W okresie intensywnych mrozów wielu inwestorów zastanawia się, czy pompa ciepła będzie w stanie zapewnić odpowiedni komfort i oszczędności nawet przy temperaturach sięgających -20 °C. Wbrew pozorom urządzenia te zostały zaprojektowane tak, aby pracować w szerokim zakresie warunków zewnętrznych, niemniej ich efektywność w skrajnie niskich temperaturach zależy od zastosowanej technologii, instalacji oraz odpowiedniego serwisu.
Zasada działania pomp ciepła przy niskich temperaturach
Poniżej prezentujemy najważniejsze elementy termodynamicznego cyklu pracy pomp ciepła oraz sposób ich adaptacji do warunków zimowych:
Mechanizm termodynamiczny
- Obieg chłodniczy: czynnik roboczy krąży pomiędzy parownikiem, sprężarką, skraplaczem i zaworem rozprężnym.
- Sprężarka: odpowiada za podniesienie ciśnienia czynnika roboczego, co skutkuje wzrostem jego temperatury.
- Parownik: pobiera ciepło z otoczenia (powietrza lub gruntu) nawet przy ujemnych temperaturach.
- Skraplacz: oddaje ciepło do instalacji centralnego ogrzewania lub ciepłej wody użytkowej.
- Zawór rozprężny: reguluje przepływ czynnika, umożliwiając powrót do parownika.
Taki cykl pozwala na przetworzenie energii z otoczenia w ciepło, które następnie trafia do budynku. W warunkach ekstremalnego mrozu istotne jest jednak zoptymalizowanie pracy poszczególnych komponentów.
Wydajność pomp ciepła w warunkach mrozu
Efektywność pomp ciepła wyrażamy współczynnikiem COP (Coefficient of Performance). Wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej parametr ten ulega obniżeniu, ponieważ urządzenie musi zużyć więcej energii elektrycznej na sprężenie czynnika. Kluczowe czynniki wpływające na wydajność to:
- Temperatura zewnętrzna – im niższa, tym mniejszy COP.
- Typ czynnika roboczego – nowoczesne czynniki zachowują lepsze właściwości nawet przy -20 °C.
- Wielkość i stan instalacji – prawidłowo dobrana moc oraz izolacja przewodów.
- Ciężar odszraniania – częste zatrzymywanie i odszranianie wpłynie na spadek efektywności.
- Stan techniczny – regularny serwis gwarantuje niezakłóconą pracę.
W praktyce przy temperaturach do -10 °C wydajność powietrznych pomp ciepła utrzymuje się na poziomie 2,5–3,5, a gruntowe nawet powyżej 4. Przy ostrzejszych mrozach wartości te mogą się zmniejszyć, jednak dzięki dobremu doborowi urządzenia i optymalnemu ustawieniu systemu można zachować akceptowalny komfort.
Technologie zwiększające niezawodność przy dużych mrozach
Producenci wprowadzili szereg rozwiązań, które minimalizują negatywne skutki niskich temperatur. Poniżej najbardziej popularne z nich.
Inteligentne odszranianie
- Cykle odszraniania sterowane algorytmami – urządzenie analizuje warunki atmosferyczne i uruchamia proces tylko wtedy, gdy jest to niezbędne.
- Grzałki w parowniku – zapobiegają tworzeniu się szronu, co poprawia ciągłość pracy.
- Ogrzewanie hydrauliczne – niewielki obieg gorącej wody wewnątrz jednostki zewnętrznej przyspiesza topnienie lodu.
Systemy wspomagające pracę
- Bufory ciepła – magazynują nadwyżki energii, dzięki czemu pompa rzadziej włącza się w ekstremalnych warunkach.
- Grzałki elektryczne – wmontowane w zasobnik CWU wspierają pompę ciepła, gdy ten osiąga graniczne warunki pracy.
- Współpraca z kotłem gazowym lub olejowym – hybrydowe systemy automatycznie przełączają się na alternatywne źródło ciepła przy krytycznych temperaturach.
Porównanie pomp powietrznych i gruntowych
Wybór między tymi dwiema technologiami zależy przede wszystkim od warunków lokalnych, dostępnej przestrzeni oraz budżetu inwestora.
- Powietrzne:
- Niższy koszt instalacji.
- Łatwiejsza i szybsza montaż.
- Spadek wydajności przy temperaturach poniżej -15 °C.
- Gruntowe:
- Stabilna wydajność niezależnie od pory roku.
- Wyższa cena i konieczność wykonania odwiertów lub wymiennika poziomego.
- Większa powierzchnia działki lub zgoda na odwierty.
Praktyczne wskazówki dla właścicieli
Aby pompa ciepła zachowała maksymalną sprawność nawet podczas siarczystych mrozów, warto przestrzegać kilku prostych zasad:
- Dokonywać okresowych przeglądów technicznych – sprawdzenie szczelności, poziomu czynnika oraz stanu sprężarki.
- Zadbaj o odpowiednią izolację rur – zapobiegnie to stratom ciepła na trasie do grzejników.
- Właściwie dobierz moc urządzenia – uwzględniając zapotrzebowanie cieplne budynku i najniższe temperatury w danym rejonie.
- Monitoruj pracę systemu przez dedykowaną aplikację – w razie potrzeby szybko reaguj na błędy i alarmy.
- Rozważ instalację bufora ciepła lub współpracę z kotłem awaryjnym w rozwiązaniach hybrydowych.
- Utrzymuj czystość jednostki zewnętrznej – regularnie usuwaj liście, śnieg i lód, które mogą ograniczyć dopływ powietrza.
