Jeszcze dwa lata temu mało kto znał znaczenie takich terminów jak pandemia, przeciwciała czy szpital jednoimienny. Nowa nomenklatura, zarezerwowana dotąd przeważnie dla naukowców i lekarzy, na dobre zagościła w słowniku powszechnym. Gdy w końcu COVID-19 przejdzie do historii, a świat powróci do nieco zaniedbywanych ostatnio tematów debaty, słowo „dekarbonizacja” stanie się tym, które coraz częściej będzie przebijać się z szumu medialnego.
Dekarbonizacja to nic innego jak ograniczanie emisji gazów cieplarnianych – dwutlenku węgla, metanu czy freonów – uwalnianych w ogromnych ilościach jako produkty uboczne działalności przemysłowej człowieka. Szczególnie istotnym adresatem tego wysiłku jest obszar gospodarki związany z ogrzewaniem, które w Unii Europejskiej stanowi niemal 50 % całego zapotrzebowania na energię, a 75 % tych potrzeb pokrywa się spalając wysokoenergetyczne surowce kopalne. Coraz chętniej instalowane w polskich domach, pompy ciepła są nie tylko odpowiedzią na problemy zanieczyszczenia powietrza, ale i sposobem na ograniczenie kosztów związanych z zapewnieniem ciepła w pomieszczeniach.
Urządzenia te przeżywają właśnie swój prawdziwy renesans. Jak wynika z raportu Europejskiego Stowarzyszenia Pomp Ciepła (EHPA), w 21 europejskich krajach objętych badaniem statystycznym zainstalowano łącznie 14,84 miliona pomp ciepła w samym tylko poprzednim, 2020 roku. Polska plasuje się w pierwszej dziesiątce tego rankingu z wynikiem 61 tys. zrealizowanych inwestycji. W 2021 roku prognozowany jest na naszym kontynencie dalszy, dwucyfrowy wzrost, stymulowany dodatkowo zachętami finansowymi ze strony rządów poszczególnych państw. Oprócz paneli fotowoltaicznych, to właśnie w pompach ciepła upatrywana jest bowiem nadzieja na szybsze osiągnięcie neutralności klimatycznej.
Pompa ciepła – co to jest?
Pompa ciepła nie produkuje ciepła. Pozwala za to pobrać istniejącą już energię z zewnątrz, aby następnie wprowadzić ją do budynku i spożytkować na cele grzewcze. Na pierwszy rzut oka taki transfer wydaje się możliwy tylko latem, gdy temperatura za oknem znacznie przekracza tę z domowego schronienia przed słońcem. Tymczasem, choć brzmi to mało intuicyjne, instalację taką pomyślano do pracy w warunkach jesiennego chłodu, a nawet siarczystych mrozów. Ostatecznie, tylko wtedy taki transfer ma sens.
Z praktycznego punktu widzenia, pompy ciepła to jednak znacznie bardziej wszechstronne rozwiązanie, bowiem oprócz ogrzewania, w zależności od potrzeb (a właściwe zmieniających się pór roku) mogą też spełniać funkcję chłodzenia pomieszczeń.
Idea działania pompy ciepła przywodzi na myśl rozwiązania znane z innych popularnych technologii termoregulacji, wdrożonych w postaci klimatyzacji biurowej czy choćby kuchennej lodówki. W każdym przypadku układ roboczy składa się z dwóch elementów. Pierwszy z nich znajduje się poza obszarem docelowym. Na pewno każdy zna widok białych skrzynek montowanych w okna i wystających poza bryłę klimatyzowanego budynku. Podobną rolę spełniają też przewody widoczne na tylnej ścianie lodówki – tej znacznie mniej eksponowanej.
Drugi z komponentów znajduje się z kolei po wewnętrznej stronie i stanowi ujście dla powietrza o regulowanej już temperaturze. Oba elementy są połączone meandrami szczelnych przewodów, którymi krąży czynnik chłodzący, a więc upłynniony gaz zdolny wrzeć pod niskim ciśnieniem i w niskiej, nawet pokojowej temperaturze. Dla przykładu – izobutan, najpopularniejszy związek chemiczny stosowany w dzisiejszych lodówkach charakteryzuje się temperaturą wrzenia już na poziomie -11,7 °C.
Powyżej przedstawiony model budowy urządzenia, w którym obie jednostki są od siebie fizycznie odseparowane nosi nazwę „split” (ang. – oddzielony). Alternatywą jest sprzęt typu „monoblok”, który pozwala oba elementy instalacji usunąć z przestrzeni domowej i zamknąć w dedykowanej skrytce w pobliżu budynku. Wewnątrz pozostają wtedy jedynie przewody z czynnikiem chłodzącym i czujniki temperatury.
