Wymiana kotła c.o. na pompę ciepła

Do niedawna branża pomp ciepła koncentrowała się głównie na produkcji i rozwoju pomp przeznaczonych dla nowych budynków.

 

Jednak udział procentowy instalacji pomp ciepła w nowych domach jest już w wielu krajach europejskich bardzo wysoki (w niektórych krajach nawet 30-50%), a liczba budowanych nowych domów utrzymuje się na stałym poziomie, zatem perspektywy rozwoju tego rynku są już bardzo ograniczone.

 

Natomiast rynek dla zastosowań pomp ciepła zamiast kotłów w istniejących już domach jest przeogromny. Główną przeszkodą dla wymiany kotłów na pompy ciepła jest niedostosowanie pomp ciepła do pracy z instalacją wysokotemperaturową. Standardowe pompy ciepła mogą pracować z instalacjami grzewczymi o niskiej temperaturze wody (zwykle 35°C, a nie więcej niż 55°C), podczas gdy stare kotłowe instalacje c.o. pracują przy temperaturze 70-90°C.

 

Innym istotnym czynnikiem jest słaba izolacja cieplna w starych domach. Dla domów postawionych w technologii sprzed 30 lat potrzeba energii cieplnej na poziomie 200-300 kWh/m2·rok, zatem dla przykładowego domu o powierzchni 200 m2 trzeba by zainstalować dość potężną pompę ciepła o mocy 20-30 W. Byłoby to działanie nieracjonalne. Najpierw trzeba dom ocieplić i wymienić stare okna, żeby wystarczyła moc pompy ciepła rzędu 8-10 kW.

 

Rozwój zastosowań pomp ciepła w starych budynkach łączy się z coraz szerszym stosowaniem dwóch rozwiązań:

• opracowanie nowej generacji pomp ciepła, przystosowanych do współpracy z instalacją c.o. o wysokiej temperaturze wody, nawet do 75°C. Oczywiście, nie da się przechytrzyć praw termodynamiki i pompy pracujące w takich warunkach osiągają COP zaledwie 2-3;
• stosowanie systemu powietrze-powietrze bez instalacji c.o. w budynku.

Pompy wysoko–temperaturowe

Modernizację systemu ogrzewania w starym domu można różnie rozumieć. Może to być totalna wymiana całego systemu lub tylko niektórych jego elementów. System ogrzewania pompą ciepła – jak wiadomo – składa się z trzech głównych części: źródła dolnego, źródła górnego i pompy ciepła. W modernizowanym domu źródłem dolnym prawie zawsze jest powietrze, gdyż trudno sobie wyobrazić rozwiązanie z kolektorem poziomym, dewastujące pielęgnowany od lat ogród.

 

W zagospodarowanym otoczeniu domu nie ma też na ogół warunków do odwiertów pod sondy pionowe lub dwie studnie. Co do źródła górnego również nie ma swobody decyzji, gdyż najkorzystniejsze z punktu widzenia współpracy z pompą ciepła byłoby niskotemperaturowe ogrzewanie podłogowe, ale instalacja rur grzewczych w podłogach zamieszkałego budynku byłaby trudna do przeżycia dla domowników. Raczej trzeba pozostawić starą instalację c.o. i wymienić tylko kocioł na pompę ciepła.

 

Stare instalacje c.o. były projektowane na temperaturę wody 70-90°C. Uzyskanie temperatury wyższej niż 55°C w standardowej pompie ciepła nie jest możliwe. Wprawdzie po dociepleniu starego domu można nieco obniżyć temperaturę pracy instalacji c.o., ale nie bardziej niż do 65°C. Przygotowując się do ekspansji na rynku retrofit wielu producentów pracuje nad specjalnymi rozwiązaniami pomp ciepła, zdolnymi do pracy przy temperaturach 65-75°C. Trudności i ograniczenia wynikają z podstawowych praw fizyki. W jednym cyklu termodynamicznym nie można osiągnąć dowolnie dużych różnic temperatur między skraplaniem i parowaniem.

 

Ciąg dalszy w książce „Dom energooszczędny z pompą ciepła”