Pompa ciepła na miarę.


Podstawowym zadaniem projektanta i wykonawcy instalacji grzewczych jest zainstalowanie systemu zapewniającego komfort cieplny, najprostszego pod względem hydraulicznym i automatycznej regulacji, a przy tym najkorzystniejszego, gdy chodzi o koszty inwestycyjne i eksploatacyjne. 

Najważniejszą fazą inwestycji jest dobrze przemyślana koncepcja. Jeśli jest błędna, trudno ją zmienić podczas projektowania, jeszcze trudniej, montując instalację. Takie zmiany zwykle powodują wzrost kosztów inwestycyjnych.

Projekt

Projekt instalacji grzewczej jest częścią projektu budowlanego przygotowywanego przez biuro projektowe lub indywidualnie – przez architekta. Najczęściej przewiduje on ogrzewanie domu kotłem gazowym, olejowym lub na inne paliwo. Na jego podstawie uzyskuje się pozwolenie na budowę domu i często dopiero wtedy inwestor podejmuje decyzję o zmianie sposobu ogrzewania i zastosowaniu pompy ciepła. Projekt wymaga wtedy adaptacji wewnętrznych instalacji grzewczych, wentylacji i ewentualnie klimatyzacji do możliwości zasilania pompą ciepła. Czasem zmiany dotyczą także przegród budowlanych. Adaptację instalacji grzewczych należy pozostawić projektantowi sporządzającemu projekt budowlany. Wyjątkowo – na zlecenie architekta lub inwestora – może ją zrobić wykonawca centrali grzewczej, pod warunkiem że ma odpowiednie uprawnienia projektowe. Można też zlecić ją zewnętrznemu projektantowi. Firma, której powierzymy instalację pompy ciepła, powinna sporządzić projekt wykonawczy. Jeśli pierwotnie w projekcie, na podstawie którego uzyskano pozwolenie na budowę, przewidziano ogrzewanie domu kotłem, po zmianie rodzaju centrali grzewczej konieczna jest aktualizacja pozwolenia. Dobrze jest także wykonać nowy projekt wewnętrznej instalacji c.o., a przynajmniej obliczyć rzeczywiste zapotrzebowanie na ciepło. Wartości podawane w projektach budowlanych są najczęściej zawyżone, ponieważ wraz ze wzrostem zapotrzebowania na ciepło koszt inwestycyjny kotłowni gazowej czy olejowej wzrasta nieznacznie. W przypadku pompy ciepła wzrost ten jest jednak prawie proporcjonalny. Projekt wykonawczy centrali grzewczej z pompą ciepła powinien zawierać:
- schemat hydrauliczny i automatycznej regulacji z rozmieszczeniem czujników, połączeń elektrycznych, średnicami i rodzajem rur, z podaniem łącznej mocy grzewczej i ciśnień dyspozycyjnych centrali i poszczególnych obiegów grzewczych;
- zestawienie wszystkich urządzeń i zbiorników, pomp obiegowych, naczyń wzbiorczych oraz regulatorów automatycznej regulacji;
- usytuowanie podstawowych urządzeń, pomp, czujników regulatorów, a w razie konieczności również rozprowadzenie rur na rzucie centrali.
Opis techniczny do projektu powinien zawierać ogólny opis centrali z doborem pomp ciepła oraz specyfikację urządzeń. Muszą w nim także być wyczerpujące informacje na temat automatycznej regulacji i podstawowe założenia do ustawienia parametrów pracy systemu grzewczego. W przypadku dużych inwestycji powinno się jeszcze sporządzić projekt montażowy, który ma pomóc wykonawcy w montażu centrali grzewczej. Najczęściej ogranicza się on do schematu hydraulicznego i planu usytuowania urządzeń (dobór urządzeń, materiałów i technologii montażu jest najczęściej dokonany przez wykonawcę). W domach jednorodzinnych z prostymi instalacjami grzewczymi często się z niego rezygnuje. Ja jednak zalecałbym jego wykonanie, ponieważ prawie każdy przypadek ogrzewania pompą ciepła jest inny.

