Za mocna pompa ciepła, wysokie rachunki za prąd. Skąd problem i jak poprawić instalację

Pompy ciepła już nie są tak chętnie kupowane przez właścicieli modernizowanych domów. Na forach słychać narzekania na temat źle dobranych pomp ciepła do domu, przewymiarowanych, o zbyt dużej mocy. Był to częsty proceder nieuczciwych sprzedawców, którzy doradzali droższe urządzenia. W przypadku pomp ciepła najbardziej pożądana jest ciągła praca, za to przy jak najniższej temperaturze podgrzewanej wody. Wówczas te urządzenia pracują w sposób najbardziej ekonomiczny. Kolejną przyczyną niezadowolenia było montowanie pomp ciepła w domach nieocieplonych. W takiej sytuacji pompa ciepła pobiera bardzo dużo prądu, a przy tym jest nieefektywna i nie zapewnia komfortu cieplnego w budynkach do tego nie przystosowanych, ze starymi grzejnikami.

Czy pompa ciepła się psuje?

Przypadków, gdy pompa ciepła uległo już naturalnemu zużyciu lub awarii z racji wieku jest stosunkowo niewiele. Po prostu zwykle są to trwałe urządzenia, zaś dwadzieścia czy więcej lat temu pompy były rzadkością w polskich domach. Również przypadki, kiedy uzasadnione i opłacalne byłoby ich zastąpienie starych pompa ciepła  nowocześniejszymi i bardziej efektywnymi modelami są nieliczne. Nawet jeżeli te mające już kilkanaście lat wyraźnie ustępują im parametrami. W prawidłowo zaprojektowanej instalacji grzewczej taka pompa i tak sprawdza się całkiem dobrze.

Pompy ciepła coraz częściej zastępują kotły. W domach modernizowanych to przede wszystkim urządzenia typu powietrze/woda, fot. PERFEXIM

Nawet jeżeli np. pompa ciepła typu powietrze/ woda nie osiąga wystarczającej mocy grzewczej w czasie dużych mrozów, to najpewniej przewidziano jej wspomaganie za pomocą drugiego źródła ciepła, tworząc tzw. układ biwalentny. Jeżeli zrobiono to fachowo, to biorąc pod uwagę konieczność wydania kilkudziesięciu tysięcy złotych na nową pompę, pozbywanie się starszej - lecz w pełni sprawnej i właściwie dobranej do potrzeb budynku - się po prostu nie opłaca. Co innego, jeżeli pompa ciepła zaczyna szwankować, lub od początku dobrano ją źle.

Pompa ciepła zamiast kotła - co się zmienia w instalacji 

Jeden z najpopularniejszych w ostatnich latach wariantów modernizacji ogrzewania to zastąpienie kotła pompą ciepła. Jeżeli i my go rozważamy, to przede wszystkim powinniśmy mieć świadomość, że choć oba rodzaje urządzeń służą ostatecznie do tego samego, czyli podgrzewania wody w instalacji c.o. to każde z nich działa zupełnie inaczej, ma swoje szczególne cechy i odmienne ograniczenia. Najkrócej mówiąc, nigdy nie jest tak, że jeżeli mieliśmy kocioł o mocy nominalnej 15 kW to w zamiast niego montuje się pompę 15 kW i wszystko działa tak samo. Możemy mówić o trzech zasadniczych różnicach. Po pierwsze, pompa pobiera i przetwarza energię (ciepło) pochodzącą z otoczenia - z powietrza, ziemi lub wody. To dla niej tzw. źródło dolne.

W istniejących domach wykorzystuje się głównie pompy powietrzne. Najłatwiej jest je zamontować, gdyż nie wymaga to ingerencji w działkę - czyli robienia wykopów, odwiertów, bądź studni. Po drugie, zużywany prąd jest jedynie energią pomocniczą. W efekcie pompa może dostarczać do budynku nawet od 3 do 5 razy więcej energii w postaci ciepła, niż sama zużywa energii elektrycznej. Daje to niebagatelne oszczędności, jednak równocześnie oznacza ścisłą zależność od temperatury źródła dolnego.

