Hybrydy w domach oraz klimatyzacja VRF/WSHP w obiektach handlowych. Jak dobrać?

Dynamika rynku instalacji grzewczych i klimatyzacyjnych

Rynek instalacji grzewczych i klimatyzacyjnych zmienia się szybciej niż kiedykolwiek wcześniej. Z jednej strony mamy rosnące ceny energii i coraz ostrzejsze wymagania dotyczące efektywności budynków, a z drugiej - coraz szerszą ofertę nowoczesnych urządzeń, które potrafią pracować w bardzo różnych warunkach.

Dla inwestora czy projektanta oznacza to jedno: nie da się już „kopiować” starych schematów do nowych realiów. Trzeba rozumieć, jak konkretne systemy pracują, gdzie mają mocne strony, a gdzie ograniczenia.

W budownictwie jednorodzinnym i modernizacjach królują dziś pompy ciepła w duetach z innymi źródłami, czyli układy hybrydowe. To odpowiedź na realia polskiego klimatu, ale też na stan istniejących instalacji: często wysokotemperaturowych, opartych o grzejniki lub starsze kotły.

Dobrze zaprojektowana hybryda potrafi obniżyć koszty ogrzewania, poprawić wskaźnik EP, a przy tym nie wymagać rewolucji w całej kotłowni. Warunek jest jeden: system musi być dobrany świadomie, z uwzględnieniem punktu biwalentnego, parametrów pracy pompy oraz możliwości instalacji w budynku.

Jeszcze większa różnorodność pojawia się w obiektach handlowych. Parki handlowe to zupełnie inny świat niż galerie. W pierwszym przypadku najemca funkcjonuje niemal jak właściciel osobnego budynku i stawia na niezależne układy freonowe, najczęściej VRF albo split.

W galeriach sytuacja się odwraca: tu lokalu nie ogrzewa „własny agregat na dachu”, tylko urządzenie podpięte pod narzuconą przez zarządcę pętlę wodną, czyli system WSHP. Brzmi podobnie, ale od strony techniki, projektowania i eksploatacji to dwa różne porządki.

Właśnie dlatego warto rozłożyć te rozwiązania na czynniki pierwsze. Bo dopiero wtedy widać, gdzie pompa ciepła będzie działać jak dobrze naoliwiona maszyna, a gdzie — jeśli wybór będzie przypadkowy — zacznie generować koszty i problemy zamiast oszczędności.

Pompy ciepła w układach hybrydowych

W typowych budynkach mieszkalnych pompa ciepła ma dziś jedno kluczowe zadanie: zmniejszyć zużycie energii końcowej i podnieść udział OZE, co bezpośrednio przekłada się na lepszy wskaźnik EP oraz łatwiejsze spełnienie wymagań prawnych. W praktyce oznacza to, że pompa nie jest już ciekawostką technologiczną, tylko pełnoprawnym źródłem ciepła — często głównym, ale nie zawsze jedynym.

W polskich realiach spotyka się dwa podstawowe typy urządzeń. Pompy gruntowe kuszą stabilnością pracy, bo dolnym źródłem jest ziemia utrzymująca w miarę stałą temperaturę. To przekłada się na wysoką efektywność i spokojniejsze działanie zimą. Minusem są koszty wejścia: odwierty albo kolektor poziomy potrafią podnieść budżet inwestycji o dobre kilkadziesiąt procent.

Druga grupa to pompy powietrzne, dziś najpopularniejsze. Nie wymagają prac ziemnych, montuje się je szybko i relatywnie tanio. Trzeba jednak pamiętać, że ich sprawność jest mocno zależna od warunków zewnętrznych.

Im większy mróz, tym niższy COP, a przy dużej wilgotności urządzenie musi cyklicznie przechodzić w tryb odszraniania. To normalne zjawisko, ale w projektowaniu trzeba je uwzględnić, zwłaszcza gdy budynek ma wysoki apetyt na ciepło.

