Jaka podłogówka z pompą ciepła?

Dlaczego w domach, które ma ogrzewać pompa ciepła zakłada się przede wszystkim ogrzewanie podłogowe? W takim układzie pompa ciepła pracuje po prostu oszczędniej, a więc mniej płacimy za ogrzewanie. Ponadto łatwiej jest uzyskać komfortową temperaturę we wnętrzach, szczególnie, gdy na zewnątrz panuje duży mróz.

Dzieje się tak przede wszystkim dlatego, że pompa jest z założenia urządzeniem niskotemperaturowym. Co oznacza, że im niższa jest temperatura wody, którą przygotowuje, tym lepiej. Jako standard przyjmuje się zaś temperaturę zasilania (czyli na wyjściu z pompy) zaledwie 35°, gdy współpracuje ona z ogrzewaniem podłogowym. Natomiast w domu z grzejnikami jest to 55°C. Dla pompy 20°C więcej to naprawdę dużo. Wprawdzie w razie potrzeby pompy Aquarea generacji L są w stanie podgrzewać wodę do jeszcze wyższej temperatury, nawet 75°C przy -10°C na zewnątrz. Jednak dzieje się kosztem mniej ekonomicznej pracy.

Dlatego warto zadbać o zapewnienie pompie warunków bliskich ideałowi, rzeczywiście niskotemperaturowego ogrzewania podłogowego. Bowiem podłogówka może być także lepiej lub gorzej przygotowana do współpracy z pompą. W nowym domu warto o tym myśleć już na etapie projektowania i unikać błędów. Jednak nawet w tych już istniejących pewne rzeczy można poprawić, tak, aby podłogówka spisywała się lepiej.

Zagęszczenie rurek

W przypadku ogrzewania podłogowego robionego na potrzeby współpracy z pompą ciepła bardzo charakterystyczne jest duże zagęszczenie rurek - najczęściej co ok. 10 cm, podczas gdy w układach z kotłem jest to 15 do 20 cm. To rzecz ważna przede wszystkim dlatego, że gęstości ich ułożenia nie da się już później zmienić. Co zrozumiałe, gęściej rozmieszczone rurki oddają więcej ciepła w przeliczeniu na 1 m² podłogi, nawet jeżeli temperatura płynącej przez nie wody jest taka sama. Ułożenie rur co 10 cm zamiast 20 cm podnosi moc grzewczą o kilkanaście do 20 W/m² w zależności od sposobu wykończenia podłogi, temperatury wody itd.

Układu i stopnia zagęszczenia rur nie można już później zmienić. Dlatego trzeba o tym zadecydować już na etapie projektu ogrzewania.

Na sprawę można spojrzeć także od drugiej strony. Takie dwukrotne zagęszczenie (10 zamiast 20 cm) daje mniej więcej taki sam przyrost ilości oddawanego ciepła, co podniesienie średniej temperatury wody o 4-5°C. W przypadku pompy ciepła nie jest to zaś mało. Zagęszczenie rurek szczególnie przydaje się zaś w sytuacji, gdy z jakichś względów zależy nam na podniesieniu mocy grzewczej. Tak jest zaś np. w pobliżu dużych okien (większe straty ciepła), w pomieszczeniach, gdzie dużą część podłogi zajmuje stała zabudowa lub meble (łazienki, kuchnie) lub sposób wykończenia podłogi utrudnia przekazywanie ciepła (chcemy ułożyć panele lub dywan). W instalacji z kotłem często w takich sytuacjach zakłada się podniesienie temperatury zasilania, jednak w przypadku pompy takie działanie byłoby po prostu szkodliwe.

Różnica temperatury zasilania i powrotu

W instalacji z kotłem typowa różnica pomiędzy temperaturą zasilania i powrotu wynosi zwykle 10°C (10 K). Może to być np. 40/30°C, czyli mamy 40 C na zasilaniu i 30°C na powrocie. W układzie z pompą standardowo przyjmuje się zaś różnicę tylko 5°C (5 K). Najczęściej mamy więc parametry 35/30°C. To korzystne dla samej pompy i tak je się zwykle projektuje. Ponadto rośnie wówczas średnia temperatura wody w rurach, skoro różnica pomiędzy zasilaniem i powrotem jest mniejsza. Można powiedzieć, że to kolejny sposób na zwiększenie temperatury podłogi oraz ilości oddawanego przez nią ciepła bez podnoszenia temperatury zasilania.

Trzeba jednak uprzedzić, że nie ma róży bez kolców. Mała różnica temperatury pomiędzy zasilaniem i powrotem oznacza, że aby woda "zostawiła" w pomieszczeniu taką samą ilość ciepła w układzie c.o. musi przepływać jej po prostu więcej w tym samym czasie. Dlatego fachowiec musi dobrać w nowej instalacji odpowiednio duże średnice rur. Zaś w przypadku już istniejącego ogrzewania podłogowego najprawdopodobniej konieczne będzie wyregulowanie na nowo przepływu na rozdzielaczach, dobranie nowych nastaw pomp obiegowych itd. W praktyce wymaga to poświęcenia przed wszystkim czasu przez fachowca, żeby wzajemnie dopasować ustawienia pompy oraz instalacji. Na szczęście, w przypadku pomp Aquarea instalator może za pomocą aplikacji Service Cloud zdalnie monitorować parametry ich pracy - i w razie potrzeby - skorygować ustawienia. Nie musimy więc zamawiać jego wizyty na miejscu.

