Pompa ciepła to urządzenie wykorzystujące zasady termodynamiki a ciepło w głównej mierze jest pozyskiwane z naturalnych zasobów naszej planety. Należy tu wspomnieć że wg praw fizyki zimno to tak naprawdę temperatura – 273 stopnie Celsjusza (0 stopni Kelvina) a każda temperatura powyżej jest rozumiana jako ciepło. Pompa ciepła wykorzystuje tą zależność i za pomocą odpowiedniego czynnika krążącego w obiegu pompy odbiera owe ciepło z atmosfery, gruntu, lub wody (czyli odnawialnych, niewyczerpanych i darmowych źródeł energii) po czym pod wpływem sprężania przy zastosowaniu wysoko wydajnej sprężarki czynnik uzyskuje dużo wyższą temperaturę odczuwalną przez człowieka jako ciepło i przekazuje je do instalacji domowej w postaci podgrzanej wody lub powietrza.

Zaletą gruntowych pomp ciepła jest to, że decydując się na takie rozwiązanie stajemy się niezależni jeżeli chodzi o temperaturę dolnego źródła energii oraz warunków pogodowych. Niestety na tym zalety w porównaniu z pompą typu powietrze – woda się kończą. Pompy z wymiennikiem gruntowym ani nie są tańsze w zakupie, ani też w instalacji – wymagają wykonania odwiertów, lub wykopów oraz dłuższego czasu montażu co wiąże się ze znacznymi dodatkowymi kosztami. W porównaniu z pompą typu powietrze – woda inwestycja w pompę gruntową może być dwa razy droższa przez co zwrot inwestycji jest bardzo długi. W związku z bardziej złożoną instalacją (instalacja i armatura dolnego źródła ciepła) coroczny serwis gruntowych pomp ciepła może być dwukrotnie wyższy niż powietrznych pomp ciepła. Zaletą pomp ciepła typu powietrze – woda w porównaniu z gruntowymi są same oszczędności: nie wymagają dokonywania prac ziemnych, nie ma potrzeby montażu armatury po stronie dolnego źródła energii, instalacja odbywa się w dużo krótszym czasie, nie generują większych kosztów związanych z instalacją, agregat zewnętrzny przeważnie nie zajmuje więcej jak pół metra kwadratowego powierzchni, całkowity koszt montażu jest porównywany do zakupu i montażu dobrej klasy kotła na paliwa stałe a trwająca obniżka cen pomp ciepła typu A2W (powietrze -woda) zapewnia krótkie terminy zwrotu inwestycji. Nie bez znaczenia jest też fakt, że obecnie produkowane pompy ciepła typu powietrze – woda w temperaturach dochodzących do -25 stopni są nadal najtańszym sposobem ogrzewania budynków i doskonale sobie radzą również w temperaturach niższych, przez co skutecznie wypierają z rynku gruntowe pompy ciepła.

Pompy ciepła dzielimy według budowy, rodzaju źródła z którego pozyskuje się energię odnawialną oraz przeznaczenia. Pompy ciepła występują jako rozdzielone (wewnętrzno zewnętrzne), zespolone (wewnętrzne lub zewnętrzne), lub wbudowane. Źródłem energii odnawialnej może być grunt, zbiorniki wodne i atmosfera a pozyskaną energię można przekazać w postaci podgrzanej wody, lub powietrza. Pompy ciepła mają zastosowanie w ogrzewaniu budynków, ciepłej wody użytkowej, wody basenowej a także są wykorzystywane w nowoczesnym i energooszczędnym sprzęcie AGD (pralki, suszarki, zmywarki).

Praktycznie zawsze, kiedy możemy pozwolić sobie na wydatek kilkunastu czy nawet kilkudziesięciu tysięcy złotych na instalację. Pompa ciepła to znaczna inwestycja w odnawialne źródła energii, jednak biorąc pod uwagę inne oszczędności związane z użytkowaniem pompy ciepła inwestycja szybko się zwróci. Standardowo czas zwrotu szacuje się na okres 4 – 8 lat i jest zależny od kilku czynników. Paradoksalnie, im dom lepiej zaizolowany tym dłuższy czas zwrotu z inwestycji. Przekonywującym argumentem są ciągłe podwyżki energii a każda podwyżka skraca czas zwrotu inwestycji. Warto pamiętać, że dobrze skonfigurowane pompy ciepła są całkowicie bezobsługowe, działają jeszcze bardziej energooszczędnie, ponadto nie wymagają zbyt dużo miejsca w pomieszczeniu, osobnej kotłowni oraz miejsca składowania opału a także nie potrzebują kominów co również ma wpływ na oszczędności.

