Przede wszystkim pompę ciepła powinno się dopasować do konkretnego budynku ze znacznie większą starannością i dokładnością niż kocioł. Obowiązują przy tym inne zasady, a stare nawyki i postrzeganie pompy jako prostego odpowiednika kotła jest szkodliwe.
Nowy czy remontowany dom?
Nowe domy są coraz bardziej energooszczędne, co oznacza, że do ich ogrzewania wystarcza mniej ciepła. Jeszcze 10 lat temu w średniej wielkości domu, o powierzchni 150 m², standardem był kocioł o mocy ponad 20 kW, a i pompy ciepła miały zwykle przynajmniej 10 kW. Dziś standard jest zupełnie inny i nieprzypadkowo pompy ciepła czołowych producentów np. linii Aquarea oferowane są w kilku wersjach - zaczynając od mocy 3 kW, aż do 16 kW, przy czym pełen wachlarz jednostek rozkłada się na urządzenia o mocach 3, 5, 7, 9, 12, 16 kW. Można więc dopasować pompę ściśle do potrzeb, zaczynając od nowych nawet pasywnych domów, a kończąc na starszych i zupełnie przeciętnych energetycznie. Pozwala to optymalnie wykorzystać możliwości urządzenia - zarówno zbyt niska, jak i zbyt wysoka moc negatywnie odbija się na efektywności pracy. Ponadto w przypadku pomp ciepła wzrost mocy wyraźnie podnosi cenę urządzeń. Tym bardziej nie warto przepłacać za jej zawyżenie bez potrzeby.
Różnica pomiędzy istniejącym i dopiero planowanym czy wznoszonym budynkiem nie polega tylko na różnicy w zapotrzebowaniu na ciepło. W nowym domu cały system grzewczy budujemy od zera i możemy go wykonać tak, żeby idealnie współpracował z pompą ciepła - nie tylko zapewniając odpowiednią ilość ciepła, ale i najmniejsze możliwe zużycie prądu, co przekłada się na niższe koszty eksploatacji. Nowe budynki są stawiane według norm określonych w Warunkach Technicznych (obecnie WT 2021), dzięki czemu wiemy w jakim standardzie są wykonane. To znacznie ułatwia określenie zapotrzebowania na ciepło. Bardzo często dla nowego budynku wykonany jest audyt energetyczny. Na jego podstawie łatwo i bardzo dokładnie można określić zapotrzebowanie na moc pompy ciepła. Oczywiście, krytyczna weryfikacja ostatecznych wyników jest niezbędna.
Większe wyzwanie stanowią budynki istniejące, w których musimy dopasować pompę i układ hydrauliczny do tego, który już w nim jest. Istotne jest nie tylko to czy mamy tam grzejniki, czy podłogówkę, ale też jakie są średnice rur użytych w instalacji, czy jest ona typu zamkniętego, czy otwartego, czy podzielono ją na niezależnie sterowane części itp.
Samo określenie zapotrzebowania na ciepło dla takiego budynku jest znacznie trudniejsze. Potrzeba tu bardzo dużej dokładności, a należy uwzględnić grubość izolacji ścian, podłóg i dachu, współczynnik U okien i drzwi. Pomocne jest sprawdzenie dotychczasowego zużycia paliwa, jednak potrzeba sporej wiedzy, żeby przy tym trafnie ocenić rzeczywistą sprawność zainstalowanego kotła.
W praktyce najlepiej jest wykonać obliczenia zapotrzebowania na ciepło w oparciu o kilka metod, a następnie krytycznie zestawić ich wyniki. Dlatego tak istotny jest wybór dobrego instalatora, najlepiej akredytowanego, którego zadaniem będzie właśnie poprawne dokonanie tych obliczeń.
Z podłogówką czy grzejnikami?
Podstawową różnicą pomiędzy tymi dwoma sposobami ogrzewania jest powierzchnia wymiany ciepła. Podłoga ma wielokrotnie większą powierzchnię niż grzejniki. Nawet jeżeli grzejnik ma konstrukcję zwiększającą tę powierzchnię oraz ilość przekazywanego ciepła, to i tak przy tej samej temperaturze wody w instalacji odda on o wiele mniej ciepła niż cała podłoga w pomieszczeniu.
