Chłodzenie pompą ciepła — efektywne i ekologiczne rozwiązanie na upały

Lata stają się coraz cieplejsze i coraz częściej obserwuje się rekordowo wysokie temperatury w całej Europie. To wyzwanie, z którym nawet Polska — kraj, gdzie wcześniej upały nie były aż tak intensywne — musi się zmierzyć. Dodatkowo ekstremalne temperatury nie ograniczają się już wyłącznie do okresu letniego, pojawiają się znacznie wcześniej i mogą utrzymywać się aż do późnej jesieni. W takich warunkach zapewnienie komfortowej temperatury w domach staje się kluczowe.

W Polsce problem chłodzenia pomieszczeń często bywa jednak pomijany na etapie planowania nowych budynków. Późniejsze modernizacje w tym zakresie mogą okazać się nie tylko problematyczne, ale również kosztowne. Warto zatem już na etapie projektowania budynku przemyśleć instalację rewersyjnej pompy ciepła. Przykładem takiego urządzenia WOLF jest monoblokowa pompa ciepła CHA, która nie tylko skutecznie ogrzewa, ale również zapewnia efektywne chłodzenie i idealnie odpowiada na zmieniające się warunki klimatyczne w Polsce.

Jeśli na etapie projektowania systemu grzewczego nie uwzględniono systemu chłodzenia, to najczęściej w późniejszym okresie wybierana jest klimatyzacja, która jednak ma całkiem inny sposób działania niż pompa ciepła z funkcją chłodzenia.

W okresie letnim zarówno sprzedawcy elektroniki, jak i sklepy budowlane intensywnie promują klimatyzatory i inne urządzenia chłodzące. Działają one poprzez aktywne przemieszczanie powietrza, co pozwala na szybkie schłodzenie pomieszczeń. Z kolei chłodzenie pompą ciepła opiera się na bardziej subtelnej zasadzie działania. Pompy ciepła schładzają wnętrza w sposób zintegrowany, nie opierając się na ciągłym przemieszczaniu powietrza. To sprawia, że chłodzenie jest bardziej efektywne i ekologiczne, choć nie zawsze osiąga taką samą intensywność schłodzenia jak klimatyzacja. Oba systemy mają swoje unikalne zalety w zależności od potrzeb użytkownika.

 

Oto kolejne zalety chłodzenia pomieszczeń pompą ciepła:

• Rozprowadzenie ciepła przez pompę ciepła odbywa się za pomocą dużych powierzchni, dzięki czemu nie ma uciążliwych przeciągów, jak w przypadku klimatyzacji.
• Pompy ciepła oferują więc bardziej dyskretne i ciche rozwiązanie chłodzące. To odróżnia je od klimatyzatorów, które często pracują z użyciem ruchomych elementów wewnątrz pomieszczeń i generują dźwięki, które mogą być odczuwane jako irytujące przez użytkowników.
• Istniejące powierzchnie grzewcze mogą być używane również jako powierzchnie chłodzące, co eliminuje potrzebę stosowania nieestetycznych i nieporęcznych urządzeń klimatyzacyjnych, otworów wentylacyjnych czy przewodów.
• Chłodzenie pompą ciepła rzadziej prowadzi do kondensacji wody w porównaniu z klimatyzatorami, ponieważ są one wyposażone w odpowiednie zabezpieczenia,np. czujnik punktu rosy. Dzięki temu możliwe jest automatyczne dostosowanie pracy systemu, aby zapobiec kondensacji, eliminując typowe problemy związane z klimatyzatorami, jak kwestie higieniczne, nieprzyjemne zapachy czy kapanie wody.
• Koszty eksploatacyjne w przypadku pomp ciepła są niższe dzięki wydajnej technologii.

Działanie pompy ciepła polega na efektywnym wykorzystaniu energii elektrycznej i tej pochodzącej ze środowiska. Zapewnia to możliwość ogrzewania pomieszczeń i dostarczania ciepłej wody użytkowej. W przypadku chłodzenia proces ten wygląda podobnie, lecz wymaga odwrócenia kierunku przepływu ciepła. Innymi słowy, pompa ciepła, zamiast pobierać ciepło z zewnątrz do ogrzewania wnętrz, absorbuje ciepło z pomieszczeń, wyprowadzając je na zewnątrz.

To, co w zimie służy jako dolne źródło — jak powietrze, woda gruntowa czy gleba — latem funkcjonuje jako odbiornik ciepła. Warto przy tym pamiętać, że efektywne chłodzenie pompą ciepła wymaga dużych powierzchni, co umożliwia efektywne przenoszenie temperatury. Dlatego też chłodzenie za pomocą pompy ciepła jest najbardziej efektywne w połączeniu z ogrzewaniem powierzchniowym.

Istnieją dwa główne sposoby chłodzenia za pomocą pompy ciepła: aktywne i pasywne. Chłodzenie aktywne wymaga użycia dodatkowych komponentów, takich jak sprężarka do intensywnego obniżania temperatury, podczas gdy chłodzenie pasywne wykorzystuje istniejące warunki bez konieczności aktywacji wszystkich elementów systemu.

Pasywne chłodzenie za pomocą pompy ciepła to proces, w którym nie są uruchamiane kluczowe komponenty systemu, takie jak sprężarka — element zużywający najwięcej energii. W tym trybie chłodzenia, solanka lub wody gruntowe są przemieszczane jedynie przez pompę obiegową między oddzielnym wymiennikiem ciepła a źródłem ciepła. Pompa tłoczy równocześnie wodę grzewczą w obiegu między powierzchniami chłodzącymi w pomieszczeniach a wymiennikiem ciepła.

