Czy pompy ciepła działają efektywnie zimą w polskim klimacie? Fakty i mity

Pompa ciepła uchodzi w Polsce za urządzenie sezonowe, które sprawdza się latem, ale zawodzi przy pierwszych poważnych mrozach. To przekonanie jest jednym z najczęściej powtarzanych mitów, który zniechęca wielu inwestorów do technologii, z której korzystają z powodzeniem mieszkańcy krajów o znacznie surowszym klimacie niż polski. Fakty dotyczące pracy pomp ciepła zimą są znacznie bardziej optymistyczne niż to, co można usłyszeć w potocznych rozmowach.

Jak pompy ciepła pracują przy niskich temperaturach?

Pompa ciepła nie wytwarza ciepła z niczego, lecz przenosi je ze źródła zewnętrznego, jakim jest powietrze, grunt lub woda gruntowa, do wnętrza budynku, zużywając przy tym energię elektryczną jako napęd. Wat Instal montuje pompy ciepła w Białobrzegach, Radomiu i Jedlińsku, dobierając typ i moc urządzenia do konkretnych warunków budynku i lokalnego klimatu. Efektywność pompy wyrażana jest współczynnikiem COP, który pokazuje, ile kilowatogodzin ciepła urządzenie dostarcza na każdą kilowatogodzinę pobranej energii elektrycznej, i który zmienia się w zależności od temperatury źródła ciepła. Przy temperaturze zewnętrznej -10°C nowoczesna pompa powietrze-woda osiąga COP na poziomie 2,0-2,5, co oznacza, że nadal produkuje więcej ciepła niż wynosi jej pobór mocy elektrycznej.

Co wpływa na wydajność zimą?

Na wydajność pompy ciepła zimą wpływa przede wszystkim różnica między temperaturą źródła a temperaturą zasilania instalacji grzewczej, bo im mniejsza ta różnica, tym wyższy COP i niższe zużycie energii elektrycznej. Instalacje niskotemperaturowe, takie jak ogrzewanie podłogowe z temperaturą zasilania 35-40°C, współpracują z pompą ciepła znacznie efektywniej niż grzejniki wymagające 55-70°C, co jest kluczowym parametrem przy planowaniu systemu. Jakość samego urządzenia, jego prawidłowy dobór mocy do zapotrzebowania budynku i staranna instalacja mają bezpośredni wpływ na to, jak pompa zachowuje się w najtrudniejszych warunkach zimowych.

Najczęstsze mity o pompach ciepła zimą

Mity o pompach ciepła wynikają często z doświadczeń z urządzeniami starszej generacji lub z nieodpowiednio dobraną mocą i instalacją, które rzeczywiście mogły zawodzić przy niskich temperaturach. Nowoczesne pompy powietrze-woda są projektowane do pracy w zakresie do -25°C lub nawet niżej, co daleko wykracza poza typowe polskie zimy, kiedy temperatury poniżej -15°C zdarzają się rzadko i trwają krótko. Inwestorzy obawiający się wysokich rachunków za prąd powinni wiedzieć, że przy prawidłowo dobranym urządzeniu i instalacji niskotemperaturowej koszty ogrzewania są porównywalne z gazem, a przy połączeniu z fotowoltaiką mogą być wyraźnie niższe.

Czy urządzenie przestaje działać przy dużym mrozie?

Pompy ciepła powietrze-woda nie przestają działać przy silnym mrozie, lecz ich COP spada, co zwiększa zużycie energii elektrycznej przy utrzymaniu tej samej temperatury w budynku. Przy temperaturach poniżej punktu biwalentnego urządzenie może włączyć dodatkowe ogrzewanie elektryczne lub współpracować z dodatkowym źródłem ciepła, co jest standardowym i przewidzianym przez producenta sposobem pracy w ekstremalnych warunkach. Polskie zimy z temperaturami poniżej -15°C trwają statystycznie kilkanaście dni w roku, co oznacza, że dla przytłaczającej większości sezonu grzewczego pompa pracuje przy parametrach zapewniających wysoką efektywność.