Dolne źródło ciepła

System grzewczy z pompą ciepła składa się z trzech podstawowych elementów: pompy ciepła oraz źródeł ciepła – dolnego i górnego. Rodzaj dolnego źródła decyduje o rodzaju systemu.
Powietrze. Pompa ciepła z powietrzem jako dolnym źródłem ciepła jest nie-słusznie oceniana jako najmniej efektywna. Myślę, że może być pod względem kosztów ogrzewania porównywana z pozostałymi. Wszystko zależy od warunków, rodzaju ogrzewania i sposobu użytkowania budynku. Jest zalecana zwłaszcza do budynków z istniejącym drugim tradycyjnym źródłem ciepła oraz do obiektów sezonowych, w których jest duże zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową. Może też pełnić funkcję samodzielnego źródła ciepła w domach usytuowanych na działkach o niewielkiej powierzchni oraz w sytuacji, gdy inwestor akceptuje nieco wyższe koszty ogrzewania w zamian za ograniczenie kosztów inwestycyjnych (rys. 1 s. 256).

Uwaga! W krajach o klimacie zbliżonym do polskiego i takich, w których zwraca się uwagę na porównanie kosztów inwestycyjnych i kosztów ogrzewania (na przykład w Szwajcarii czy Niemczech), układy z powietrzem jako dolnym źródłem ciepła są najbardziej rozpowszechnione wśród systemów grzewczych z pompami ciepła. Nie potrzebny jest projekt dolnego źródła, gdyż jest nim sama pompa, a dostęp do powietrza – jak dotychczas – jest nieograniczony.

Powietrzna pompa ciepła może być zainstalowana wewnątrz lub na zewnątrz budynku. W przypadku wewnętrznej podczas projektowania należy zwrócić szczególną uwagę na usytuowanie kanałów powietrznych – czerpalnego i wyrzutowego. Można je umieścić na parterze lub na poddaszu, raczej nie należy – w piwnicy. Pompa powinna być ustawiona na solidnym fundamencie (wykonanym zgodnie z zaleceniami producenta) o masie równej co najmniej połowie masy pompy i na ryflowanej gumowej płycie. Dzięki temu jej drgania nie będą się przenosiły na konstrukcję budynku, co często jest przedmiotem reklamacji ze strony inwestorów. Należy też zadbać o sprawne odprowadzenie skroplin z odszraniania parownika pompy (konieczne, gdy temperatura na zewnątrz spada poniżej +5°C). Jeśli w pomieszczeniu z pompą ciepła nie ma kratki ściekowej, są z tym problemy, ponieważ pompka kondensatu bywa zawodna i trzeba często czyścić jej filtr. W przypadku zewnętrznej powietrznej pompy ciepła szczególną uwagę należy zwrócić na usytuowanie króćca wydmuchowego. Powinien się znaleźć w bezpiecznej odległości od ścian, aby nie doszło do ich zawilgocenia w trakcie eksploatacji pompy. Skropliny najlepiej odprowadzać do kanalizacji deszczowej, a w razie jej braku do bytowo-gospodarczej lub do studzienki chłonnej o pojemności uzależnionej od chłonności gruntu. Brak odprowadzenia skroplin może spowodować zawilgocenie fundamentów i ścian budynku oraz doprowadzić do zakłóceń pracy pompy ciepła, a wręcz do jej „zamrożenia”. Niezbędnym elementem systemu powietrznej pompy ciepła jest bufor wody grzewczej. Oprócz tego, że pełni on funkcję sprzęgła hydraulicznego oraz magazynu ciepła, jest także źródłem ciepła do odszraniania parownika (rys. 2 s. 256).

Powietrzna pompa ciepła

Odpowiednio dobrana do warunków, rodzaju ogrzewania i sposobu użytkowania budynku może mieć efektywność nie mniejszą niż pompy ciepła czerpiące energię z wody albo gruntu.
 