Proces pasywnego chłodzenia pompą ciepła:

1. Woda w systemie pobiera ciepło z powietrza w pomieszczeniu i przekazuje je bezpośrednio do wymiennika ciepła.
2. W tym wymienniku ciepło jest odprowadzane do gruntu lub wód gruntowych, bez potrzeby angażowania czynnika roboczego ani dodatkowej energii.
3. Schłodzona woda, teraz o temperaturze około 16°C, cyrkuluje z powrotem przez system, na przykład przez ogrzewanie podłogowe lub specjalne grzejniki.
4. Ważne jest, aby nie dopuścić do nadmiernego ochłodzenia powierzchni grzewczych, co mogłoby spowodować kondensację.

Zimą sprężarka pompy ciepła musi podnieść temperaturę czynnika chłodniczego pobierającego energię z otoczenia powyżej pożądanej temperatury w pomieszczeniu. Latem proces chłodzenia pasywnego przy użyciu pompy ciepła gruntowej z wymiennikiem pionowym jest wyjątkowo efektywny. Ciepło z wnętrza budynku jest naturalnie przekazywane do gruntowego wymiennika ciepła, gdzie temperatura zwykle utrzymuje się na poziomie około 7°C. Dzięki temu ciepło przemieszcza się samoczynnie w kierunku chłodniejszego medium bez potrzeby aktywowania mechanizmów pompy, co znacząco obniża zużycie energii.

Koszty instalacji systemu są niskie – potrzebny jest tylko dodatkowy wymiennik ciepła oraz zawory do omijania pompy ciepła w obiegu chłodzenia. Regulacja pompy ciepła pozostaje aktywna i kontroluje pozycję zaworów. Dzięki temu latem możliwe jest chłodzenie pompą ciepła i jednoczesne podgrzewanie wody użytkowej.

Rozważając system aktywny w kontekście dostępnych opcji, różnice między nim a systemem pasywnym stają się szybko zauważalne. Jeśli bowiem w poprzednio opisanym przypadku nie wszystkie elementy urządzenia są w trybie pracy, tak podczas aktywnego wariantu jest wręcz odwrotnie. Aby umożliwić chłodzenie, pompa ciepła odwraca proces ogrzewania, działając w sposób podobny do dużej lodówki.

Wystarczy odwrócić kierunek przepływu w pompie ciepła, aby przełączyć się z ogrzewania na chłodzenie. Skraplacz i parownik w tej konfiguracji zamieniają się rolami. Pompy ciepła zwane rewersyjnymi przeznaczone do aktywnego chłodzenia wyposażone są zazwyczaj w 4-drogowy zawór przełączający i dodatkowy zawór rozprężny.

I tu ważna rada: żeby zmniejszyć koszty w przypadku chłodzenia aktywnego, warto łączyć pompy ciepła z fotowoltaiką. Latem, gdy nasłonecznienie jest największe, wytwarza ona dużo energii, którą można wykorzystać do chłodzenia pompą ciepła.

Podejście do projektu chłodzenia pompą ciepła powinno być dostosowane do indywidualnych potrzeb. Jeśli Twój dom jest już wyposażony w pompę ciepła typu solanka/woda lub woda/woda, znajdź instalatora w swoim regionie i poproś o pomoc, bo może warto niewielkim kosztem dodać funkcję pasywnego chłodzenia.

Jeżeli natomiast interesuje Cię wykorzystanie pełnych możliwości aktywnego chłodzenia, warto sprawdzić, czy posiadana przez Ciebie pompa ciepła jest rewersyjna. Oznacza to, czy system może przełączać się z trybu ogrzewania na chłodzenie. Jeśli jeszcze nie posiadasz pompy ciepła, powinieneś rozważyć opcję chłodzenia już na etapie planowania. Nasza rada: nie rezygnuj z możliwości chłodzenia. W okresach letnich upałów taka funkcja znacząco zwiększa komfort mieszkania.

Istnieje wiele sposobów na zapewnienie sobie przyjemnych temperatur w domu. Często wystarczy odpowiednia wentylacja w lecie.

Prawidłowe wietrzenie pomieszczeń latem

Latem często wystarcza odpowiednia wentylacja. Wystarczy całkowicie otworzyć okna, ale tylko wtedy, gdy temperatura na zewnątrz jest niższa, czyli rano i wieczorem. Zapewnia to niezbędną wymianę powietrza. To szczególnie cenne, gdy w ciągu dnia bywa upalnie, a mury mocno się nagrzewają. Wieczorna wentylacja przyniesie ukojenie, gwarantując spokojny sen. Ta metoda ma swoje ograniczenia, szczególnie podczas długotrwałych upałów. W takich sytuacjach mury nagrzewają się bardzo mocno i wieczorne wietrzenie nie gwarantuje już komfortowego snu. Nie należy również pozostawiać okien uchylonych przez cały dzień, ponieważ może to prowadzić do wnętrza cieplejsze i wilgotniejsze powietrze.

Centralne, stałe systemy klimatyzacyjne dostarczają chłodne powietrze do pomieszczeń poprzez kanały powietrzne w ścianach oraz odpowiednie wloty i wyloty. Takie rozwiązania są jednak często drogie i nie dla każdego dostępne. Ze względu na wysokie koszty montaż takiego systemu w istniejącym już budynku jest rzadko uzasadniony.

Rozwiązania montowane później takie jak przenośne lub stacjonarne klimatyzatory, działają na tej samej zasadzie co centralna klimatyzacja, ale nadają się tylko do chłodzenia pojedynczych pomieszczeń. Większość tych urządzeń jest droga, niepraktyczna i mniej skuteczna niż się oczekuje. Zamiast tego warto rozważyć chłodzenie pompą ciepła.