Najważniejsze informacje w skrócie:

  • Nowoczesne pompy ciepła, dzięki technologii wtrysku pary, są zdolne do pracy nawet przy mrozach sięgających -30 stopni Celsjusza, choć wiąże się to ze spadkiem efektywności energetycznej.

  • Właściciele pomp gruntowych mogą spać spokojnie, gdyż temperatura gruntu na głębokości powyżej 1,5 metra pozostaje dodatnia, co czyni te urządzenia całkowicie odpornymi na anomalie pogodowe panujące na powierzchni.

  • Największym zagrożeniem dla portfela nie jest wysoki rachunek za prąd, lecz ryzyko fizycznego zniszczenia jednostek typu monoblok w przypadku przerwy w dostawie prądu podczas silnych mrozów.

Pompy ciepła w zimie nie działają? Fizyka kontra ekstremalne mrozy

Mrozy, które obserwujemy za oknem, są sprawdzianem generalnym dla technologii pomp ciepła, ale nie oznaczają jej automatycznego paraliżu. Z punktu widzenia termodynamiki, urządzenia te nie wytwarzają ciepła, lecz przenoszą energię z otoczenia do budynku, realizując lewobieżny obieg termodynamiczny. Kluczowe jest zrozumienie, że dopóki temperatura na zewnątrz jest wyższa od zera absolutnego (-273,15 stopnia Celsjusza), w powietrzu wciąż znajduje się energia możliwa do odzyskania.

Niemniej jednak, gdy słupki rtęci spadają do -20°C lub -30°C, sprężarka musi wykonać tytaniczną pracę, aby „podbić” parametry czynnika chłodniczego do poziomu użytecznego dla domowego ogrzewania. W takich warunkach współczynnik wydajności (COP) drastycznie spada. Przy mrozie rzędu -20°C, dla ogrzewania podłogowego, pompa dostarcza około dwukrotnie więcej ciepła niż pobiera prądu, co wciąż jest wynikiem lepszym niż w przypadku zwykłych grzejników elektrycznych. Jednak przy temperaturach zbliżających się do -30°C, właściwości fizyczne czynników chłodniczych osiągają punkty krytyczne, co stanowi wyzwanie dla smarowania i mechaniki sprężarek.

Powietrzne pompy ciepła. Walka na pierwszej linii frontu

To właśnie ten typ urządzeń, najpopularniejszy w Polsce, jest najbardziej narażony na kaprysy aury. Powietrze przy -20°C ma znacznie mniejszą gęstość, co zmusza wentylatory do przetłaczania jego ogromnych mas. W starszych modelach, przy tak niskich temperaturach, moc grzewcza spadała drastycznie, często zmuszając system do całkowitego przełączenia się na grzałki.

Sytuację ratują nowoczesne technologie, takie jak EVI (Enhanced Vapor Injection) czy Flash Injection. Dzięki dodatkowemu wtryskowi pary czynnika do sprężarki, urządzenia te potrafią utrzymać nominalną moc grzewczą nawet przy -15°C, a przy -25°C zachowują około 75-80% swojej wydajności. Warto jednak pamiętać, że efektywność pompy powietrznej w takich warunkach jest ściśle powiązana z systemem odbioru ciepła w domu. Przy zasilaniu ogrzewania podłogowego (35°C) urządzenie wciąż pracuje w miarę oszczędnie, natomiast przy współpracy z tradycyjnymi grzejnikami (wymagającymi 55°C), sprawność spada o dodatkowe 30-40%, balansując na granicy opłacalności.



Analiza wydajności i ryzyka dla trzech głównych technologii.


🌬️ Powietrzna (ASHP)
Optymalne warunki

+7°C do +15°C
Najwyższy współczynnik COP (często > 5,0) i najcichsza praca.

Zachowanie przy -20°C / -30°C

Drastyczny spadek wydajności. Nowoczesne jednostki (EVI) pracują, ale z mocą niższą o 40-60%.

Temperatura krytyczna

-25°C do -28°C (blokada sprężarki).

Kluczowe ryzyka

Zamarznięcie wymiennika (Monoblok) przy braku prądu. Karbonizacja oleju.


🌍 Gruntowa (GSHP)
Optymalne warunki

Niezależne od pogody
Dolne źródło ma stałą temperaturę +5°C do +10°C.

Zachowanie przy -20°C / -30°C

Pełna stabilność. Pompa „nie czuje” mrozu. COP nie spada, wydłuża się jedynie czas pracy.

Temperatura krytyczna

Brak limitu temperatury powietrza.

Kluczowe ryzyka

Minimalne. Najbezpieczniejsza technologia na surowy klimat (np. Suwalszczyzna).


💧 Wodna (WSHP)
Optymalne warunki

Stałe +10°C
Najwyższe możliwe COP (5,5 – 6,5) dzięki stałej temperaturze wody gruntowej.

Zachowanie przy -20°C / -30°C

Pompa pracuje wydajnie, ale infrastruktura doprowadzająca wodę jest narażona na ekstremalne warunki.

Temperatura krytyczna

-30°C (dla infrastruktury)
Ryzyko zamarznięcia rur doprowadzających/zrzutowych.

Kluczowe ryzyka

Zamarznięcie studni lub głowicy. Wymaga zaawansowanej izolacji rur w strefie przemarzania.


