Pompy ciepła w domach pasywnych – standard przyszłości

Znaczenie pomp ciepła w domach pasywnych

W budynkach pasywnych dąży się do maksymalnego ograniczenia strat ciepła poprzez zastosowanie zaawansowanych technologii izolacyjnych, pasywnego wykorzystania energii słonecznej oraz systemów wentylacji z odzyskiem ciepła.

W tym kontekście pompa ciepła w domu pasywnym odgrywa niebagatelną funkcję, dostarczając energię niezbędną do ogrzewania i chłodzenia przy minimalnym zużyciu energii pierwotnej. Dzięki temu ogrzewanie domu pasywnego staje się nie tylko efektywne, ale i ekologiczne.

Dodajmy, że w takich przypadkach straty ciepła są ograniczone do absolutnego minimum, a sam budynek zużywa mniej niż 15 kWh/m² rocznie na ogrzewanie, co jest wartością nawet kilkukrotnie niższą niż w przypadku standardowych budynków energooszczędnych.

Poprzez wykorzystanie odnawialnych źródeł energii (powietrze, woda czy grunt), pompy ciepła do domu idealnie wpisują się w ideę budownictwa pasywnego, eliminując konieczność stosowania konwencjonalnych systemów grzewczych, które wymagają spalania paliw kopalnych. Dodatkowo ogrzewanie domu pasywnego przy użyciu pompy ciepła zapewnia stabilność temperatury oraz komfort termiczny niezależnie od warunków atmosferycznych.

W ten sposób ogrzewanie domu pasywnego staje się nie tylko efektywne, ale i ekologiczne.

Zasady działania pomp ciepła

Pompy ciepła działają na zasadzie transferu ciepła z jednego środowiska do drugiego, wykorzystując przy tym energię odnawialną z otoczenia. Proces ten polega na pobieraniu ciepła z powietrza, gruntu lub wody i przekazywaniu go do systemu grzewczego budynku.

Proces działania pompy ciepła składa się z czterech etapów:

1. Pobór energii z otoczenia – ciepło pobierane jest z powietrza, gruntu lub wody przez czynnik chłodniczy, który zaczyna parować już przy niskich temperaturach;

2. Sprężanie czynnika chłodniczego – sprężarka podnosi temperaturę medium roboczego, zwiększając jego ciśnienie i przekształcając go w gaz o wysokiej temperaturze.

3. Przekazywanie ciepła do systemu grzewczego – czynnik chłodniczy oddaje ciepło do instalacji grzewczej budynku, a następnie ulega skropleniu;

4. Powrót do początkowego stanu – skroplony czynnik chłodniczy trafia do zaworu rozprężnego, gdzie jego ciśnienie spada, a cały cykl rozpoczyna się od nowa.

W przypadku domów pasywnych, gdzie zapotrzebowanie na energię jest niewielkie, efektywność pomp ciepła jest szczególnie odczuwalna w sensie pozytywnym. Nowoczesne energooszczędne systemy grzewcze zwykle wyposażone są w zaawansowane systemy zarządzania energią, które monitorują i optymalizują pracę urządzeń, zapewniając tym samym maksymalną efektywność przy minimalnym zużyciu energii.

Pompy ciepła a rekuperacja

Jeszcze większe oszczędności energetyczne przynosi integracja pomp ciepła z rekuperacją (systemy wentylacji z odzyskiem ciepła). Rekuperacja zapewnia stały dopływ świeżego powietrza przy jednoczesnym odzysku ciepła z powietrza wywiewanego, co w połączeniu z pompą ciepła skutecznie niweluje i tak już niewielkie straty energii.

Rodzaje pomp ciepła odpowiednie dla budynków pasywnych

Wybór odpowiedniego typu pompy ciepła powinien zagwarantować optymalną efektywność energetyczną.

Poniżej przedstawiam najpopularniejsze rodzaje pomp ciepła, odpowiadających wymogom dla budynków pasywnych:

Powietrzne pompy ciepła (powietrze-woda, powietrze-powietrze)

Urządzenia pobierają ciepło z powietrza zewnętrznego i przekazują je do systemu grzewczego budynku.

• Zalety:

• Stosunkowo niskie koszty instalacji;
• Możliwość chłodzenia latem (w przypadku systemów powietrze-powietrze);
• Łatwość montażu.

• Wady:
• Spadek efektywności przy bardzo niskich temperaturach zewnętrznych (choć nowoczesne modele są wydajne nawet przy -20°C).

