Czy pompa ciepła w oknie to dobry pomysł? Sprawdzamy! Jakie wady i zalety mają okienne pompy ciepła?

Kilka dni temu na portalu GLOBENERGIA pisaliśmy o ciekawym urządzeniu opracowanym przez startup GRADIENT. Mowa tutaj o okiennej pompie ciepła, która nie wymaga skomplikowanej instalacji. Zdaniem startupu urządzenie to jest znacznie lżejsze niż w przypadku tradycyjnych jednostek. Jak działa ta pompa ciepła? Jakie są zalety i ograniczenia tego urządzenia?

Okienna pompa ciepła - jak działa?

Okienna pompa ciepła opracowana przez startup GRADIENT jest urządzeniem typu monoblok. Wszystkie kluczowe elementy tej pompy ciepła znajdują się zatem na zewnątrz pomieszczenia (za oknem). Mowa tutaj o parowniku, sprężarce, skraplaczu, czyli jednym słowem całym obiegu czynnika chłodniczego. Urządzenie jest hermetyczne i w czasie montażu nie ma potrzeby ingerowania w jego układ chłodniczy. Do pomieszczenia ciepło dostarczane jest przez przewód z ciepłą wodą, który trafia do wewnętrznej części urządzenia. Wewnętrzna część urządzenia pełni rolę klimakonwektora. Ciepła woda przepływa przez wymiennik ciepła, a przepływ powietrza wymuszony przez wentylator intensyfikuje dystrybucję ciepła w pomieszczeniu.

Konstrukcja pompy ciepła w oknie

Na poniższym zdjęciu widzimy konstrukcję urządzenia. Na pierwszym schemacie przedstawiono parownik, sprężarkę i dodatkowe elementy układu chłodniczego. Elementy te znajdują się w zewnętrznej części okiennej pompy ciepła. Funkcję skraplacza pełni wymiennik ciepła widoczny na drugim schemacie (szary prostopadłościan za złotym wymiennikiem ciepła).

Ograniczony hałas wewnątrz budynku

Wymiennik ciepła przekazuje ciepło do wody, która przez elastyczne połączenie hydrauliczne przepływa do wewnętrznej części okiennej pompy ciepła. Ciepło trafia do pomieszczenia za pośrednictwem wody, a cały obieg czynnika chłodniczego znajduje się na zewnątrz. Dzięki temu ograniczono hałas, a także rozmiar wewnętrznej części urządzenia. Kolejnym korzystnym aspektem takiej konstrukcji jest to, że czynnik chłodniczy, który “pracuje” pod wysokim ciśnieniem znajduje się na zewnątrz.

Komfort cieplny i sposób rozprowadzenia ciepła

W zdecydowanej większości pomieszczeń grzejniki montowane są pod oknami. Źródła ciepła montuje się pod oknami, aby uzyskać efekt kurtyny powietrznej przy przegrodzie zewnętrznej. W prezentowanym rozwiązaniu pompa ciepła jest zamontowana pod oknem, co spełniałaby te założenia. Taki sposób montażu jest jak najbardziej korzystny. W przeciwieństwie do zwykłego grzejnika, okienna pompa ciepła GRADIENT rozprowadza ciepło za pomocą wentylatora.

Podobnie jak w jednostce wewnętrznej klimatyzatora wymuszony ruch powietrza może powodować lekki dyskomfort.

Dawid Pantera - Viessmann

Dawid Pantera z firmy Viessmann dodaje również, że praca tego urządzenia nie musi mieć wpływu na odczuwalny komfort cieplny - wszystko zależy od przepływów powietrza. Na podstawie mocy jaką chcemy przenieść, aby ogrzać pomieszczenie można jednak przypuszczać, że urządzenie będzie działało podobnie jak klimatyzacja w trybie grzania.

Efektywność okiennej pompy ciepła

Wydajność chłodzenia urządzenia wynosi 9000 BTU/godz, czyli 2,64 kW. Z kolei wydajność grzewcza to 2,34 kW. Współczynnik CEER tej okiennej pompy ciepła (z ang. Combined Energy Efficiency Ratio) wynosi 10,8. Zgodnie z informacjami na stronie producenta, współczynnik ten przekłada się na koszty eksploatacji równie 64 dolarów rocznie przy założeniu średniego kosztu energii elektrycznej wynoszącego 13 centów za kWh i sezonowym użytkowaniu wynoszącym 8 godzin dziennie przez okres 3 miesięcy.

Zużycie energii i efektywność tego urządzenia jest trudna do porównania ze względu na to, że jest to urządzenie opracowane na rynek amerykański. W związku z tym producent nie prezentuje informacji standardowych dla Europy - takich jak etykieta energetyczna

Zużycie energii jak klimatyzator

Zdaniem Dawida Pantery z firmy Viessmann należy zakładać, że efektywność takiego urządzenia będzie kształtować się na poziomie tradycyjnego klimatyzatora pracującego w funkcji grzania. Efektywność będzie zatem niższa niż w przypadku klasycznego rozprowadzenia ciepła wodą grzewczą - będzie to jednak poziom akceptowalny.