Grunt. Są dwa rodzaje wymienników gruntowych – poziomy i pionowy. Poziomy jest na razie w Polsce najpopularniejszy (rys. 3). Ustalając jego wielkość, nie należy się kierować mocą grzewczą pompy, lecz zapotrzebowaniem budynku na ciepło. Trzeba też szacunkowo określić wydajność cieplną gruntu. Jest to najistotniejszy element, ważniejszy niż rozstaw rur i ich średnice, choć i one mają znaczenie. Dobranie wymiennika do „niedowymiarowanej” pompy ciepła może spowodować przekroczenie dopuszczalnej liczby godzin jej pracy i nadmierne wychłodzenie gruntu. Proces ten może być zauważony dopiero po kilku latach eksploatacji, a po kilkunastu może spowodować wymrożenie gruntu i widoczny spadek współczynnika efektywności pompy (COP). Przy zmniejszonej wydajności gruntu pompa ciepła przestanie spełniać swoje zadanie. Dla bezpieczeństwa należy więc przyjmować wydajność gruntu co najmniej 20 W/m2, a długość pętli zgodnie z wytycznymi producenta. Można przyjąć większą, jednak nieprzekraczającą 200 m. Należy wtedy indywidualnie dobrać pompę obiegową dolnego źródła. Temperatura solanki z wymiennika nie może być niższa niż 0°C. W interesie inwestora leży więc żądanie rzetelnego obliczenia (doboru) wymiennika gruntowego i skonsultowanie go z dostawcą pompy ciepła, by nie mieć problemów z pracą pompy ciepła nawet po upływie okresu gwarancyjnego. Wymiennik pionowy, popularnie zwany sondami ziemnymi, podobnie jak poziomy powinien być dobierany do zapotrzebowania na ciepło (rys. 4). Wydajność cieplną sondy ziemnej należy przyjmować dla bezpieczeństwa równą 40 W/m w przypadku małych pomp ciepła i 50 W/m dla dużych, przy założeniu że zostaną spełnione wytyczne dotyczące odległości między sondami. Zalecana odległość wynosi 5 m dla sond o głębokości 30 m i 10 m dla 100-metrowych. Sondy nie mogą sięgać głębiej niż 100 m, ze względu na możliwość przekroczenia dopuszczalnego ciśnienia statycznego (10 barów). Podstawową doboru wielkości wymiennika gruntowego są wytyczne projektowania zawarte w materiałach producenta pompy ciepła. Nie mogą być jednak przyjmowane bezkrytycznie. Strefy klimatyczne Niemiec czy Szwecji są łagodniejsze niż w Polsce (temperatura zimą nie spada tam tak nisko jak u nas). Liczba godzin pracy sprężarki wynikająca z rocznego zapotrzebowania na energię cieplną powinna więc być dostosowana do warunków klimatycznych danego regionu. Są to rozważania teoretyczne, trudno wyliczyć dokładne wartości.

Uwaga! Czas pracy sprężarki w ciągu roku należy przyjmować nie większy niż 2400 godzin, a zapotrzebowanie na energię cieplną co najwyżej 120 kWh/m2/rok. Wprawdzie prowadzi to czasem do przewymiarowania wymiennika gruntowego i wzrostu kosztów inwestycyjnych, ale pozwala uniknąć dodatkowych kosztów związanych z koniecznością jego powiększenia.

Gruntowa pompa ciepła

Pompy ciepła z wymiennikiem gruntowym poziomym są w Polsce najpopularniejsze. Wymiennik pionowy pozwala wprawdzie uzyskać lepszy efekt energetyczny, lecz sposób jego wykonania jest bardziej kłopotliwy i droższy.

Woda. System pomp ciepła z wodą jako dolnym źródłem jest reklamowany jako najefektywniejszy pod względem kosztów ogrzewana (rys. 5 s. 258). Aby rzeczywiście taki był, muszą być spełnione następujące warunki:
- woda musi mieć odpowiednią jakość pod względem chemicznym – nie może powodować korozji parownika pompy ciepła; trzeba uzyskać jej wiarygodną analizę chemiczną i biologiczną oraz pisemne potwierdzenie producenta pompy ciepła o jej przydatności;
- nie może mieć zanieczyszczeń mechanicznych, które zwiększałyby opory przepływu przez parownik;
- temperatura wody nie może być niższa niż 7°C;
- obieg wody powinien być zamknięty, bez kontaktu z powietrzem.
Wodę najczęściej czerpie się ze studni gruntowej, a po odebraniu od niej ciepła zrzuca do drugiej takiej studni. Zgodnie z przepisami obowiązującymi w UE jest zalecane czerpanie wody gruntowej, a nie głębinowej. Z gruntowej, zawierającej dużo żelaza wytrąca się ono w kontakcie z tlenem i w efekcie w rurach i parowniku powstaje osad zwiększający opory przepływu. Większe opory powodują spadek wydajności pompy głębinowej, a w konsekwencji zakłócenia pracy pompy ciepła. Często problemem jest też zdolność chłonna studni zrzutowej. Zwykle jest ona mniejsza od wydajności studni czerpnej, co powoduje jej przelewanie w czasie intensywnej pracy pompy ciepła, czyli wtedy, gdy temperatura na zewnątrz jest niska. Wylana woda zamarza, co prowadzi do oblodzenia otoczenia pompy. Aby uniknąć kontaktu wody gruntowej z parownikiem pompy ciepła, należy zastosować wymiennik pośredni. Ponieważ trzeba go często czyścić, lepiej zainstalować dwa, co umożliwi czyszczenie bez konieczności wyłączania pompy ciepła. Chociaż temperatura wody zmienia się nieznacznie w zależności od pory roku, można przyjąć, że średnio wynosi +8°C. W obiegu wymiennika pośredniego spada o około 2 K. Do pompy ciepła dociera więc woda o temperaturze około +6°C. Aby nie doszło do jej zamarznięcia, obieg należy wypełnić płynem niezamarzającym. Zastosowanie mieszaniny wody z glikolem zmniejsza współczynnik wymiany ciepła i prowadzi do zmniejszenia współczynnika COP. Trzeba więc w tym przypadku zastosować pompę ciepła solanka/woda. W domach jednorodzinnych można obniżyć ustawienie zabezpieczenia przeciwzamrożeniowego pompy, należy to jednak uzgodnić z jej producentem, aby nie utracić gwarancji. Coraz częściej spotyka się pompy ciepła wykorzystujące wodę z ujęcia wodociągowego. Taki system jest tańszy inwestycyjnie, ponieważ nie trzeba wiercić studni i woda jest od razu uzdatniona. Podstawowym warunkiem jest jednak odpowiednia wydajność rurociągu w miejscu ujęcia wody. Obieg wody pitnej i obieg parownika muszą być od siebie oddzielone wymiennikiem, co powoduje konieczność zastosowania w obiegu parownika podobnego rozwiązania jak w przypadku pompy ciepła solanka/woda. Wszystkie elementy instalacji mające kontakt z wodą pitną muszą mieć atesty higieniczne PZH, a to podnosi koszt instalacji.