Gruntowe pompy ciepła. Niewzruszona stabilność

Dla posiadaczy systemów gruntowych (GSHP), obecne mrozy są w zasadzie nieodczuwalne z perspektywy pracy urządzenia. Grunt na głębokości powyżej 1,5 metra utrzymuje w Polsce stabilną temperaturę między +5°C a +10°C, niezależnie od tego, czy na powierzchni panuje upał, czy syberyjski mróz.

Pompa czerpiąca energię z sond pionowych lub kolektorów poziomych „widzi” zatem dolne źródło o dodatniej temperaturze nawet wtedy, gdy na zewnątrz jest -30°C. Ekstremalny mróz wpływa jedynie na czas pracy urządzenia – musi ono działać dłużej, aby pokryć zwiększone straty ciepła budynku, ale jego sprawność (COP) pozostaje na wysokim, niezmiennym poziomie. Czyni to z pomp gruntowych najbezpieczniejsze rozwiązanie dla regionów o surowym klimacie, takich jak Suwalszczyzna czy tereny podgórskie.

Wodne pompy ciepła. Wysoka wydajność i ryzyko logistyczne

Urządzenia typu woda-woda, korzystające ze studni głębinowych, teoretycznie osiągają najwyższe wyniki sprawności, ponieważ wody podziemne mają stałą temperaturę około +10°C. Jednak przy ekstremalnych mrozach, rzędu -30°C, ten typ instalacji obarczony jest specyficznym ryzykiem awarii infrastruktury towarzyszącej.

Zagrożenie nie dotyczy samej pompy, lecz rurociągów doprowadzających wodę oraz systemu zrzutowego. Jeśli rury nie są zakopane poniżej strefy przemarzania gruntu lub jeśli głowica studni nie jest odpowiednio zaizolowana, może dojść do zamarznięcia przepływu. Wymaga to od właścicieli szczególnej uwagi i stosowania zaawansowanych systemów zabezpieczających.

Kiedy wkraczają grzałki i ile to kosztuje?

Wielu użytkowników obawia się momentu, w którym pompa ciepła przestaje samodzielnie ogrzewać dom. Jest to tzw. punkt biwalentny, zazwyczaj ustawiony w Polsce w okolicy -7°C do -12°C. Poniżej tej temperatury uruchamiają się grzałki elektryczne, które wspomagają pracę sprężarki.

Nie jest to awaria, lecz świadomy zabieg projektowy. Dobieranie pompy tak, aby samodzielnie radziła sobie przy -30°C, byłoby błędem ekonomicznym, skutkującym przewymiarowaniem urządzenia i jego szybszym zużyciem w cieplejsze dni. Nawet jeśli podczas obecnych mrozów grzałki pracują intensywnie, statystycznie działają one przez mniej niż 5% sezonu grzewczego, co nie rujnuje rocznego budżetu domowego.



Obecność lodu na obudowie to zazwyczaj fizyka, a nie usterka.


🔬 Termodynamika

Pompa pobiera energię, nie wytwarza jej. Wymiennik (parownik) musi być chłodniejszy od otoczenia.

W kontakcie z zimną powierzchnią metalu wilgoć z powietrza wykrapla się i natychmiast zamarza.


📉 Paradoks temperatury

Zjawisko jest intensywniejsze przy 0°C (wilgotne powietrze) niż przy siarczystych mrozach.

Przy -20°C powietrze jest bardzo suche, co ogranicza szronienie.

Lód podczas „syberyjskiej zimy” to często pozostałość wcześniejszych cykli lub problem z odpływem.


🔄 Defrost (odszranianie)

Sprawna pompa radzi sobie sama, odwracając obieg i kierując ciepło na zewnątrz.

Kłęby pary wydobywające się z urządzenia to normalny objaw topnienia lodu, a nie dym z pożaru.


⚠️ Kiedy lód jest problemem?

Gdy warstwa lodu nie znika mimo cykli odszraniania, blokuje przepływ powietrza.

Ryzyko: Uszkodzenie łopatek wentylatora pracującego pod ogromnym obciążeniem lub całkowity spadek wydajności grzewczej.


Najczarniejszy scenariusz. Zniszczenie monobloku

Realnym zagrożeniem, które może słono kosztować właścicieli pomp typu monoblok (gdzie cały układ hydrauliczny jest na zewnątrz), jest przerwa w dostawie prądu. Przy temperaturze -25°C, woda stojąca w zewnętrznych rurach i wymienniku ciepła może zamarznąć w ciągu kilkudziesięciu minut od zatrzymania pompy obiegowej. Prowadzi to do rozsadzenia wymiennika i konieczności wymiany całej jednostki.

Aby spać spokojnie, instalacje tego typu powinny być zabezpieczone specjalnymi zaworami zrzutowymi, które automatycznie opróżniają układ z wody przy spadku temperatury do +3°C, lub być zalane niezamarzającym płynem na bazie glikolu. Warto również wiedzieć, że większość producentów stosuje blokady programowe – przy spadku temperatury poniżej np. -28°C pompa może się wyłączyć, aby chronić sprężarkę przed zatarciem z powodu gęstniejącego oleju.

Czytaj także: 

Źródło: PolskieRadio24.pl/Michał Tomaszkiewicz