Czy konieczne będzie dodatkowe źródło ciepła?

Urządzenie charakteryzuje się niewielką wydajnością grzewczą. Należy więc zakładać, że w okresie niskich temperatur konieczne będzie zastosowanie dodatkowego źródła ciepła. Konieczność zastosowania innego alternatywnego źródła ciepła to znaczne ograniczenie, zwłaszcza, że okienna pompa ciepła GRADIENT w przedsprzedaży 2 tys. dolarów, czyli ponad 9 tys. zł. Oznacza to prawie 4 tys. zł za 1 kW wydajności grzewczej. W przypadku tradycyjnej pompy ciepła, jednostkowy koszt mocy grzewczej to między 2 100 - 3 800 zł/kW.

Uzupełnienie brakującej mocy grzewczej innym źródłem może być utrudnione, ponieważ przestrzeń pod oknem jest już wykorzystana - nie będzie miejsca na klasyczne grzejniki. Ekspert z firmy Viessmann wskazuje, żę w tym przypadku pozostaje zastosowanie np. maty elektrycznej w podłodze. Przy pompie ciepła w oknie nie mamy również możliwości zastosowania grzałki elektrycznej.

Co z ciepłą wodą użytkową?

Kolejną kwestią, którą należy rozwiązać w przypadku okiennej pompy ciepła tego typu jest sposób przygotowania ciepłej wody użytkowej (c.w.u.). Stosując wyłącznie okienne pompy ciepła do ogrzewania domu/mieszkania, konieczne będzie zastosowanie elektrycznego podgrzewania c.w.u. (np. przepływowy podgrzewacz), lub stosowanie do tego dotychczasowego źródła ciepła. 

Rewelacyjne rozwiązanie do kamienic?

Zdaniem Roberta Kałużnego z firmy Panasonic, przewagą okiennej pompy ciepła GRADIENT nad klimatyzatorem okiennym jest to, że nie zasłania widoku z okna. Jego zdaniem, nie zmienia to faktu, że na zewnątrz znajduje się jednostka podobnych rozmiarów co klimatyzator.

Dlatego w kontekście europejskich standardów i kamienic nie jest to satysfakcjonujące rozwiązanie. Ciekawostką jest konstrukcja monoblok, która sprawia, że cały czynnik R32 jest na zewnątrz przez co kubatura pomieszczenia nie ogranicza zastosowania tego rozwiązania.

Robert Kałużny - Panasonic

Ograniczenia - okienne pomp ciepła

Okienna pompa ciepła od GRADIENT ma kilka ograniczeń. Jej montaż jest najprostszy w przypadku okien przesuwnych, podnoszonych do góry. W innych wypadkach jej montaż wymaga ingerencji w konstrukcję ściany lub okna. Dochodzi również kwestia szczelności przegrody po zamontowaniu tej pompy ciepła. Każde przerwanie, lub naruszenie warstwy szczególnie izolacji cieplnej lub akustycznej powoduje występowanie tzw. „mostka cieplnego” lub „mostka akustycznego”, co może spowodować pogorszenie komfortu cieplnego użytkowników. Okienna pompa ciepła nie jest jedyną alternatywą dla klasycznych pomp ciepła powietrze-woda z wodną instalacją centralnego ogrzewania. Na rynku są inne (również polskie) rozwiązania.

Okienne pompy ciepła - alternatywy

Od pewnego czasu na rynku dostępne są podobne rozwiązania, które również mają potencjał jeśli chodzi o montaż w kamienicach i budynkach objętych ochroną konserwatora zabytków. Przykładem mogą być pompy ciepła marki Innova, w których elementy występujące na zewnątrz budynku są zredukowane do minimum.

Jest to urządzenie typu monoblok, które nie posiada jednostki zewnętrznej (agregatu zewnętrznego). Cały układ chłodniczy tej pompy ciepła zabudowany jest wewnątrz jednostki znajdującej się w pomieszczeniu.

Pompa ciepła marki Innova nie wymaga montażu jednostki zewnętrznej. Jest to powietrzna pompa ciepła, która odbiera ciepła od powietrza zasysanego przez plastikowe kanały przechodzące przez ścianę zewnętrzną.

Podobnie jak w przypadku okiennych pomp ciepła montaż tego urządzenia jest prosty i szybki, a instalacja nie wymaga uprawnień F-gazowych.

Źródło: gradientcomfort.com, innovapolska.pl, GLOBENERGIA

Zdjęcie główne: gradientcomfort.com