Pompa ciepła to urządzenie, którego główną funkcją jest produkcja energii cieplnej na potrzeby ogrzewania i produkcji ciepłej wody użytkowej w budynkach mieszkalnych, przemysłowych i innych obiektach komercyjnych, przy wykorzystaniu darmowej, odnawialnej energii zawartej w otoczeniu. W Polsce najczęściej stosuje się pompy zasilane powietrzem zewnętrznym oraz pompy pozyskujące ciepło z gruntu. Analiza zmian technologicznych i parametrów pracy tych urządzeń w ciągu ostatnich 15 lat pozwala stwierdzić że jest to niewątpliwie technologia przyszłości!

Powietrzne pompy ciepła

Producenci pomp ciepła ciągle pracują nad optymalizacją ich pracy. Jest to szczególnie widoczne w segmencie pomp ciepła typu powietrze/woda. W ciągu ostatnich lat zmieniał się zarówno współczynnik sprawności, jak również graniczna dolna temperatura pracy pomp ciepła oraz poziom hałasu. Cofając się wstecz o 15 lat, powietrzne pompy ciepła funkcjonowały w zakresie temperatur powietrza zewnętrznego od +20 do -10^oC. 10 lat temu graniczna temperatura pracy została obniżona do -15^oC, a 5 lat temu już do -20^oC. Aktualnie w rozwoju powietrznych pomp ciepła dąży się do zachowania nominalnej wydajności i wysokiej temperatury zasilania systemu grzewczego np. 63^oC, nawet przy temperaturze powietrza zew. -25^oC, przy jednocześnie cichej pracy wentylatora.

Pompy ciepła największych europejskich producentów wyposażone są w inwerterową sprężarkę oraz technologię zoptymalizowanego wtrysku pary EVI (z ang. Enchanced Vapour Injection). Połączenie technologii EVI z technologią inwerterową oraz elektronicznym zaworem rozprężanym sprawia że mogą one pracować z wysoką efektywnością i wydajnością w przedziale niskich temperatur aż do -25 ^oC. Najwyższy odnotowany sezonowy współczynnik sprawności SCOP pompy ciepła typu powietrze/woda wynosi 5,05 (pompa ciepła NIBE F2120), co oznacza że najlepsze powietrzne pompy ciepła, dostępne dzisiaj na polskim rynku, są w stanie zapewnić taki sam poziom oszczędności jak pompy gruntowe. Odpowiednio dobrana moc grzewcza tak zaawansowanej technologicznie pompy ciepła umożliwia zastosowanie jej również w systemie monowalentnym (jako jedyne źródło ciepła w budynku).

Rozwiązaniem standardowym wśród powietrznych pomp ciepła stały się pompy rewersyjne, które dzięki odwróceniu obiegu zapewniają chłodzenie aktywne, znacznie podnosząc komfort cieplny latem. Co więcej, konstruktorzy skupiają się również na optymalizacji budowy i sterowania pracą wentylatorów, które są ważnym elementem powietrznych pomp ciepła wpływającym na pracę urządzenia i emisję hałasu. Specjalna konstrukcja łopatek wentylatora i możliwość dostosowania jego wydajności w zależności od zapotrzebowania na ciepło budynku, powoduje obniżenie głośności pracy powietrznych pomp ciepła poniżej wartości 40dB (A). W ciągu ostatnich 2 lat pojawiły się tzw. „pompy hybrydowe” z wbudowanym gazowym kotłem kondensacyjnym, pełniącym rolę szczytowego źródła ciepła. Rozwiązanie umożliwia obniżenie zarówno kosztów inwestycyjnych, jak i eksploatacyjnych, w wyniku doboru pompy ciepła o mniejszej mocy grzewczej, pracującej z wyższą wydajnością w zakresie wyższych temperatur powietrza zewnętrznego, której automatyka pozwala na „inteligentny” wybór temperatury biwalencji, przy której załączy wybrane najbardziej ekonomiczne lub ekologiczne szczytowe źródło grzewcze.

Warto zwrócić uwagę na to, że największe zmiany w technologii pomp ciepła na przestrzeni ostatnich 15 lat zaszły w segmencie pomp powietrznych co znajduje odzwierciedlenie w odnotowanym w zeszłym roku 70% wzroście rynku powietrznych pomp ciepła.

Gruntowe pompy ciepła

Z roku na rok są to coraz bardziej efektywne i inteligentne urządzenia. 15 lat temu współczynnik sprawności COP osiągany przez gruntowe pompy ciepła osiągał średnio wartość 4,2, 10 lat temu 4,5 a aktualnie nawet powyżej 5,0. Rekordowym sezonowym współczynnikiem efektywności SCOP o wartości aż 5,5 może poszczycić się inwerterowa pompa ciepła NIBE F1255. Jeszcze 10 lat temu większość dostępnych w Polsce gruntowych pomp ciepła były to urządzenia on/off o stałej mocy grzewczej. Aktualnym trendem w rozwoju gruntowych pomp ciepła jest zastosowanie technologii inwerterowych sprężarek i elektronicznych energooszczędnych pomp cyrkulacyjnych dolnego i górnego źródła, co sprawia, że pompy ciepła osiągają bardzo wysoki średnioroczny współczynnik sprawności SCOP. Dzięki temu gruntowe pompy ciepła mają najwyższą klasę energetyczną A++ (w zestawie ze sterownikiem A+++ wg ErP), a rachunki za ogrzewanie domu pompą ciepła, są najniższe z możliwych. Zastosowanie „inwerterowych sprężarek” oznacza nie tylko dostosowa­nie parametrów pracy do aktualnego zapotrzebowania na ciepło i co się z tym wiąże mniejsze zużycie energii, ale również brak konieczności stosowania dużego zbiornika buforowego, skrócenie czasu rozruchu systemu, dłuższą żywotność, osiągnięcie optymalnej temperatury w krótszym czasie oraz cichą pracę na poziomie 20-30 dB(A).

 „Inteligenta” automatyka pomp ciepła

 Automatyka pomp ciepła również przeszła niemałą rewolucję w kierunku „inteligentnych systemów grzewczych”, dokonujących samoregulacji, dostosowanych do współpracy z inteligentnymi sieciami elektroenergetycznymi, których pracą można sterować zdalnie z dowolnego miejsca na Ziemi. Dlatego też sterowniki pomp ciepła wyposażane są w coraz to nowsze funkcje takie jak: możliwość sterowania i monitoringu przez Internet (np. za pomocą systemu NIBE UPLINK), zdalne sterowanie przez sieć GSM czy system inteligentnego zarządzania budynkiem oraz opcję SMART GRID i PRICE ADJUST, które w przyszłości dostosują pracę pompy ciepła do bieżących zmian cen energii elektrycznej.