Pompa ciepła – ogrzewanie / chłodzenie
Wykorzystywanym przez pompę ciepła źródłem ciepła może być powietrze atmosferyczne, przydomowy zbiornik wodny lub ziemia gruntowa. Najbardziej popularne są jednak instalacje powietrzne, tj. powietrze-powietrze oraz powietrze-woda. Pozwalają one spożytkować naturalną energię z zewnątrz na cel regulacji temperatury odpowiednio – pomieszczeń lub wody użytkowej.
Choć temperatura zimowej aury poza budynkiem wydaje się niska, w zupełności wystarczy, aby płynny czynnik chłodzący przeszedł w stan wrzenia. Przechodząc z formy cieczy do gazu, wrzący czynnik pochłania sporo energii z otoczenia, a zaopatrzone w nią cząsteczki poruszają się z bardzo dużą prędkością. Para znad wrzącego środka chłodzącego trafia do sprężarki. W warunkach podwyższonego ciśnienia, temperatura układu rośnie jeszcze bardziej.
Energia jaką udaje się w ten sposób odebrać, może zostać spożytkowana na podniesienie temperatury w pomieszczeniach lub ogrzanie do nawet 90 stopni Celsjusza zimnej wody kanalizacyjnej. Oddawszy skumulowaną energię, czynnik chłodzący jest rozprężany i ochładza się, po czym znów w postaci cieczy zawraca do początku cyklu. Dzięki takiej cyrkulacji wymiana ciepła odbywa się w sposób ciągły i nie wymaga żadnej ingerencji ze strony użytkownika pompy ciepła. W omówionym przypadku, jednostka zewnętrzna spełnia względem czynnika chłodzącego funkcję parownika, zaś wewnętrzna – skraplacza.
Odwrócony proces
Kiedy pompa ciepła przełączy się w tryb chłodzenia, oba komponenty zamienią się rolami i nastąpi odwrócenie kierunku procesu. Teraz, gorące powietrze wypełniające pokój oddziałuje na element pompy zainstalowany wewnątrz pomieszczenia, który dla odmiany działa w charakterze parownika. Domowe ciepło zostaje zaabsorbowane przez czynnik chłodzący, który wędruje przewodem do sprężarki, a następnie w kierunku jednostki zewnętrznej. Rozgrzany gaz podlega tam skropleniu, a towarzysząca tej przemianie uwolniona energia cieplna jest wyrzucana do otoczenia.
Chłodzenie i ogrzewanie, choć to dwie odrębne funkcje pompy ciepła, opierają się na tym samym, identycznym procesie, który różni tylko wektor przepływu ciepła. Ogrzewając dom – jednocześnie chłodzimy środowisko w sąsiedztwie naszego budynku. Obniżając z kolei temperaturę pomieszczeń – wydmuchujemy gorące powietrze na zewnątrz.
To właśnie możliwość dwukierunkowej pracy odróżnia pompę ciepła od klimatyzacji. Ta ostatnia nie ma funkcji wtłaczania ciepła, a wyłącznie usuwa je z pomieszczeń. W południowej Kalifornii, gdzie temperatura rzadko kiedy spada poniżej 20 stopni Celsjusza, a mieszkańcy nie mają pilnej potrzeby dogrzewania pomieszczeń, nie tylko biura, ale i domy mieszkalne są zaopatrzone w klimatyzację. W polskiej rzeczywistości klimatycznej, gdzie zima i lato dzielą się czasem panowania po równo, pompa ciepła jest dużo bardziej uzasadnionym wyborem. Zastępuje zarówno klimatyzację, jak i piec.
Korzyści dla Ciebie
Ogrzewanie pomieszczeń za pomocą pompy ciepła jest dużo bardziej ekonomiczne od konkurencyjnych rozwiązań. Na każde 4 kW energii, których dostarcza pompa, zaledwie 1 kW pochodzi ze źródła jej zasilania, a 3 pozostałe to energia odzyskana ze środowiska. Tak imponująca wydajność to konsekwencja tego, że pompa nie produkuje ciepła, a jedynie wykorzystuje to już istniejące, przenosząc je z punktu A do punktu B.