Pompy ciepła mogą ogrzewać dom i wodę nawet kilkakrotnie taniej niż inne źródła ciepła. Jednak żeby pompy ciepła były rzeczywiście tanie w eksploatacji, trzeba spełnić kilka warunków. Podstawowym jest odpowiedni dobór pompy i poprawne wykonanie instalacji. Ważne jest też regularne serwisowanie i odpowiednia eksploatacja. Nie bez znaczenia jest również to, żeby decydując się na pompę ciepła do ogrzewania domu, wybrać ogrzewanie niskotemperaturowe (podłogowe, ścienne, sufitowe lub grzejnikowe niskotemperaturowe) – wtedy osiągniemy najlepsze rezultaty. Trzeba również zadbać o odpowiednią izolację termiczną domu i ograniczenie strat ciepła w wentylacji. Spełniając powyższe warunki cieszymy się niskimi kosztami ogrzewania i żywotnością obecnie produkowanych pomp ciepła szacowaną na okres około 15 – 20 lat.

Do montażu pompy ciepła nie są wymagane specjalne przygotowania. Pompy ciepła można wpiąć w istniejącą instalację centralnego ogrzewania pod warunkiem, że jest poprawnie wykonana. Jeżeli w instalacji grzewczej jest zastosowany zbiornik do podgrzewania ciepłej wody użytkowej należy upewnić się, że posiada wężownicę o odpowiedniej powierzchni wymiany ciepła. Jeżeli okaże się zbyt mała zbiornik taki należy wymienić na odpowiedni do zastosowanej pompy ciepła.

Obecnie pompy ciepła typu powietrze – woda potrafią samodzielnie ogrzewać budynki nawet przy temperaturach dochodzących do -25 stopni Celsjusza. W przypadku dalszych spadków temperatur pompy ciepła są wspomagane dodatkowymi grzałkami elektrycznymi zapewniającymi ich pracę w bardzo mroźne dni. Biorąc pod uwagę, że w naszym klimacie temperatury poniżej -25 stopni występują co najwyżej przez klika dni w roku nie musimy obawiać się znaczącego przyrostu kosztów eksploatacji.

Dzięki stosowaniu coraz nowszych czynników chłodniczych oraz złożonych zestawów sprężarkowych w pompach ciepła typu powietrze – woda uzyskanie temperatury 55 stopni nie stanowi problemu co spokojnie wystarczy do ogrzania budynków oraz ciepłej wody użytkowej. Dla bardziej wymagających inwestorów na rynku są dostępne również pompy ciepła osiągające temperatury 70 stopni i wyższe.

Pompy ciepła typu split (z ang. rozdzielone) składają się z dwóch elementów, czyli agregatu zewnętrznego i modułu hydraulicznego montowanego wewnątrz budynku. Agregat zewnętrzny posiada sprężarkę oraz duży wymiennik w postaci parownika natomiast moduł hydrauliczny wewnętrzny jest wyposażony w wymiennik ciepła w postaci skraplacza, który przekazuje ciepło z czynnika do wody z instalacji domowej, dodatkowe grzałki zabezpieczające pracę pompy w niskich temperaturach, automatykę oraz zestaw elementów hydraulicznych. Pompy ciepła typu monoblok to urządzenia, które w całości montowane są na zewnątrz lub wewnątrz pomieszczeń. W przypadku zewnętrznych w pomieszczeniu montuje się jedynie niewielkich rozmiarów moduł sterujący. Takie rozwiązanie idealnie sprawdzi się u inwestorów nie dysponujących wolną przestrzenią wewnątrz budynku. Wadą zewnętrznych pomp ciepła typu monoblok może być potrzeba wyprowadzenia domowej instalacji wodnej na zewnątrz co wymaga zastosowania w takiej instalacji cieczy odpornej na zamarzanie (domieszka glikolu, spirytusu itp.). Jeżeli mówimy o wewnętrznych pompach ciepła typu monoblok sytuacja wygląda odwrotnie – całe urządzenie instaluje się jako zespolone wewnątrz budynku a wymiana powietrza odbywa się za pomocą dużej średnicy kanałów czerpiących i wyrzutowych. W takim przypadku wymagana jest znaczna ilość miejsca w pomieszczeniu, ponieważ takie pompy rozmiarami mogą być większe od pozostałych rozwiązań. W obu wersjach pomp typu monoblok wspólną zaletą będzie brak konieczności wykonywania instalacji z obiegiem czynnika chłodniczego, ponieważ taki obieg jest hermetycznie zamknięty w jednej obudowie. Basenowe pompy ciepła jak sama nazwa wskazuje są przeznaczone do podgrzewania i/lub chłodzenia wody basenowej. Z racji budowy nie nadają się do ogrzewania budynków i przygotowania ciepłej wody użytkowej. Ich konstrukcja jest tak opracowana, że przez wymiennik ciepła następuje bezpośredni przepływ wody basenowej, co niweluje potrzebę stosowania instalacji pośrednich. Pompy ciepła zespolone ze zbiornikiem cwu, to rozwiązania typowe dla przygotowania ciepłej wody użytkowej. Takie pompy ciepła występują jako: wewnętrzne podgrzewacze wody, wewnętrzne podgrzewacze wody z funkcją klimatyzatora, lub pompy ciepła typu split z wbudowanym zasobnikiem cwu z module hydraulicznym.

