Pompa ciepła jest urządzeniem zdolnym do transportu energii z bezpośredniego otoczenia budynku i wykorzystania jej do celów ogrzewania oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej. Tym, co wyróżnia pompy ciepła na tle innych urządzeń, jest fakt, że ilość energii odnawialnej pobranej z otoczenia jest kilkukrotnie wyższa od zużytej energii elektrycznej potrzebnej do przeprowadzenia tego procesu.
Pompy ciepła typu powietrze-woda to aktualnie jeden z najdynamiczniej rozwijających się segmentów rynku OZE. Niższe nakłady inwestycyjne potrzebne do kupna pomp powietrznych, w odróżnieniu od np. pomp ciepła typu solanka-woda, skłaniają inwestorów do stosowania właśnie tego rodzaju pomp, szczególnie w przypadku budynków jednorodzinnych.
W przeciwieństwie do urządzeń, których dolnym źródłem ciepła jest grunt charakteryzujący się niskimi wahaniami temperatury w okresie grzewczym, pompy ciepła powietrze-woda muszą jednak pracować przy zmiennych parametrach powietrza atmosferycznego. Przy dobieraniu tych urządzeń należy pamiętać, że ich moc spada wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej. Aby energia grzewcza mogła być dostarczana do budynku w optymalny sposób, nowoczesne pompy ciepła są wyposażone w system regulacji prędkości obrotowej sprężarki. Pozwala on na płynne obniżenie mocy grzewczej w okresie niższego zapotrzebowania, przy wyższych temperaturach powietrza atmosferycznego. Dzięki temu ciepło jest dostarczane w zrównoważony sposób. Wydłużają się cykle pracy urządzenia, co ma wpływ na żywotność podzespołów - podkreśla Michał Pleśniak, inżynier ds. inwestycji i projektu OZE w Vaillant Group.
Jak prawidłowo dobrać moc pompy ciepła powietrze-woda?
Jeżeli pompa ciepła ma być jedynym źródłem ogrzewania, należy zadbać o to, aby jej moc pozwoliła na pokrycie zapotrzebowania budynku dla warunków projektowych. Przy niskich temperaturach powietrza atmosferycznego następuje spadek mocy i sprawności pomp powietrznych. Dlatego też najczęściej te urządzenia dobiera się do pracy w trybie monoenergetycznym ze źródłem szczytowym w postaci grzałki elektrycznej.
Dobór mocy samej pompy ciepła dla 100% zapotrzebowania wiązałby się najczęściej z przewymiarowaniem urządzenia i wzrostem kosztów. Należy mieć na uwadze, że możliwości modulacji obrotów sprężarki mają pewne ograniczenia. W praktyce dobór pompy ciepła o zbyt wysokiej mocy mógłby oznaczać, że w okresach o umiarkowanych temperaturach minimalna moc generowana przez urządzenie grzewcze przewyższa zapotrzebowanie budynku. Prowadziłoby to do częstych cykli uruchomień, co jest niekorzystne dla sprężarki - wyjaśnia ekspert z firmy Vaillant.
W zależności od strefy klimatycznej dobrą praktyką jest taki dobór mocy pompy ciepła typu powietrze-woda w trybie monoenergetycznym, aby pozwoliła ona na pokrycie 100% zapotrzebowania na ciepło w temperaturach od ok. -8°C do -12°C. Poniżej tej temperatury (punktu biwalentnego) jest uruchamiane dodatkowo źródło szczytowe - grzałka elektryczna. W typowym sezonie grzewczym występuje niewiele dni z bardzo niskimi temperaturami. W związku z tym udział pracy dodatkowego źródła, przy prawidłowo dobranym urządzeniu, jest niewielki w skali roku i powinien wynieść poniżej 2%.
Na co zwrócić szczególną uwagę podczas planowania systemu z pompą ciepła?
Pompa ciepła osiąga najwyższą sprawność przy jak najniższej różnicy pomiędzy temperaturą górnego i dolnego źródła. Z czym się to wiąże?
W praktyce oznacza to dwie rzeczy:
- Pełne wykorzystanie potencjału tych urządzeń jest możliwe, jeśli dodatkowo skorzystasz z niskotemperaturowego systemu ogrzewania, np. ogrzewania podłogowego.
- Ciepło jest oddawane do instalacji również przy niższej różnicy temperatur (5-7 K). Wiąże się to z większymi przepływami, co oznacza konieczność stosowania rur o średnicy większej niż byłaby wymagana np. przy kotle gazowym. Z uwagi na niską różnicę temperatur należy również stosować niewielki rozstaw przy ogrzewaniu podłogowym (najczęściej 10 cm).
Podczas montażu jednostki zewnętrznej należy również zwrócić uwagę na prawidłowe wykonanie odpływu skroplin – poniżej głębokości przemarzania gruntu. Równie ważne jest usytuowanie urządzenia tak, aby było jak najmniej słyszalne. Warto unikać wewnętrznych narożników oraz nie umieszczać jednostki w sąsiedztwie np. okien sypialni.
Najczęstsze trudności w doborze pompy ciepła
W przypadku doboru urządzeń grzewczych najczęstszym problemem jest brak odpowiedniej informacji o budynku, zapotrzebowaniu i preferencjach klienta. Jak podkreśla Michał Pleśniak, inżynier ds. inwestycji i projektu OZE w Vaillant Group, wiele doborów odbywa się wyłącznie na podstawie powierzchni budynku, co jest sporym utrudnieniem dla instalatorów.
W praktyce oznacza to, że przy nowych budynkach urządzenia dobierane są najczęściej dla wartości 40-55 W/m2. Może to prowadzić do przewymiarowania instalacji. O ile w przypadku np. kotłów gazowych nie stanowi to większego problemu, to dla pomp ciepła może się wiązać ze znacznym zwiększeniem nakładów inwestycyjnych i nieoptymalną pracą urządzeń. Dlatego też niezwykle istotne jest zebranie jak największej ilości informacji. Idealną sytuacją jest znajomość OZC budynku.
Jeżeli nie mamy informacji o tym, jakie są projektowe straty ciepła budynku, należy przynajmniej sprawdzić:
- jaka jest powierzchnia ogrzewana,
- jakiego rodzaju są przegrody i ocieplenie budynku,
- na jaki parametr jest planowana instalacja,
- jakie jest zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową,
- czy budynek spełnia wymagania WT 2017 lub WT 2021, a w przypadku modernizacji - jakie było dotychczasowe zużycie paliwa.
Powyższe kryteria pozwolą na pewniejsze oszacowanie potrzebnej mocy urządzenia. Więcej informacji o doborze pomp ciepła znajdziesz na stronie www.vaillant.pl.
Porada eksperta Vaillant
fot. otwierająca: Vaillant
Skomentuj
