Grzałka elektryczna w pompie ciepła pełni kilka zasadniczych funkcji. Przede wszystkim służy ona do:

• przeciwdziałania zamarzaniu pompy ciepła. Głównie w momencie, gdy urządzenie jest już zamontowane, ale budynek nie jest na razie użytkowany. Grzałka ma za zadanie zapobiec nadmiernemu wychłodzeniu budynku.
• zabezpieczenia przed zbyt niską temperaturą wody w instalacji. Zastosowanie grzałki umożliwia wstępne podgrzanie wody, dzięki czemu sprężarka nie zostanie uszkodzona. Dodatkowo, gdy temperatura wody w instalacji gwałtownie spada, może dojść do zamarznięcia wymiennika. Grzałka zapobiega również wystąpieniu takiej sytuacji.
• ogrzewania awaryjnego. W przypadku awarii pompy ciepła grzałka elektryczna może posłużyć jako zapasowe źródło ciepła. 
• ogrzewania szczytowego. Gdy temperatura spada poniżej pewnego poziomu, grzałka elektryczna może wspomóc pracę pompy ciepła. 

To właśnie ostatnia z tych opcji budzi najwięcej emocji. Inwestorzy obawiają się, że użycie grzałki jako źródła szczytowego doprowadzi do dużego wzrostu rachunków za prąd. Czy jednak są to obawy uzasadnione?

Kontrowersyjne źródło szczytowe

Istnieją określone zasady co do stosowania grzałki jako źródła szczytowego. W niemieckich wytycznych VDI 4546 oraz w siódmej części zaleceń opracowanych przez organizację PORT PC określono, że pompa ciepła powinna dostarczać aż 95% energii przez cały rok. Innymi słowy, jedynie 5% całkowitego rocznego zapotrzebowania na ciepło może być pokrywane przez grzałkę elektryczną. Jednak aby to osiągnąć, należy we właściwy sposób ustawić granicę biwalencji. 

Pod tym pojęciem kryje się graniczna temperatura, przy której pompa ciepła generuje mniejszą chwilową moc, niż wynikałoby to z zapotrzebowania budynku. W takiej sytuacji konieczne jest zastosowanie szczytowego źródła ciepła, którym może być także grzałka. Kluczem do sukcesu jest ręczne ustawienie tej temperatury w taki sposób, aby układ działał bezpiecznie przy jednocześnie najniższych możliwych kosztach. Według danych PORT PC granica biwalencji powinna mieścić się w przedziale od -13°C do -5°C na zewnątrz. Wybór odpowiednich parametrów zależy od strefy klimatycznej i średnich temperatur zewnętrznych. W Polsce najczęściej granicę biwalencji stanowi temperatura -7°C. 

Granica biwalencji ma swoje zastosowanie jedynie, gdy pompa ciepła pracuje w trybie monoenergetycznym. W tej sytuacji urządzenie jest wspierane dodatkowym źródłem ciepła. Rozróżnia się dwa podtryby monoenergetyczności: równoległy oraz alternatywny. Pierwszy z nich odnosi się do sytuacji, gdy pompę ciepła wspomaga grzałka elektryczna. Natomiast w trybie alternatywnym grzałka całkowicie zastępuję pompę ciepła, gdy temperatura spadnie poniżej granicy biwalencji. Najczęściej jednak projektanci stawiają na tryb pracy monoenergetyczny równoległy. 

• Zobacz również: Aktualizacja planu na kopciuchy! Ile dłużej poczekamy na ich wymianę?

Różne tryby pracy

W przeciwieństwie do trybu monoenergetycznego, pompa ciepła w trybie monowalentnym ma za zadanie w 100% pokryć zapotrzebowanie budynku na ciepło. W takiej sytuacji grzałka nie będzie uruchamiała się jako źródło szczytowe. Będzie ona używana jedynie w innych, wspomnianych wcześniej celach. Z kolei sama pompa ciepła w trybie monowalentnym będzie musiała charakteryzować się dużą mocą. Jest to oczywiście spowodowane brakiem dodatkowego źródła ciepła. Urządzenie musi więc pokryć zapotrzebowanie także w ekstremalnych temperaturach, które zdarzają się stosunkowo rzadko. W takim wypadku pompa ciepła będzie pracowała z pełną mocą kilka razy w roku, albo i w ogóle. Niekiedy dostępna moc grzewcza będzie znacznie przewyższała zapotrzebowanie na ciepło w budynku. W obliczu tego warto wyposażyć się w pojemny zbiornik buforowy, aby móc magazynować nadwyżki energetyczne.

I tutaj pojawia się pytanie, czy nie lepszym rozwiązaniem okazałaby się jednak grzałka elektryczna jako źródło szczytowe? Jeśli temperatura biwalencji została wyznaczona na poziomie -7°C, udział grzałki w ogrzewaniu budynku nie powinien przekroczyć 3%. Okazuje się, że użycie takiego wspomagania może znacznie obniżyć koszty inwestycyjne. Skorzystanie z trybu monoenergetycznego skutkuje mniejszą mocą pompy ciepła. A im większa moc urządzenia, tym jest ono droższe. Dlatego zastosowanie grzałki jest równoznaczne z niższymi kosztami inwestycyjnymi. Dodatkowo ograniczenie nadwyżek energetycznych pozwala na całkowite zrezygnowanie lub chociażby ograniczenie pojemności bufora. Tym samym redukuje się również koszty instalacji hydraulicznej. 

Czy grzałka jest niezbędna?

Mimo, że nie musi być stosowana jako szczytowe źródło ciepła, grzałka elektryczna stanowi niezbędny element instalacji pompy ciepła. Służy do zapewnienia prawidłowej pracy całego systemu. Również jej zastosowanie jako źródła szczytowego ma wiele plusów. Dzięki niej możliwe jest wydłużenie cyklu pracy pompy ciepła czy chociażby osiągnięcie wyższych wartości SCOP poprzez optymalizację pracy urządzenia. Jednak przede wszystkim użycie grzałki oznacza zmniejszenie kosztów inwestycyjnych. Korzystają na tym zarówno inwestorzy, jak i instalatorzy.