To czym wykończymy lub przykryjemy podłogę ma bardzo duże znaczenie dla pracy pompy ciepła. Zwiększenie oporu cieplnego R materiału wykończeniowego może oznaczać konieczność podniesienia temperatury wody nawet o 10°C, żeby uzyskać taki sam efekt.

Temperatura podłogi i moc grzewcza

Kilka razy pojawiało się już pojęcie temperatury podłogi i jej mocy grzewczej. Jak łatwo się domyślić, te wartości są ze sobą ściśle powiązane - podłoga o wyższej temperaturze oddaje więcej ciepła. Jednak nie jest to zależność wprost proporcjonalna. Moc grzewcza szybko rośnie wraz ze wzrostem temperatury. Ponadto liczy się przede wszystkim różnica temperatury pomiędzy podłogą i powietrzem w pomieszczeniu. Wreszcie, temperatury powierzchni podłogi nie powinniśmy zbytnio podnosić nie tylko ze względu na ekonomię pracy pompy, ale i nasze odczucie komfortu.

Generalnie nie zaleca się raczej, żeby temperatura podłogi w miejscach gdzie przebywamy przez dłuższy czas (sypialnia, salon) przekraczała 26°C. Wprawdzie normy dopuszczają jako maksimum w takich miejscach nawet 29°C, jednak z założenia tak wysoka temperatura nie powinna być potrzebna poza okresami największych mrozów, czyli ok. -20°C.

Jaka jest więc zależność pomiędzy temperaturą podłogi oraz jej mocą grzewczą? Przy założeniu, że temperatura powietrza w pomieszczeniu wynosi 20°C zależność jest następująca:

• 26°C - 64 W/m²;
• 25°C - 52 W/m²;
• 24°C - 41 W/m²;
• 23°C - 30 W/m²;
• 22°C -19 W/m².

Warto dodać, że przy 29°C będzie to znacznie więcej, bo ok. 100 W/m². Jednak z założenia aż tak wysoka temperatura powinna być potrzebna jedynie w krótkich okresach. Jeszcze wyższe wartości - odpowiednio 33°C oraz 35°C (co odpowiada ponad 160 W/m²) - są dopuszczalne w łazienkach i tzw. strefach brzegowych w wąskim pasie wzdłuż ścian zewnętrznych. Jednak to wszystko przy założeniu, że z tak rozgrzana podłogą nie mamy kontaktu przez dłuższy czas.

Jaki jest jednak podstawowy wniosek, który powinniśmy wyciągnąć z powyższego zestawienia? Moc cieplna prawidłowo wykonanej podłogi grzejnej jest niezbyt wysoka, co nie stanowi żadnego problemu w nowych budynkach lub tych wzniesionych względnie niedawno. Czyli dobrze ocieplonych i o niewielkich stratach ciepła. W nich ok. 60 W/m² w zupełności wystarczy, nawet w czasie dużych mrozów. Natomiast w starszych domach z podłogówką obniżenie strat ciepła, przez ich docieplenie, może być bardzo wskazane. Ponadto warto zadbać o to aby nic nie utrudniało przenikania ciepła z podłogi do pomieszczenia.

Sposób wykończenia podłogi

Często dopiero na etapie robót wykończeniowych zapada decyzja o tym czym zostanie pokryta podłoga. O ile we wnętrzach z grzejnikami takie postępowanie jest do przyjęcia, to w przypadku podłogówki może to być duży błąd i przyczyna poważnych problemów. Bowiem o ile płytki ceramiczne prawie nie tłumią przekazywania ciepła to nie da się już tego powiedzieć o panelach, drewnianym parkiecie, a tym bardziej dywanach lub wykładzinie. Przy czym każdy z tych materiałów, np. panele, może przewodzić ciepło odczuwalnie lepiej lub gorzej w zależności od konkretnego modelu. Jeżeli zaś opór stawiany przepływowi ciepła będzie znaczny, to uda się go zrównoważyć dopiero przez podniesienie temperatury zasilania o kilka stopni. Czyli ostatecznie ogrzewanie będzie droższe, gdyż pompa będzie musiała pracować w mniej korzystnych warunkach, z niższym współczynnikiem sprawności COP.

Wskaźnikiem tego, jak bardzo materiał utrudnia przekazywanie ciepła jest jego opór cieplny R. Dla najczęściej stosowanych materiałów mieści się on w następujących granicach:

• 0,05 m²·K/W - płytki ceramiczne;
• 0,10 m²·K/W - typowe panele, bardzo cienka wykładzina;
• 0,15 m²·K/W - parkiet, średniej grubości wykładzina.

Z pozoru wszystkie te wartości wydają się bardzo małe. Jednak w rzeczywistości zmiana płytek na panele, czyli będzie wymagać podniesienia temperatury wody w obiegu o 4-5°C. Natomiast, jeżeli ułożymy parkiet lub wykładzinę temperaturę trzeba będzie podnieść nawet o 8-10°C. Tak duże zmiany oznaczają zaś nie tylko wyższe koszty ogrzewania, gdyż sprawność pompy (COP) na tym ucierpi. Ponadto, przy dużych mrozach może się okazać, że ogrzewanie w takim pokoju z podłogą pokrytą wykładziną nie jest wystarczająco skuteczne. Dobre pompy, takie jak Aquarea, będą w stanie podgrzać wodę do wyższej temperatury i równocześnie uzyskać wystarczającą wysoką moc nawet w czasie mrozów. Jednak "wąskim gardłem" w ogrzewaniu może okazać się ta nieodpowiednio wykończona podłoga, która uniemożliwi skuteczne przekazanie wytworzonego ciepła do pomieszczeń.

Jarosław Ankiewicz