Jako maksymalną temperaturę zasilania w warunkach projektowych (na wylocie z pompy) przyjmuje się 35°C w przypadku ogrzewania podłogowego, oraz 50-55°C w wariancie z grzejnikami. Różnica 20°C to naprawdę dużo dla pomp ciepła. Można przyjąć, że wzrost temperatury na zasilaniu o 1°C, wpływa na spadek COP pompy o 2-3%. Należy też pamiętać, że przy wyższej temperaturze wody w obiegu c.o. spada nie tylko sprawność, ale również moc większości pomp. Jest to najbardziej odczuwalne przy niższej temperaturze zewnętrznej.
Dla pomp ciepła testem ich możliwości są okresy dużych mrozów. To moment, gdzie potrzebne jest zapewnienie projektowego zapotrzebowania na moc i maksymalna temperatura wody w obiegu. W okresach przejściowych (a szczególnie wiosną i jesienią) wystarcza niższa temperatura wody. Tę zależność wykorzystuje sterowanie pogodowe, dzięki czemu pompa pracuje bardziej ekonomicznie. W praktyce przez zdecydowaną większość sezonu instalacje ogrzewania podłogowego można zasilać wodą mającą mniej niż 30°C, a grzejniki ok. 45°C.
Trzeba też pamiętać, że moc większości pomp mocno spada przy niskiej temperaturze zewnętrznej, szczególnie poniżej -7°C. Jednak nie dotyczy to wszystkich pomp. Te z serii T-CAP utrzymują nominalną moc grzewczą przy -20°C, a są w stanie działać nawet przy -28°C na zewnątrz. To wyjątkowe urządzenia pozwalające zastosować pompy do budynków o znacznym zapotrzebowaniu na moc, nie zwiększając znacznie ich mocy nominalnej. Dzięki temu taka pompa nie tylko wystarcza jako jedyne źródło ciepła nawet w największe mrozy, ale dużo lepiej pracuje w okresach przejściowych stanowiących największą część okresu grzewczego, kiedy to temperatura zewnętrzna wynosi od +7°C do -7°C. W praktyce taka pompa, o gwarantowanej stałej mocy, może okazać się sporo tańsza od urządzenia, które wysoką nominalną moc osiąga dopiero przy +7°C na zewnątrz, zaś przy -15°C nie osiąga nawet połowy jej wartości.
Grzałka elektryczna - czy jest się czego obawiać?
Jaka powinna być moc pompy ciepła? Najkrócej mówiąc - taka, jakiej potrzebujemy w warunkach projektowych dla danego budynku. Dlatego przy doborze mocy pompy najlepiej skorzystać z pomocy fachowca (a najlepiej akredytowanego instalatora), który potrafi analizować kluczowe dane. Użycie grzałki podczas pracy pompy ciepła w trakcie sezonu grzewczego jest wręcz niezbędne. Jednak przy odpowiednio wykonanym doborze pracuje ona nie dłużej niż przez 3% okresu grzewczego. Tak więc nie będzie potrzebna przez 97% czasu, ale w szczególnie trudnych warunkach zapewni pokrycie zapotrzebowania budynku na ciepło.
Pompy ciepła linii Aquarea są standardowo wyposażone w grzałki elektryczne. Mogą one pełnić dwie funkcje. Po pierwsze zapewniają rezerwowe ogrzewanie na wypadek awarii pompy. Po drugie, w razie potrzeby pełnią rolę szczytowego źródła ciepła. Pracują wtedy jednocześnie z pompą ciepłą, a ich sumaryczna moc pokrywa maksymalne zapotrzebowanie budynku na ciepło. Dzięki temu moc pompy może być nieco niższa niż maksymalne zapotrzebowanie budynku na moc cieplną. Taki dobór jest zgodny ze sztuką.
