Źródło górne grzeje pomieszczenia. To podłogówka, grzejniki lub jedno i drugie. Pompa ciepła najlepiej współpracuje z instalacją c.o. o niskich temperaturach, czyli z podłogówką.
(fot. Purmo)
Najprostszym rozwiązaniem jest system powietrze-powietrze, czyli ogrzewanie pomieszczeń nadmuchem ciepłego powietrza. Jest to system bardzo popularny w Europie, nie tylko w krajach południowych, ale również na północy, np. dominuje w Norwegii.
W Polsce jednak „porządny” dom musi mieć instalację c.o. z obiegiem wodnym, kiedyś wyłącznie z grzejnikami, ostatnio coraz częściej z ogrzewaniem podłogowym. System ogrzewania nadmuchiwanym powietrzem służy równocześnie do chłodzenia latem, dlatego tymi rozwiązaniami zajmujemy się w artykule „Pompa ciepła w klimatyzacji”, planowanym do lipcowego wydania BD.
Zasobnik buforowy
Moc grzewcza pompy ciepła nie zawsze odpowiada chwilowemu zapotrzebowaniu na ciepło, dlatego między pompą ciepła a obiegiem wodnym instalacji c.o. stosuje się zasobnik buforowy, tj. zbiornik z wodą „magazynującą” ciepło. Dzięki temu unika się częstego włączania i wyłączania pompy ciepła. Fachowcy nazywają to rozwiązanie „sprzęgłem hydraulicznym”, gdyż dzięki niemu pompa ciepła jest „odsprzężona” od obiegu wody w instalacji c.o. i może pracować niezależnie od chwilowych potrzeb instalacji grzewczej.
Gdy na przykład zawory termostatyczne zredukują strumień wody w instalacji grzewczej, to pompa ciepła nadal może pracować ze stałą wydajnością, oddając ciepło do zasobnika buforowego. Akumulowanie ciepła w zasobniku buforowym jest również korzystne z kilku innych powodów:
stabilizuje ogrzewanie w sytuacjach wyłączeń zasilania energetycznego;
eliminuje szumy przepływu w systemie rozprowadzania ciepła;
umożliwia modernizację instalacji grzewczej bez wymiany pompy ciepła.
Stosowanie zasobnika buforowego jest wręcz niezbędne w tzw. systemie biwalentnym, gdy poza pompą ciepła mamy jeszcze inne źródło ogrzewania – np. kolektory słoneczne lub kocioł. Wówczas w zasobniku buforowym następuje połączenie dwóch źródeł ciepła w jeden system grzewczy. Pojemność zasobnika buforowego zależy od wymaganej mocy grzewczej i w domu jednorodzinnym wynosi zwykle 200÷500 l. Oczywiście, im większa pojemność tym większa jest bezwładność cieplna systemu. W przypadku zastosowania w domu wyłącznie instalacji ogrzewania podłogowego, ze względu na wielką masę cieplną wylewki podłogowej, można zrezygnować ze stosowania zasobnika buforowego, jeśli jedyną jego funkcją miałaby być wyłącznie inercja cieplna, gdyż tę funkcję doskonale spełnia wylewka podłogowa.
Dlaczego podłogówka
Ktokolwiek interesuje się ogrzewaniem pompą ciepła, już na wstępnym etapie poznawania tej tematyki dowiaduje się, że najlepszym rozwiązaniem instalacji c.o. jest wodne ogrzewanie podłogowe, czyli tzw. podłogówka. Częstą reakcją na tę wiedzę jest konkluzja: „dobrze, to ja zrobię ogrzewanie podłogowe na parterze, ale w sypialniach na piętrze chcę mieć kaloryfery”. Łączenie ogrzewania podłogowego z grzejnikami to błąd, który może kosztować dodatkowe 1000 zł na każdy sezon grzewczy. To błąd z punktu widzenia minimalizacji kosztów eksploatacyjnych ogrzewania. Wiemy, że sprawność pompy ciepła, wyrażona współczynnikiem COP, jest odwrotnie proporcjonalna do różnicy temperatur źródła górnego Tg i dolnego Td.
Zatem im niższa jest temperatura pracy źródła górnego, tym większa sprawność. Niskie temperatury pracy mają te systemy c.o., w których wykorzystuje się bardzo duże powierzchnie grzewcze, czyli ogrzewanie płaszczyznowe – podłogowe, ścienne lub sufitowe. Najczęściej z pompą ciepła współpracuje ogrzewanie podłogowe o temperaturze czynnika grzewczego (wody w rurach) zaledwie 35°C (w domach o bardzo dobrej termoizolacji i dużej bezwładności cieplnej może nawet wystarczyć niespełna 30°C). Natomiast kaloryfery mają dużo wyższą temperaturę pracy. Nawet grzejniki panelowe niskotemperaturowe wymagają ok. 55°C.
Pompa ciepła wytwarzająca tak wysoką (jak dla niej) temperaturę źródła górnego nie osiągnie wysokiej sprawności, co odbije się niekorzystnie na kosztach eksploatacji. Oczywiście, instalowanie grzejników nie jest żadnym błędem technicznym, wszak pompy ciepła są na ogół przystosowane do pracy z grzejnikami o temperaturze do 60°C.
Jeśli położenie w sypialniach puszystych dywanów jest dla nas ważniejsze niż minimalizacja kosztów ogrzewania, albo w małej sypialni znaczną część podłogi ma zasłaniać łóżko o stelażu bez nóżek, to grzejniki są rozsądnym rozwiązaniem, chociaż warto również rozważyć ogrzewanie ścienne lub sufitowe. Ogrzewanie podłogowe nie tylko idealnie współpracuje z pompą ciepła – ma również wiele innych cennych zalet (ramka). Koszty inwestycyjne podłogówki wynoszą 150–200 zł/m2, jest to 30–40% drożej niż dla grzejnikowej instalacji c.o. przy porównywalnej powierzchni domu.
Im niższa jest temperatura pracy źródła górnego, tym większa jest sprawność pompy ciepła.