Sam montaż pompy ciepła oraz podłączenie jej do instalacji CO i CWU przeważnie wykonuje się w ciągu jednego dnia. W przypadku pomp ciepła typu Split z uwagi na potrzebę wykonania instalacji czynnika chłodniczego należy skrupulatnie sprawdzić poprawność wykonania instalacji z tym czynnikiem. Proces sprawdzania szczelności i usunięcia wilgoci z takiej instalacji trwa nie krócej niż 24 godziny.

Montaż tego typu pompy rozpoczyna się po konsultacjach z inwestorem i w oparciu o wcześniej przygotowany projekt instalacji. Po obustronnych uzgodnieniach firma montażowa instaluje agregat zewnętrzny oraz w przypadku urządzeń typu Split moduł hydrauliczny wewnątrz budynku. Następnie dokonuje się połączeń rurowych dla czynnika chłodniczego pomiędzy jednostką zewnętrzną i modułem wewnętrznym (Split), połączeń hydraulicznych z instalacją centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej oraz połączeń elektrycznych zasilających, sterujących i monitorujących. W międzyczasie w przypadku urządzeń typu Split instalator wykonuje próby szczelności pod ciśnieniem oraz w próżni w celu wyeliminowania wycieku czynnika chłodniczego oraz usunięcia z instalacji wilgoci. Po zakończeniu powyższych następuje pierwsze uruchomienie, konfiguracja, sprawdzenie parametrów pracy, a montaż kończy sporządzeniem protokołu instalacji i szkoleniem operatora (inwestora) z zakresu obsługi urządzenia.

Jak najbardziej tak o ile właściciel budynku nie wnosi sprzeciwu przy montażu agregatu z wymiennikiem na balkonie, elewacji, dachu tegoż budynku, czy też na pobliskiej działce. Dodatkowym atutem tego typu urządzeń będzie informacja, że dla osób z ograniczoną wolną przestrzenią w mieszkaniu istnieją na rynku pompy ciepła typu monoblok, gdzie całe urządzenie znajduje się na zewnątrz a w mieszkaniu jedynie moduł sterujący, co niweluje potrzebę wygospodarowania dodatkowego miejsca na hydraulikę.

Zdecydowana większość obecnie produkowanych pomp ciepła to urządzenia 3 w 1 i doskonale sprawdzą się w roli klimatyzacji pomieszczeń. Po uaktywnieniu trybu chłodzenia obieg czynnika ulega odwróceniu co sprawia, że ciepło jest pompowane z wewnątrz budynku na zewnątrz. Dodatkowym atutem takiego systemu jest fakt, że wykorzystując do tego celu np. instalację ogrzewania płaszczyznowego (podłogowego, ściennego lub sufitowego) uzyskujemy przyjemne odczucie chłodu bez nawiewu zimnego powietrza co może być znaczącym argumentem np. dla alergików. Dla bardziej wymagających klientów istnieje możliwość wykonania instalacji kaskadowej, gdzie ogrzewanie i chłodzenie odbywa się za pomocą standardowej instalacji CO oraz klimakonwektorów. Tak więc posiadając jedno urządzenie możemy za jego pomocą ogrzewać i chłodzić pomieszczenia a także przygotować ciepłą wodę użytkową.