Wodna pompa ciepła

Pompa ciepła, dla której dolnym źródłem ciepła jest woda gruntowa, umożliwia największe oszczędności na kosztach ogrzewania. Jej sprawne i efektywne działanie w dużym stopniu zależy jednak od jakości wody.


Pompa ciepła

Powietrze/woda.
Jej moc w dwojaki sposób zależy od temperatury zewnętrznej:
- bezpośrednio – od temperatury dolnego źródła, czyli powietrza;
- pośrednio – od temperatury zasilania instalacji c.o.
Przy określaniu mocy grzewczej i współczynnika COP należy brać pod uwagę zmienność obu temperatur. Współczynnik COP trzeba obliczać na podstawie statystycznych danych klimatycznych danego regionu. Dla projektantów niezaznajomionych bliżej z problematyką pomp ciepła szczególnie mylące jest podawanie mocy katalogowej pompy ciepła. Moc katalogowa 10 kW w rzeczywistości zmienia się od około 4,5 kW przy temperaturze zewnętrznej -20°C do 13,5 kW przy +16°C. Zapotrzebowanie na moc grzewczą maleje wraz ze wzrostem temperatury zewnętrznej, na przykład przy -20°C wynosi 4,5 kW, a przy najczęściej występującej w sezonie grzewczym temperaturze +3oC jedynie około 1,9 kW (przy mocy grzewczej pompy ciepła około 9,5 kW). Powietrzną pompę ciepła naj-lepiej dobierać do zapotrzebowania na moc grzewczą przy temperaturze na zewnątrz około -8°C. Do zapotrzebowania obliczeniowego 10 kW należy za-tem dobrać pompę o mocy katalogowej 10 kW zakładając dogrzewanie grzał-ką, gdy temperatura spadnie poniżej -8°C. Inwestor powinien być oczywiście o tym uprzedzony. Dobór powietrznej pompy ciepła na pełne zapotrzebowanie mocy przy obliczeniowej temperaturze zewnętrznej jest poważnym błędem projektowym. Tak jest w przypadku budynków nowo projektowanych. W istniejących, w których mają być pozostawione istniejąca kotłownia i instalacja centralnego ogrzewania grzejnikowego, sytuacja jest inna. Są dwie możliwości współpracy pompy ciepła z kotłem:
- praca biwalentna równoległa, gdy pompa ciepła pokrywa zapotrzebowanie na ciepło do określonej temperatury zewnętrznej, a przy niższej jest wspomagana kotłem gazowym lub olejowym (współpraca z kotłem na paliwo stałe jest trudna do zautomatyzowania);
- praca biwalentna alternatywna, kiedy pompa ciepła pokrywa zapotrzebowanie na ciepło do określonej temperatury zewnętrznej, a przy niższej kocioł gazowy lub olejowy przejmuje całkowite obciążenie. W przypadku kotłów na paliwa stałe przełączanie z pracy pompy na pracę kotła powinno się odbywać manualnie. Z doświadczenia wynika, że punktem biwalentnym równoległym będzie około -2°C, a alternatywnym -5°C. Wbrew obiegowym opiniom koszty ogrzewania przy pracy altrnatywnej pompy ciepła i kotła są tylko o mniej więcej 3% wyższe od kosztów pracy równoległej.
Solanka/woda. Taki rodzaj pompy jest obecnie najpopularniejszy. Czynnik uzyskujący ciepło z gruntu krąży w obiegu zamkniętym i nie ma z nim bezpośredniego kontaktu. Dzięki temu nie ma problemu z zanieczyszczeniem parownika i wpływem warunków zewnętrznych na jego przedwczesną korozję. Temperatura czynnika (najczęściej mieszaniny wody z glikolem) jest w przybliżeniu stabilna. Należy zwrócić uwagę na prawidłowy dobór pompy dolnego źródła. Jeśli zastosuje się kolektory inne niż zalecane przez producenta, te wbudowane w obudowę pompy ciepła nie zawsze są odpowiednie. Bardzo ważny jest materiał złączek i rur. Ponieważ temperatura czynnika wychodzącego z pompy może spaść poniżej 0oC, pomimo dobrej izolacji może dojść do wykraplania się wody i oszraniania, a nawet oblodzenia rur. Rurom z polietylenu czy polipropylenu oraz dobrze zabezpieczonym antykorozyjnie stalowym nic nie grozi, ale złączkom ocynkowanym lub kołnierzom pomp grozi przyspieszona korozja. Dlatego, o ile to możliwe, trzeba unikać pomp z połączeniami kołnierzowymi. Aby zapobiec wykraplaniu się wody na elementach instalacji dolnego źródła, należy zadbać o dobrą wentylację pomieszczenia z pompą ciepła. Wszystkie rurociągi i armatura powinny być też starannie zaizolowane kauczukową izolacją przeciwroszeniową.

