Pompa ciepła powietrze woda, czyli ciepło z powietrza

Pompa ciepła powietrze woda nie jest ideałem. Ale w ostatecznym rachunku okazuje się, że jej zalety zdecydowanie przeważają. Nie bez powodu zdominowała rynek, zostawiając daleko w tyle inne rodzaje pomp. 

Co oznacza określenie „pompa ciepła powietrze woda”? Chodzi o to, że ten rodzaj pompy odbiera ciepło z powietrza (zwykle powietrza zewnętrznego) i przekazuje je wodzie krążącej w instalacji grzewczej budynku. Podgrzana w pompie ciepła woda zasila podłogówkę lub grzejniki ścienne. 

Żargonowo mówi się, że powietrze to w tym przypadku tzw. źródło dolne, zaś woda w instalacji grzewczej to źródło górne. Inne typy pomp wykorzystują przede wszystkim odmienne źródła dolne. Mamy więc układy:

• solanka woda – źródłem dolnym jest grunt, w którym umieszczono rury wypełnione płynem niezamarzającym. Źródło górne to zaś woda w typowej instalacji centralnego ogrzewania; 
• grunt woda – ciepło też pochodzi z gruntu, ale w zakopanym w nich rurach krąży gazowy czynnik roboczy pompy, a nie płyn niezamarzający;
• woda woda – pompa pobiera ciepło z wód gruntowych lub powierzchniowych i oddaje je wodzie w domowej instalacji grzewczej; 
• powietrze powietrze – ciepło pochodzi z powietrza zewnętrznego, ale wewnątrz budynku zamiast instalacji wodnej mamy, podobnie jak w klimatyzacji, tzw. jednostki wewnętrzne, dające nadmuch ciepłego powietrza. 

To ostatnie rozwiązanie nie jest w naszym kraju popularne. Ale tak właśnie działają klimatyzatory z funkcją grzania. Bo faktycznie klimatyzator to też rodzaj pompy ciepła. 

Pompa powietrze woda – najważniejsze różnice

Ten krótki zwrot – pompa powietrze woda – opisuje tak naprawdę najważniejsze cechy urządzenia. Od razu wiemy skąd pochodzi ciepło i dokąd trafia. Trzeba podkreślić, że kilka cech wyraźnie odróżnia pompy powietrze woda od innych typów. 

Po pierwsze, pompa ciepła powietrze woda może zostać założona właściwie na każdej działce – niezależnie od jej wielkości, stopnia zabudowania czy rodzaju gruntu. 

Po drugie, montaż pompy ciepła powietrze woda nie wymaga żadnych prac ziemnych – wykopów, odwiertów itp. To duże ułatwienie, ale też znacznie niższe koszty wykonania całej instalacji z pompą. 

Po trzecie, pompy powietrze woda pracują w dość szczególnych warunkach. Bo przecież najwięcej ciepła do ogrzewania potrzebujemy w czasie dużych mrozów, a wtedy pompie najtrudniej je pozyskać, bo odbiera je właśnie z tego mroźnego powietrza. Na szczęście dobre pompy powietrze woda radzą sobie z powodzeniem w takiej sytuacji. 

Pompa ciepła powietrze woda na każdą działkę

Powietrze jest dostępne właściwie w dowolnej ilości. Ogranicza nas tylko wydajność przetłaczającego je wentylatora. Nie ważne więc, czy nasza posesja będzie miała 1000 m2 czy 10 000 m2. Powietrza i tak zawsze nam wystarczy. Nieważne też jaki jest na niej grunt, czy jest zabudowana, zalesiona. Nie da się tego powiedzieć o żadnym innym rodzaju pomp. Bo np. z tej samej powierzchni suchego, piaszczystego gruntu wyciągniemy 3–4 razy mniej ciepła niż z mokrego i gliniastego. Jeśli zaś korzystamy z wód, to ich ilość i skład ma zasadnicze znaczenie dla pracy pompy. Poza pompami ciepła powietrze woda to właśnie dobre zwymiarowanie i wykonanie instalacji po stronie źródła dolnego ma zasadnicze znaczenie. Popełnione na tym etapie błędy będą się mścić, bo przecież to nie pompa powietrze woda jest źródłem ciepła. Ona czerpie je tylko ze źródła dolnego i przetwarza na użyteczną dla nas postać. 

W przypadku pompy powietrze woda nie ma takich problemów, bo tu po prostu nie trzeba robić żadnej instalacji dolnego źródła. Niebagatelne znaczenie ma więc i to, że za taką instalację nie musimy nic płacić. Kupując pompę powietrze woda mamy więc już wszystko, a w przypadku pompy gruntowej musielibyśmy wydać jeszcze kilka, czy nawet kilkanaście tysięcy zł na odwierty albo wykopy i ułożenie tzw. kolektora poziomego z rur. 

W przypadku zagospodarowanych już posesji trzeba zaś wziąć pod uwagę, że pompa ciepła powietrze woda nie wymaga praktycznie ingerencji w działkę. Po prostu przy budynku ustawiamy urządzenie wielkości średniej szafki. Nie trzeba rozkopywać ogrodu lub trawnika, wjeżdżać koparką albo samochodem z wiertnicą. Nic więc dziwnego, że w remontowanych domach, to właśnie pompy powietrze woda zdecydowanie dominują. 

Ciepło z powietrza

Powietrze zewnętrzne to dość kłopotliwe źródło dolne. Przede wszystkim dlatego, że jego temperatura bardzo się zmienia w ciągu sezonu grzewczego. Jesienią i wiosną może mieć +10°C, ale w czasie ostrych mrozów -20°C. Oczywiście, taka skrajnie niska temperatura zwykle nie utrzymuje się dłużej niż kilka godzin, a w niejedną zimę nie występuje wcale. Jednak zmiany temperatury zewnętrznej to szczególnie duże wyzwanie dla pomp powietrze woda. W przypadku większości z nich wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej mocno obniża się nie tylko sprawność, ale też możliwa do uzyskania moc grzewcza. Innymi słowy, kiedy temperatura zewnętrzna spada, pompa pracuje mniej ekonomicznie, bo dla uzyskania tej samej ilości ciepła po stronie źródła górnego (instalacji c.o. wewnątrz budynku) musi zużyć więcej prądu. Spadek mocy jest też charakterystyczną cechą większości urządzeń. Tu kłopot i swoisty paradoks całej sytuacji polega na tym, że w czasie dużych mrozów potrzebujemy najwięcej ciepła. A typowa pompa powietrze woda daje go nam wówczas najmniej! Jak duże będą różnice mocy i sprawności zależy już od charakterystyki konkretnego modelu, a różnice mogą być naprawdę duże. Są przy tym też wyjątkowe konstrukcje. Przykładowo, pompy Panasonic T-Cap utrzymują stałą moc grzewczą nawet do -20°C. Oczywiście, ich sprawność w tych warunkach spada (praw fizyki nie zmienimy), ale utrzymanie stałej mocy grzewczej daje nam pewność, że w domu utrzymamy zawsze komfortową temperaturę nawet w największe mrozy. To też sygnał, że w przypadku pomp ciepła, a w szczególności pomp ciepła powietrze woda trzeba czytać dane techniczne ze szczególną uwagą i dysponując już pewną wiedzą. Bo pompa powietrze woda o mocy nominalnej 12 kW, która utrzymuje tę moc nawet przy -20°C, to jednak zupełnie inne urządzenie, niż taka, która nominalnie też ma 12 kW przy +7°C, ale przy -20°C jej moc spada do mniej niż 4 kW.