Należy dodać, że pompy tego typu dobrze sprawdzają w budynkach pasywnych się ze względu na niskie zapotrzebowanie na ciepło, co kompensuje ich niższą efektywność w ekstremalnych warunkach.

Gruntowe pompy ciepła (solanka-woda)

Pompy wykorzystują ciepło z gruntu za pomocą kolektorów poziomych lub pionowych.

• Zalety:
• Bardzo wysoka efektywność przez cały rok z uwagi na stabilność temperatury gruntu;
• Długotrwała żywotność systemu;
• Wady:
• Wyższy koszt inwestycji spowodowany koniecznością wykonania odwiertów lub wykopów;
• Wymóg posiadania odpowiedniej działki.

Poznaj nasze produkty

Technologia pomp ciepła HITACHI zapewnia ogrzewanie budynku oraz podgrzewanie ciepłej wody użytkowej z energii odnawialnej. Szukasz pomp ciepła w najlepszej cenie? Świetnie!

Sprawdź naszą ofertę

Wodne pompy ciepła (woda-woda)

Pompy pobierają ciepło z wód gruntowych, jezior lub rzek.

• Zalety:
• Bardzo wysoka efektywność energetyczna;
• Stabilne źródło ciepła przez cały rok.
•  Wady:
• Wymagają dostępu do zbiornika wodnego lub studni;
• Konieczność uzyskania pozwoleń wodnoprawnych.

Hybrydowe pompy ciepła

W tym przypadku istotne jest połączenie różnych źródeł ciepła, np. powietrzne pompy ciepła z gruntowymi lub z kotłem gazowym.

• Zalety:
• Optymalizacja kosztów i efektywności w zależności od warunków zewnętrznych;
• Możliwość wykorzystania różnych źródeł energii.
•  Wady:
• Wyższe koszty instalacji;
• Złożoność systemu.

Pompy ciepła zintegrowane z wentylacją mechaniczną z odzyskiem ciepła (rekuperacją)

Pompa ciepła współpracuje z systemem rekuperacji, odzyskując ciepło z powietrza wywiewanego.

• Zalety:
• Bardzo wysoka efektywność w budynkach pasywnych;
• Możliwość ogrzewania i chłodzenia.
• Wady:
• Wymaga profesjonalnego projektu i montażu.

Dobór odpowiedniej pompy ciepła musi z przyczyn oczywistych uwzględniać także samą konstrukcję urządzenia. I tak pompa ciepła monoblok jest kompaktowym urządzeniem, w którym wszystkie komponenty są zintegrowane w jednej jednostce. Ułatwia to instalację i serwisowanie, wpływając korzystnie na ogólne koszty eksploatacyjne.

Z kolei pompa ciepła split składa się z jednostki zewnętrznej i wewnętrznej, co zapewnia dużą elastyczność w montażu i niewątpliwie jest korzystne w przypadku ograniczeń przestrzennych.

Trendy w zakresie pomp ciepła i ich rola w przyszłości budownictwa zeroemisyjnego

W obliczu globalnych wyzwań związanych ze zmianami klimatycznymi energooszczędne systemy grzewcze stają się standardem w nowoczesnym budownictwie. Pompy ciepła odgrywają coraz większą rolę w dążeniu do zeroemisyjności, oferując ekologiczne i efektywne rozwiązania dla ogrzewania i chłodzenia budynków. Dodatkowo zastosowanie niskotemperaturowego ogrzewania w domu pasywnym (np. ogrzewanie podłogowe), w połączeniu z pompą ciepła, zwiększa efektywność systemu i komfort mieszkańców.

Nowoczesne technologie, takie jak integracja z systemami fotowoltaicznymi czy inteligentne zarządzanie energią, pozwalają na jeszcze większe oszczędności i redukcję emisji. W przyszłości można spodziewać się dalszego rozwoju tych technologii oraz wzrostu ich popularności wśród inwestorów i właścicieli domów pasywnych.

Nie zapominajmy też o tym, że inwestycja w pompy ciepła do domu pasywnego przynosi wymierne korzyści ekonomiczne. Mimo że początkowy koszt instalacji może być wyższy w porównaniu z tradycyjnymi systemami grzewczymi, koszty eksploatacji pomp ciepła są znacznie niższe ze względu na wysoką efektywność energetyczną urządzeń. W efekcie zwrot z inwestycji w pompę ciepła następuje w relatywnie krótkim czasie, a oszczędności na rachunkach za energię są odczuwalne już od pierwszych lat użytkowania.