Pod względem kosztów eksploatacji zostawia daleko w tyle ogrzewanie za pomocą kotłów i pieców. Nie tylko zużywają one mnóstwo energii elektrycznej, ale i uzależniają nas od dokupywanych cyklicznie zapasów surowców – gazu, węgla, oleju czy nafty. Te ostatnie zajmują sporo przestrzeni, czyniąc z naszego domu magazyn palnych i potencjalnie niebezpiecznych substancji. Wykorzystując je w celach grzewczych, dołączamy zaś do grona trucicieli środowiska i emiterów toksycznych spalin.
Z kolei dla użytkowników centralnego ogrzewania zasilanego z sieci dystrybucyjnej, pompa ciepła to szansa na większą niezależność. Jednorazowa inwestycja we własną infrastrukturę grzewczą, pozwala ona nie tylko obniżyć rachunki, ale i wyrwać się spod skrzydeł elektrociepłowni. Zakończy się późnojesienny problem oczekiwania „aż zaczną grzać” i wyłączanie ciepłej wody przy okazji powodu awarii. Z własną pompą ciepła sami zawiadujemy takimi sprawami.
W ofercie Gaia Solar znajdziemy pompy ciepła typu powietrznego typu split i monoblok. W pompie typu monoblok całość układu termodynamicznego jest sprawdzana jeszcze w fabryce. Pompa typu split wymaga zaś większej pracy ze strony instalatora, który musi połączyć ze sobą i przetestować współpracę wszystkich części systemu już w docelowym miejscu inwestycji. Wszystkie dostępne u nas modele charakteryzują się jednak najwyższą jakością wykonania, w czym utwierdza renoma takich producentów jak Viessmann, NIBE czy Hyundai.
Pompa ciepła – możliwości finansowania
Czyste Powietrze
Właśnie teraz jest najlepszy moment na decyzję o zakupie pompy ciepła. O środki w ramach programu Czyste Powietrze mogą starać się właściciele i współwłaściciele domów jednorodzinnych lub właściciele lokalu mieszkalnego wydzielonego w domu jednorodzinnym z wyodrębnioną księgą wieczystą. Maksymalna kwota dotacji jest powiązana z kryterium dochodowym beneficjenta. Pomoc do 30 000 zł może otrzymać wnioskodawca o dochodzie rocznym poniżej 100 000 zł. Pomoc do 37 000 zł przysługuje zaś nieco uboższym wnioskodawcom o dochodzie nieprzekraczającym 1400 zł, liczonym na jednego członka gospodarstwa domowego (gospodarstwo wieloosobowe) lub 1960 zł (gospodarstwo jednoosobowe) w skali miesiąca.
Stop Smog
„Stop smog” to kolejny program wspierania przedsięwzięć niskoemisyjnych. Podmiotem realizującym inwestycje są w tym przypadku gminy, ale mogą to być również powiaty, związki międzygminne lub metropolitalne. Po podpisaniu umowy z Narodowym Funduszem Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, każdy taki podmiot zobowiązuje się współfinansować inwestycje termomodernizacyjne realizowane w budynkach położonych na obszarze gminy, powiatu, etc. Każdy z podmiotów zawiera z Funduszem porozumienie, które z góry określa ilość i wysokość dotacji możliwych do udzielenia. Beneficjentami programu mogą być mieszkańcy województw, w których uchwalono już tzw. ustawę antysmogową. Budżet programu obliczony na 142 087 300 zł i będzie wydatkowany aż do wyczerpania środków.
Ulga termomodernizacyjna
O tzw. uldze termomodernizacyjnej pisaliśmy już nieraz na naszym blogu. Choć temat był poruszany w kontekście paneli fotowoltaicznych, te same zasady mają zastosowanie dla inwestycji w pompę ciepła. Przypomnijmy – wydatki związane z zakupem i montażem pompy pomniejszają kwotę, od której liczony jest podatek PIT. Maksymalną kwotą możliwą do odliczenia jest w tym przypadku 53 000 zł. Przy dochodach rocznych na poziomie 60 000, po zrealizowaniu inwestycji w pompę ciepła, siedemnasto procentową daninę państwu płacilibyśmy od kwoty 60 000 – 53 000 = 7 000, czyli tylko 190 zł zamiast obowiązujących normalnie 10 200 zł. Dzięki samej tylko uldze podatkowej odbierzemy więc z powrotem do 20 % kosztów inwestycji.
Warto pamiętać, że decydując się na współpracę z Gaia Solar, to my odpowiadamy za przygotowanie wniosków o dotacje i aplikujemy o środki państwowe w imieniu naszego klienta. Pozyskanie pompy ciepła dla domu nie wiąże się więc z koniecznością odwiedzania kolejnych urzędów ani samodzielnego wypełniania skomplikowanych druków.