartych o pompy ciepła.
- Gruntowe pompy ciepła są ekologiczne.
....... CDN
Mariusz Bartoszewski
tel. 669 14 25 11