W pompach ciepła małej mocy serwis nie jest obowiązkiem ustawowym, jednak zdecydowana większość producentów wymaga w okresie gwarancyjnym i zaleca w okresie pogwarancyjnym wykonywanie usługi serwisowej dwa razy do roku, czyli przed sezonem grzewczym i po tym sezonie. W trakcie wizyty serwisanta sprawdzany jest stan instalacji, parametry i praca urządzenia, oraz czyszczenie ( również odgrzybianie i odkamienianie) wymienników. Dzięki wizytom serwisowym inwestor może mieć pewność, że urządzenie będzie służyć długo, bezawaryjnie i oszczędnie. Ponadto decydując się na regularne serwisy wg wytycznych producentów możemy liczyć na przedłużone okresy gwarancyjne. Obowiązek serwisowy wymagany z mocy ustawy dotyczy urządzeń zawierających większą i określoną ustawą ilość substancji szkodliwych dla środowiska (ilość czynnika chłodniczego w przeliczeniu na ekwiwalent CO2). Posiadając takie urządzenie operator (inwestor, użytkownik) ma obowiązek rejestracji tego urządzenia w CRO (Centralny Rejestr Operatorów) oraz pilnowania regularnych przeglądów. Informacje na temat obowiązków serwisowych są przekazywane już przy konsultacjach z inwestorem i przed rozpoczęciem instalacji, jednak zdecydowana większość urządzeń do zastosowań domowych (poniżej 10kW) jest pozbawiona takich obowiązków, więc wezwanie serwisanta i przegląd leży w geście użytkownika. Koszt serwisu jest zależny od ilości i rodzaju wykonywanych czynności oraz kosztów dojazdu i z reguły nie przekracza kilkuset złotych. W przypadku wyboru jednego przedsiębiorstwa do zakupu, instalacji i serwisu tego typu urządzeń koszty usługi serwisowej można negocjować a nawet w pierwszych okresach użytkowania uzyskać bezpłatnie.

Pompy ciepła doskonale sprawdzają się w tzw. układach monowalentnych gdzie zapewniają energię cieplną samodzielnie. Jednak automatyka większości pomp ciepła jest przygotowana także do współpracy z solarami, kotłami na paliwa stałe, kondensacyjnymi oraz dodatkowymi grzałkami elektrycznymi. Takie układy zwane są biwalentnymi. W układach biwalentnych przy zastosowaniu pompy ciepła mamy możliwość sterowania całą instalacją z poziomu jednego sterownika.

Obecnie produkowane pompy ciepła posiadają na tyle wydajne sprężarki, że przy poborze względnie niewielkiej ilości energii elektrycznej są w stanie dostarczyć kilka razy więcej energii cieplnej. Stosunek ten określa się wartością COP i daje nam wgląd do sprawności energetycznej pomp ciepła, która osiąga 400% ( COP = 4) a nawet 500%! (COP = 5). Dla przykładu kotły na paliwa stałe posiadają maksymalną sprawność na poziomie 85-90%, zastosowanie ogrzewania elektrycznego to 100% sprawności energetycznej a piece gazowe maksymalnie 110% sprawności. Średnia sprawność pomp ciepła typu powietrze – woda w skali całego roku to około 350% (SCOP = 3,5) a dobrej klasy kotłów na paliwo stałe (węgiel, drzewo, pellet) to około 70%. Reasumując, w idealnych warunkach pompy ciepła około 80% energii cieplnej pozyskują z naszego środowiska a tylko pozostała część to energia elektryczna niezbędna do zasilania sprężarki, automatyki i pomp obiegowych. Należy też wspomnieć, że sprawność energetyczna pomp ciepła spada wraz ze wzrostem różnicy temperatur pomiędzy źródłem pozyskiwania energii a temperaturą odbioru. Oznacza to, że w bardzo mroźne dni i przy potrzebie uzyskania wysokich temperatur sprawność pompy ciepła może spaść ze wspomnianych 400% (COP = 4) do poziomu około 200% (COP = 2) co i tak plasuje te źródło pozyskiwania energii jako najbardziej ekonomiczne z ogólnie dostępnych (w takim przypadku bardziej miarodajna jest wartość SCOP, czyli średnia sezonowa z całego roku). Mając na uwadze powyższe, przy decyzji wymiany posiadanego kotła na pompę ciepła chcąc uzyskać jak największe oszczędności należy rozważyć modernizację posiadanego ogrzewania (o ile wymagana) na niskotemperaturowe, czyli płaszczyznowe w postaci podłogowego, ściennego, lub sufitowego a w przypadku braku takiej możliwości – wymiany standardowych grzejników na niskotemperaturowe, lub klimakonwektory. Niestety nie w każdym miejscu pompa ciepła będzie tanim w eksploatacji rozwiązaniem. Instalując pompę ciepła w budynku posiadającym starą instalację centralnego ogrzewania wymagającą wysokich temperatur, duże straty ciepła przez wentylację, czy nieszczelną stolarkę okienną i drzwiową oraz słabą izolację termiczną może dojść do sytuacji, że eksploatacja pompy ciepła w takich warunkach będzie kosztem zbliżona do opalania zwykłym kotłem na paliwa stałe. Należy wziąć też pod uwagę, że pompa ciepła nie będzie działać w momencie braku zasilania (nowoczesne kotły na paliwa stałe również wymagają zasilania), tak więc w obszarach narażonych na częste przerwy w dostawach energii elektrycznej należy zadbać, aby oprócz pompy ciepła posiadać dodatkowe źródło ciepła (układy biwalentne). Rozwiązań układów biwalentnych jest wiele i w każdym z nich pompa ciepła nawet jako dodatkowe źródło ciepła generuje oszczędności. Należy także pamiętać, że pompa ciepła to urządzenie absolutnie bezobsługowe, tak więc nawet w skrajnie niesprzyjających warunkach pracy i nie generujących oszczędności nadal posiadamy tą dogodność, że nie potrzebujemy kotłowni, magazynu opału, kominów dymnych, oraz stałej obsługi co docenią osoby rzadko przebywające w domu oraz starsze.