Patrząc na rozkład temperatur w okresie grzewczym, temperatury poniżej -10°C stanowią około 5% okresu grzewczego. W pozostałych 95% okresu grzewczego mamy do czynienia z okresem przejściowym, gdzie zapotrzebowanie na moc jest znacznie niższe niż maksimum przyjmowane przy projektowaniu, a więc dla temperatury zewnętrznej około -20°C. Jeżeli zaś pompa będzie miała niepotrzebnie zawyżoną moc nominalną, to nie będzie ona w stanie odpowiednio modulować swej mocy, czyli obniżać jej, gdy na zewnątrz jest cieplej. W konsekwencji będzie zaś działać z mniejszą sprawnością, a więc zużycie prądu i koszty ogrzewania będą wyższe. Dlatego bardzo ważny jest dobry dobór, z uwzględnieniem tzw. punktu biwalencji, czyli takiej temperatury zewnętrznej, przy której pompę należy wspomóc grzałką elektryczną.
Ile potrzeba miejsca na pompę ciepła i jaką pompę wybrać, by zajmowała go najmniej
Pompy ciepła typu powietrze-woda wymagają montażu jednostki zewnętrznej poza budynkiem. Dzieje się tak dlatego, że za jej pomocą pobierają energię cieplną z powietrza otaczającego pompę. Agregaty mają różne wymiary, zależnie od modelu, natomiast zazwyczaj ich lokalizacja nie stanowi dużego problemu.
Ile miejsca potrzebujemy wewnątrz budynku? Wisząca jednostka wewnętrzna pompy typu split jest niewielka, wymiary zbliżone są do ściennych kotłów gazowych. W przypadku pomp typu monoblok w ogóle nie ma zaś jednostki wewnętrznej - do wnętrza budynku wychodzimy bezpośrednio rurami wodnymi. W obu przypadkach, jeżeli chcemy przygotować ciepłą wodę użytkową, potrzebny jest dodatkowy zasobnik, który zajmuje zdecydowanie więcej miejsca. W przypadku pomp ciepła zazwyczaj ma ok. 200 l. Duża pojemność wynika jednak z ekonomicznego punktu widzenia. Dla pompy ciepła najlepiej, jeżeli woda w zbiorniku ma około 45°C. Grzanie wody do wyższych temperatur jest nieekonomiczne, gdyż obniża sprawność urządzenia, a powyżej 53°C używana jest już grzałka elektryczna. Przy większym zasobniku ciepłą wodę można zaś czerpać z niego w odpowiednio dużej ilości już bez mieszania z zimną w punktach poboru (bateriach). Pod względem ekonomii pracy to najlepszy układ.
Jedyny problem to wygospodarowanie miejsca na duży zasobnik wody, tym bardziej, że ze względu na ciężar musi to już być zbiornik stojący, a nie zawieszony na ścianie. Tu idealnym rozwiązaniem okazują się pompy ciepła typu All in One Compact potocznie nazywane też "super kompaktowymi". Mają one wszystkie niezbędne elementy we wspólnej obudowie - zasobnik c.w.u., jednostkę wewnętrzną, naczynie wzbiorcze, pompę obiegową, niezbędne zawory itd. Wszystko estetycznie zamknięte w zwarty kształt, który na pierwszy rzut oka łatwo pomylić z typowej wielkości lodówką. Tym bardziej, że wymiar podstawy takiego urządzenia to 60 × 60 cm, dokładnie tyle, żeby bez trudu wkomponować je w ciąg sprzętów AGD i zabudowy choćby w kuchni. Wielką zaletą pomp ciepła All in One Compact jest to, że zajmują niewiele miejsca, estetycznie wyglądają, a ich parametry mogą być nawet wyższe, ponieważ wszystkie komponenty zostały optymalnie dobrane (np. powierzchnia wężownicy w zasobniku c.w.u.).
Zaprojektowane i zmontowane w całość fabrycznie urządzenie All in One Compact ma jeszcze te zalety, że łatwiej i szybciej się je montuje, zaś ryzyko popełnienia błędów montażowych zostaje zredukowane do absolutnego minimum. Taką pompę możemy postawić choćby w kuchni lub łazience - o ile mamy tam niezbędne przyłącza instalacji wodnej i doprowadzone zasilanie elektryczne. Jeżeli kotłownia już jest, możemy wykorzystać ją w zupełnie inny sposób. Zyskujemy czyste pomieszczenie, w którym możemy zrobić dodatkową łazienkę, pralnię czy spiżarnię.
Dodaj komentarz