Punkt biwalentny i tryby pracy — czyli kiedy pompa potrzebuje wsparcia

Projektując system z pompą ciepła, kluczowe jest znalezienie granicy, w której urządzenie przestaje być samowystarczalne. Tą granicą jest punkt biwalentny, czyli temperatura zewnętrzna, poniżej której sama pompa nie pokrywa już zapotrzebowania budynku na ciepło. Od tego punktu zależy cały scenariusz pracy instalacji i sposób doboru mocy.

W teorii pompa może pracować monowalentnie, czyli pokrywać 100% potrzeb budynku. W praktyce w Polsce — szczególnie przy pompach powietrznych - byłoby to często przewymiarowanie, które podnosi koszt inwestycji bez realnych korzyści. Znacznie częściej spotyka się więc układy, gdzie pompa współdziała z drugim źródłem.

Czasem jest to tryb monoenergetyczny, kiedy pompie pomaga grzałka elektryczna. W domach modernizowanych bywa to jednak rozwiązanie mało opłacalne, bo w mroźne dni może wymagać dużej mocy przyłączeniowej. Z tego powodu popularność zyskują układy biwalentne, gdzie wsparciem jest inne urządzenie — na przykład istniejący kocioł gazowy.

W biwalencie alternatywnym pompa pracuje tylko do punktu biwalentnego, a później całkowicie przekazuje zadanie kotłu. To dobre wyjście tam, gdzie instalacja ma wysoką temperaturę zasilania i pompa nie ma już „koperty pracy” na dalsze działanie.

Z kolei biwalent równoległy to klasyka hybryd: pompa nie wyłącza się w mrozie, tylko działa dalej, a kocioł uzupełnia brakującą moc. Dzięki temu korzystasz z taniej energii z pompy tak długo, jak to ma sens, a kocioł wchodzi dopiero wtedy, gdy naprawdę trzeba.

Modernizacje - dlaczego warto zostawić kondesacyjny kocioł gazowy?

W starszych domach często działa jeszcze kocioł gazowy lub olejowy, a instalacja jest nastawiona na temperatury rzędu 50–60°C. W takiej sytuacji najlepszym podejściem jest zwykle pozostawienie kotła jako źródła szczytowego, a pompę potraktowanie jako podstawę pracy w większości sezonu. To nie tylko tańsze na starcie, ale też sprytne energetycznie: unikasz kosztów modernizacji przyłącza elektrycznego, które byłoby konieczne przy dużych grzałkach.

Druga rzecz to parametry zasilania. Efektywność pompy rośnie skokowo, gdy obniżasz temperaturę w instalacji - przykładowo przejście z 55°C na 35°C potrafi diametralnie poprawić opłacalność pracy.

Dlatego pompy kochają ogrzewanie podłogowe i inne systemy płaszczyznowe. Jeśli w modernizowanym domu zostają grzejniki, warto przynajmniej sprawdzić, czy nie da się obniżyć parametrów przez wymianę części odbiorników lub lepszą regulację.

Klimatyzacja w handlu — dwa światy: park i galeria

W obiektach komercyjnych nie ma jednego schematu. Najpierw trzeba odpowiedzieć na pytanie: czy mówimy o parku handlowym, czy o galerii. To rozróżnienie zmienia praktycznie wszystko - od wyboru urządzeń po sposób sterowania.

Park handlowy działa jak zbiór osobnych budynków. Najemca ma pełną odpowiedzialność za system i oczekuje niezależności. Z tego powodu dominuje tu technologia freonowa: splity, multisplity i przede wszystkim VRF. Często wybiera się jednostki z bocznym wyrzutem powietrza, bo są lżejsze i łatwiejsze do ustawienia na dachu czy przy elewacji.

Takie systemy potrafią ogrzewać lokal nawet przy -30°C, ale w projektowaniu i tak priorytetem jest chłodzenie - w sklepach zyski ciepła od oświetlenia, ludzi i urządzeń są ogromne. Grzanie bywa traktowane jako parametr wynikowy, który akceptuje się, o ile mieści się w sensownych granicach.

W galeriach handlowych logika jest odwrotna. Najemca nie instaluje własnego agregatu na zewnątrz, bo całość podpięta jest pod infrastrukturę obiektu. Kluczową rolę pełni system WSHP (Water Source Heat Pump), czyli pompa woda–powietrze współpracująca z pętlą wodną galerii.