Decyzję o chęci posiadania pompy ciepła jako źródło ogrzewania można odłożyć nawet do zakończenia budowy, czy remontu ponieważ instalacja pompy ciepła nie wymaga poważnych prac budowlanych aczkolwiek warto skontaktować się z firmą instalacyjną już wcześniej w celu omówienia szczegółów. Z pewnością usługa montażu będzie uproszczona jeżeli w miejscu instalacji wcześniej zapewni się odpowiednie zasilanie w energię elektryczną, dostosuje instalację wodną CO i CWU do instalacji pompy ciepła a także przygotuje podbudowę pod agregat zewnętrzny o ile wymagana. Warto zwłaszcza omówić sposób wykonania instalacji CO i CWU przed jej wykonaniem, ponieważ bardzo często zdarza się, że taka instalacja jest wykonywana pod inne źródło ciepła a nawet bez jakichkolwiek obliczeń wg uznania inwestora, lub firmy wykonawczej co w późniejszej eksploatacji niepotrzebnie może generować dodatkowe koszty.

Tak, istnieje pojęcie tzw. budynku zero energetycznego. Pojęcie takie odnosi się do budynków samowystarczalnych jeżeli chodzi o zużycie energii. Jak wiadomo, pompa ciepła do transportu ciepła wymaga częściowego zapotrzebowania w energię elektryczną. Aby zaspokoić te zapotrzebowanie w budynkach zero energetycznych dodatkowo stosuje się panele fotowoltaiczne, które w odpowiedniej ilości są w stanie wyprodukować energię w ilości niezbędnej do pracy pompy a niekiedy nawet oświetlenia i zapotrzebowania użytkowników. Tak więc receptą na darmowe ogrzewanie jest montaż pompy ciepła i odpowiedniej ilości paneli fotowoltaicznych.

Z mocy rozporządzenia Rady Europy dotyczącego obrotu urządzeniami zawierającymi substancje kontrolowane oraz tymi substancjami (czynniki chłodnicze) co również ma odzwierciedlenie w krajowym Dzienniku Ustaw, urządzenia zawierające takie substancje są objęte szeregiem obostrzeń i obowiązków egzekwowanych przez Ministerstwo Środowiska oraz Urząd Dozoru Technicznego. Zgodnie z obowiązującym prawem na terenie UE instalacja, serwis lub likwidacja urządzeń zawierających substancje kontrolowane (urządzenia chłodnicze, klimatyzatory i pompy ciepła) może być dokonana jedynie przez personel oraz przedsiębiorstwo posiadające stosowne uprawnienia potwierdzone certyfikatem. Wykaz przedsiębiorstw oraz instalatorów posiadających wspomniane uprawnienia jest dostępny na stronie UDT . Jakiekolwiek prace przy tego typu urządzeniach przez osoby bez certyfikowanych uprawnień narażają je na wysokie kary i inne skutki prawne a właściciela na utratę świadczeń gwarancyjnych.