Do każdej modernizacji trzeba podchodzić indywidualnie. W jednym budynku pompa ciepła sprawdzi się świetnie, w drugim bardziej uzasadniony może być montaż dobrego kotła, fot. DE DIETRICH

Najlepiej widać to właśnie na przykładzie pomp ciepła powietrznych. Im na zewnątrz jest zimniej, tym pompa pracuje z mniejszą sprawnością (spada jej współczynnik COP), a zwykle również z mniejszą mocą. W efekcie urządzenie w czasie mrozów zużywa najwięcej prądu, a równocześnie w przypadku większości pomp osiąga moc dużo niższą od nominalnej (np. 5 zamiast 10 kW). Po trzecie, im pompa musi mocniej podgrzewać wodę krążącą w instalacji c.o. czyli tzw. źródle górnym, tym gorsza jest jej sprawność oraz uzyskiwana moc. Krótko mówiąc, najkorzystniejsze jest ogrzewanie niskotemperaturowe, w granicach 35-40°C na zasilaniu. Kłopot w tym, że tyle wystarcza jedynie na potrzeby ogrzewania podłogowego lub specjalnych typów grzejników - np. klimakonwektorów i grzejników kanałowych z wentylatorami. Zasilanie typowych grzejników ściennych wymaga zaś podgrzewania wody do 55°C lub więcej. Przy czym temperatura zasilania musi być tym wyższa im na zewnątrz robi się zimniej. Czyli panują warunki najtrudniejsze dla pomp. Wiedząc o tych zależnościach łatwo zrozumiemy, dlaczego ogrzewanie starych budynków, z instalacjami przystosowanymi do wysokotemperaturowego ogrzewania kotłowego jest wyzwaniem dla pomp ciepła. Przez to niekiedy konieczne okazuje się np. zastosowanie specjalnych modeli wysokotemperaturowych. Przy czym wysokotemperaturowy zwykle oznacza ok. 70°C jako maksimum. Sposobem na poprawę efektywności może być również zastąpienie starych grzejników specjalnymi modelami lub wykonanie niskotemperaturowego ogrzewania płaszczyznowego - podłogowego, sufitowego lub ściennego. 

Czy pompę ciepła trzeba wymienić? Kiedy to ma sens

Nieco paradoksalnie, to właśnie część pomp ciepła zamontowanych w ciągu ostatnich kilku lat należałoby wymienić lub zasilane przez nie instalacje grzewcze poddać modernizacji. Szczególnie w 2022 i 2023 r., w związku z wojną za naszą wschodnią granicą, sprzedaż pomp ciepła wzrosła w sposób nigdy wcześniej nie notowany. Niestety, jednym z efektów tak znakomitej koniunktury był fakt, że na rynek trafiło sporo pomp ciepła o nieznanym pochodzeniu oraz bardzo wątpliwych parametrach. Zaś co być może jeszcze gorsze, zaczęli je sprzedawać i montować ludzie bez odpowiedniej wiedzy, doświadczenia i umiejętności. Właściwie należałoby dodać tu jeszcze dodać zwykłych naciągaczy, którzy w pełni świadomie wciskali naiwnym klientom byle jakie pompy ciepła. Na dodatek montując je w domach nijak nieprzystosowanych do takiego ogrzewania. Nawet w ogóle nieocieplonych, do tego z grzejnikami przystosowanymi do zasilania wodą o temperaturze 75°C lub więcej, podczas gdy pompa osiągała o 20 stopni mniej (55°C). I to już jako szczyt swoich możliwości, zaś aby jej eksploatacja była jakkolwiek ekonomiczna, powinna pracować przy temperaturze wody w obiegu ok. 40°C. Efektem spotkania nieuczciwych sprzedawców, marnych instalatorów oraz naiwnych klientów bez choćby podstawowej wiedzy były słynne w pewnym momencie „rachunki grozy” za prąd przy pompie ciepła.