Jak zwiększyć efektywność pompy ciepła w sezonie grzewczym?

Maksymalna efektywność pompy ciepła zimą jest wypadkową właściwego doboru urządzenia, instalacji grzewczej i stanu termicznego budynku, i żaden z tych elementów nie może być zaniedbany bez wpływu na pozostałe. Czynniki, które realnie zwiększają efektywność pompy w sezonie grzewczym, to:

• instalacja niskotemperaturowa z ogrzewaniem podłogowym lub grzejnikami płytowymi pracującymi przy niskiej temperaturze zasilania,
• prawidłowy dobór mocy urządzenia do faktycznego zapotrzebowania cieplnego budynku bez przewymiarowania,
• regularne serwisowanie, w tym kontrola szczelności i przegląd techniczny przez certyfikowanego instalatora,
• integracja z fotowoltaiką, która obniża koszt energii elektrycznej napędzającej pompę,
• sterowanie przez system zarządzania energią dostosowujący pracę pompy do taryf energetycznych i prognozy temperatur.

Dlaczego izolacja budynku ma kluczowe znaczenie?

Izolacja budynku jest parametrem, który wpływa na efektywność pompy ciepła bardziej niż jej marka czy model, bo urządzenie musi kompensować straty ciepła przez przegrody, a im większe straty, tym więcej energii elektrycznej zużywa. Budynek dobrze zaizolowany z nowoczesnymi oknami i drzwiami utrzymuje ciepło długo po tym, jak pompa zakończy cykl grzewczy, co wydłuża przerwy między kolejnymi włączeniami i podnosi średni COP w sezonie. Dla budynków starszych planujących montaż pompy ciepła warto rozważyć jednoczesną termomodernizację, bo inwestycja w izolację skróci czas zwrotu kosztów całego systemu grzewczego.

Podsumowanie

• Nowoczesne pompy ciepła powietrze-woda przy -10°C osiągają COP 2,0-2,5, co oznacza, że nadal produkują więcej ciepła niż wynosi ich pobór mocy elektrycznej.
• Instalacja niskotemperaturowa z ogrzewaniem podłogowym pracującym przy 35-40°C pozwala utrzymać wysoki COP przez cały sezon grzewczy niezależnie od warunków zewnętrznych.
• Nowoczesne urządzenia są projektowane do pracy do -25°C i niżej, co daleko wykracza poza typowe polskie zimy z temperaturami poniżej -15°C trwającymi statystycznie kilkanaście dni.
• Przy temperaturach poniżej punktu biwalentnego pompa włącza dodatkowe ogrzewanie elektryczne lub współpracuje z dodatkowym źródłem ciepła, co jest standardowym przewidzianym sposobem pracy.
• Izolacja budynku wpływa na efektywność pompy bardziej niż jej marka, bo urządzenie musi kompensować straty przez przegrody, a im mniejsze straty, tym wyższy średni COP w sezonie. 

FAQ

Dlaczego pompa ciepła jest efektywna zimą?

Nowoczesne pompy ciepła są projektowane do pracy nawet przy -25°C, co czyni je efektywnymi także podczas polskich zim. Ich efektywność zależy od różnicy temperatur między źródłem ciepła a instalacją grzewczą.

Jakie znaczenie ma izolacja budynku przy używaniu pompy ciepła?

Dobra izolacja budynku zmniejsza straty ciepła, co zwiększa efektywność pompy ciepła i obniża zużycie energii elektrycznej. Dzięki temu pompa pracuje rzadziej, a koszty ogrzewania są niższe.

Czy pompa ciepła działa przy bardzo niskich temperaturach?

Tak, pompy ciepła powietrze-woda działają przy niskich temperaturach, choć ich efektywność spada. W ekstremalnych warunkach mogą wspierać się dodatkowym ogrzewaniem elektrycznym.