To rozwiązanie bardzo wygodne dla znanych marek i dużych sieci: w lokalu montuje się urządzenie w suficie, doprowadza zasilanie i włącza się w obieg technologiczny narzucony przez zarządcę.

WSHP - jak działa pętla wodna w galerii

System WSHP opiera się na tym, że galeria dostarcza wodę o ustalonych parametrach. Zimą w pętli krąży woda mniej więcej o temperaturze 20°C, podgrzana w kotłowni wspólnej.

Pompa ciepła w lokalu odbiera z niej energię i grzeje powietrze w sklepie. Latem sytuacja się odwraca: woda w pętli ma około 30–36°C i jest chłodzona przez wieże chłodnicze na dachu obiektu. Pompa oddaje do niej ciepło, dzięki czemu lokal może być chłodzony.

Ważne jest ograniczenie praktyczne, o którym wielu inwestorów dowiaduje się za późno: rury w pętlach wodnych zwykle nie są izolowane, więc woda latem nie może mieć zbyt niskiej temperatury. Gdyby była zbyt zimna, na instalacji zaczęłaby się wykraplać wilgoć, co prowadzi do problemów z kondensacją, zawilgoceniem sufitów i ryzykiem awarii.

WSHP wymaga więc nie tylko dobrego doboru urządzenia, ale też zrozumienia, że parametry narzuca obiekt. Najemca może mieć własny sterownik w lokalu, ale w wielu galeriach sterowanie jest centralne i powiązane z godzinami pracy lub systemem BMS budynku.

VRF w parkach handlowych - niezależność, ale i większa odpowiedzialność

System VRF w parku handlowym to wybór dla tych, którzy chcą mieć pełną kontrolę nad komfortem. Urządzenia są dobierane indywidualnie pod lokal, a projektant musi bardzo precyzyjnie policzyć długości instalacji, spadki ciśnienia oraz ilość czynnika chłodniczego.

W takich obiektach często spotyka się jednostki kanałowe o wysokim sprężu, żeby powietrze można było prowadzić elastycznie siecią kanałów.

Jednocześnie w dużych sieciach handlowych pojawia się trend centralizacji. Marki typu CCC czy HalfPrice spinają wszystkie systemy w jeden układ nadzorczy, wymagając odpowiednich bramek komunikacyjnych i zgodności z protokołami.

Dla najemcy oznacza to wygodę i kontrolę z centrali, a dla projektanta - konieczność planowania instalacji nie tylko technicznie, ale też „informatycznie”.

To nie są te same pompy ciepła - kluczowa różnica, o której trzeba pamiętać

Choć w obu częściach mówimy o pompach ciepła, technologie te służą innym celom i pracują w innych środowiskach. W domach i biurach najczęściej spotkasz pompy powietrze-woda, które zasilają instalację CO i często przygotowują ciepłą wodę użytkową.

W galeriach natomiast WSHP to układ woda–powietrze, który bierze energię z pętli technologicznej i bezpośrednio ją oddaje do powietrza w lokalu. Niby podobne hasło, ale zupełnie inne warunki pracy, inna regulacja i inny sposób doboru.

CWU z pompą ciepła - praktyczne wyzwanie w domach

W budynkach mieszkalnych temat ciepłej wody użytkowej zawsze wraca jak bumerang. Pompa ciepła pracuje na niższych parametrach niż kocioł, więc przygotowanie CWU wymaga dobrze dobranego osprzętu. Najprostsze rozwiązanie to zasobnik z wężownicą, ale kluczowe jest, by ta wężownica miała dużą powierzchnię, inaczej pompa będzie długo „męczyć się” z podgrzaniem wody.

W większych obiektach albo tam, gdzie rozbiory są duże, lepiej sprawdzają się stacje świeżej wody i układy z wymiennikiem. Woda podgrzewana jest wtedy przepływowo lub trafia do bufora już jako „higieniczna”, co zwiększa komfort i bezpieczeństwo sanitarne.

źródło i zdjęcia: Bosch Home Comfort