Pompa ciepła działa źle - co da się poprawić

Na szczęście, w bardzo wielu sytuacjach efektywność pracy pompy ciepła można poprawić. Najważniejsze jest jednak wówczas prawidłowe zdiagnozowanie przyczyn problemów. Niekiedy wystarcza nawet sama zmiana ustawień pompy ciepła oraz dodanie właściwego sterowania pracą instalacji. Innym razem błąd tkwi w złym wykonaniu części hydraulicznej instalacji. Wreszcie, dokładnie ta sama pompa ciepła, zaczyna całkiem przyzwoicie działać dopiero po dociepleniu budynku. Oczywiście, zdarzają się i takie sytuacje, gdy pompy nic nie uratuje - bo jej jakość jest fatalna lub założono skrajnie nieodpowiedni model. Zdarzało się bowiem, że w okresie największego zapotrzebowania na pompy ciepła do polskich domów trafiały urządzenia przeznaczone do znacznie cieplejszego klimatu. A więc technicznie wcale niezłe, lecz zaprojektowane do użytku w Grecji, we Włoszech czy na południu Francji. Dlatego właśnie tak ważne jest, aby to dobry fachowiec projektował nową instalację z pompą ciepła lub poprawiał tę już istniejącą. Tu nie ma miejsca na błędy, pompę trzeba dobierać znacznie staranniej niż kocioł. Zaś sama instalacja grzewcza ma ogromne znaczenie dla pracy urządzenia. Instalacja c.o. dobrze pracująca w połączeniu z kotłem może wymagać istotnej modernizacji, aby zasilanie jej przez pompę ciepła także było efektywne.

Układ biwalentny - dobry sposób na lepszą pracę pompy

Jest jeszcze jeden sposób na poradzenie sobie ze zbyt małą wydolnością pomp w czasie dużych mrozów. Zamiast próbować zredukować straty ciepła (docieplenie budynku) oraz wymieniać grzejniki można zbudować instalację grzewczą wyposażoną w dwa źródła ciepła - pompę oraz kocioł, elektryczne grzałki lub nawet kominek. Chodzi o to, że w najtrudniejszych warunkach, gdy ogrzewanie pompą okazuje się niewystarczające, uruchamiane jest drugie, tym razem konwencjonalne, źródło ciepła. Przy czym może ono pracować równocześnie z pompą (wspomagać ją) lub całkowicie ją zastępować. Taki układ nazywamy biwalentnym.

Kocioł i pompa ciepła to powszechnie stosowany w starszych budynkach układ biwalentny. Pompa wystarcza przez większość sezonu grzewczego, zaś w czasie dużych mrozów uruchomiony zostaje kocioł, fot. DE DIETRICH

Od lat jest on typowym rozwiązaniem podczas termomodernizacji domu. Tym bardziej, że wiele pomp powietrznych ma po prostu standardowo wbudowane elektryczne grzałki wspomagające. W istniejących domach dość popularny jest też inny wariant, mianowicie z pompą i kotłem. Bardzo często jest to ten sam kocioł, z którego korzystano przed założeniem pompy. Dzięki temu unika się wzrostu kosztów inwestycyjnych. Jednak coraz częściej kupowane są też nowe zestawy złożone z kotła oraz pompy ciepła.

Czy trzeba wymieniać grzejniki do pompy ciepła?

Bardzo często modernizacja ogrzewania wiąże się z wymianą starych grzejników ściennych oraz zasilających je rurociągów. To czy taka operacja jest uzasadniona zależy przede wszystkim od oczekiwanego celu jej przeprowadzenia, oczekiwań konkretnego inwestora. Jeżeli głównym celem ma być poprawa estetyki, zastąpienie np. starych żeliwnych kaloryferów modelami wyglądającymi bardziej nowocześnie, to tak naprawdę nie ma o czym dyskutować. Bez wymiany się nie obejdzie. Sytuacja wygląda jednak zupełnie inaczej, jeżeli efektem ma być poprawa jakości ogrzewania - zmniejszenie zużycia paliwa albo poprawa efektywności działania pompy ciepła. Tu można powiedzieć, że motywacją zmian jest uzasadnienie natury technicznej. W instalacji z kotłem nie mamy co liczyć na obniżenie kosztów ogrzewania (mniejsze zużycie paliwa) dzięki zmianie rodzaju grzejników. Jednak w przypadku pomp ciepła sytuacja wygląda odmiennie. Tu można bardzo znacznie poprawić skuteczność ogrzewania oraz obniżyć koszty pracy pompy właśnie za sprawą montażu nowych grzejników. Oczywiście, nie jakichkolwiek ale takich, które osiągają wysoką moc cieplną pomimo niskiej temperatury zasilania. Tu mamy dwie możliwości doboru grzejników do pompy ciepła. Pierwszą jest założenie grzejników o typowej konstrukcji, np. płytowych, jednak bardzo dużych. To rozwiązanie proste i tanie, jednak nawet grzejnik zajmujący 2 m2 ściany nie będzie zbyt wydajny. Skuteczniejszym rozwiązaniem będzie założenie specjalnych grzejników z bardzo rozbudowanym ożebrowaniem i cichymi wentylatorami wymuszającymi ruch powietrza. Zwykle są to tzw. klimakonwektory albo grzejniki kanałowe. Ich moc jest rzeczywiście kilka razy większa niż w przypadku tradycyjnych kaloryferów. Można więc mieć wydajne ogrzewanie, zasilając je wodą o temperaturze np. 45°C. To zaś - bardzo pożądane w przypadku pompy ciepła - tzw. niskie parametry. Takie grzejniki nie są jednak tanie. Warto więc dobrze zastanowić się przed zakupem i poprosić specjalistę o policzenie, czy ich użycie faktycznie będzie konieczne.

Przeczytaj

Może cię zainteresować

Pompa ciepła czy kocioł pelletowy? Dlaczego warto wybrać pompę ciepła do ogrzewania domu? O co chodzi z tymi pompami ciepła? Powietrze-powietrze,...

Dowiedz się więcej

• Jakie są dotacje na pompę ciepła 2023 roku?
• Oszczędzaj z pompą ciepła!
• Pompy ciepła Buderus - innowacyjne rozwiązania dla zrównoważonego ogrzewania
• Czy pod pompę ciepła potrzebny jest fundament?
• Bufor ciepła 1000 l - kiedy warto stosować, a kiedy nie?
• Na co zwrócić uwagę kupując pompę ciepła?
• Wybór pompy ciepła do domu jednorodzinnego
• Hybrydowa pompa ciepła - wszystko, co musisz o niej wiedzieć
• Kiedy pompa ciepła się opłaca?
• Sposób na tanią ciepłą wodę - pompa ciepła Ecodan QUHZ CO2
• Monoblokowe, powietrzne pompy ciepła do nowych i modernizowanych budynków
• Zawór przeciwzamrożeniowy: niezbędny element ochrony pompy ciepła
• Cykl defrost w powietrznej pompie ciepła. Dlaczego jest tak niezbędny?
• Pompa ciepła do cwu i kocioł na pellet - jak sprawdzi się ten duet?

Zobacz więcej Zobacz mniej

Co daje sterowanie instalacją z pompą ciepła?

Odpowiednio dobrane sterowanie jest niezbędnym elementem każdej instalacji grzewczej. Niestety, elementem często niedocenianym i wykonywanym w sposób ewidentnie wadliwy. Tymczasem, nawet jeżeli kupimy bardzo dobry kocioł lub pompę ciepła oraz będziemy mieć prawidłowo dobrane grzejniki i rurociągi, to bez fachowo skonfigurowanego sterowania całość i tak nigdy nie będzie działać naprawdę dobrze. W efekcie w domu będzie albo zbyt gorąco, albo zbyt zimno, my za ogrzewanie będziemy płacić więcej, w skrajnych przypadkach kocioł lub pompa ciepła ulegną przedwczesnemu zużyciu.

Dodanie lepszego sterowania, regulacja hydrauliczna instalacji, wymiana grzejników to działania które mogą bardzo poprawić wydajność pracy pompy ciepła, fot. KELLER (GRUPA SBS)

Sterowanie ma bowiem zasadnicze znaczenie w kilku aspektach, gdyż od niego zależy:

• zgodna współpraca wszystkich elementów instalacji c.o.;
• koszty ogrzewania;
• poziom komfortu termicznego w domu;
• wygoda obsługi instalacji.

Chociaż w tym artykule poruszyliśmy kilka spraw, to temat bynajmniej nie został wyczerpany. O modernizacji ogrzewania w starym domu można by bowiem napisać całe książki, a i tak temat nie zostałby wyczerpany. Bowiem ile domów i instalacji, tyle jest specyficznych przypadków. Najważniejsze jednak aby zrozumieć, że na problem ogrzewania trzeba patrzeć z szerokiej perspektywy. Mamy tu bowiem mnóstwo wzajemnych zależności - grzejniki, które dobrze służyły przez kilkadziesiąt lat niekoniecznie sprawdzą się wraz z pompą ciepła, pompa ciepła nie będzie dobrze działać w nieocieplonym domu itd. Istotne jest, aby przy takim remoncie korzystać z pomocy naprawdę dobrych fachowców. Inaczej możemy wydać dziesiątki tysięcy złotych na modernizację i zakup pompy ciepła, która nie przyniesie w pełni zadowalającego efektu.