Górne źródło ciepła

Składa się z części instalacji od króćców skraplacza pompy ciepła, zasobnika buforowego, pompy, zaworów regulacyjnych oraz instalacji centralnego ogrzewania z pompami obiegowymi i zaworami regulacyjnymi, czyli odbiornika ciepła. Jeśli centrala grzewcza wytwarza rów-nież ciepło do podgrzewania wody użytkowej, do górnego źródła zaliczają się też: zasobnik ciepłej wody, pompa obiegowa lub zawór przełączający i pompa cyrkulacyjna c.w.u. Poza niewielkimi odstępstwami przy pompie ciepła powietrze/woda górne źródło ciepła jest identyczne dla wszystkich rodzajów pomp.

Bufor
Montuje się go w większości instalacji z pompami ciepła. Wyjątek stanowią pompy ciepła solanka/woda z instalacją ogrzewania podłogowego o małej mocy i jednym obiegu grzewczym. Bufor pełni trzy ważne funkcje:
- sprzęgła hydraulicznego rozdzielającego obieg skraplacza od obiegu instalacji c.o. Można powiedzieć, że pompa ciepła ładuje bufor do wymaganej przez niego temperatury, a instalacja pobiera z niego tyle ciepła, ile potrzebuje;
- magazynu ciepła ograniczającego cykle włączania pompy ciepła, co zmniejsza pobór energii elektrycznej i przedłuża żywotność sprężarki;
- elementu umożliwiającego stabilną pracę instalacji i pompy ciepła. Pojemność bufora nie jest dowolna i ma związek ze sposobem użytkowania budynku. Przy użytkowaniu ciągłym i niezmiennej temperaturze pomieszczeń korzystna jest duża, gdy temperatura w pomieszczeniach zmienia się w różnych przedziałach czasowych, lepsza jest mniejsza. Według ogólnie przyjętych kryteriów powinna wynosić mniej więcej 10% natężenia przepływu przez skraplacz pompy ciepła. Na przykład dla pompy ciepła o mocy grzewczej 10 kW – pojemność bufora powinna wynosić około 120 l. Jeśli w budynku jest ogrzewanie mieszane (podłogowe i grzejnikowe), bufor jest wręcz niezbędny do optymalnej pracy systemu grzewczego. Bufor może być podłączony szeregowo lub równolegle. Połączenie szeregowe jest stosowane w instalacjach z jednym obiegiem grzewczym i zasobnikiem ciepłej wody użytkowej. W pozostałych przypadkach powinno być równoległe.

Ciepła woda użytkowa

Przy normalnym zużyciu ciepłej wody użytkowej jej zasobnik należy dobierać zgodnie z zaleceniami producenta pompy ciepła. Problem pojawia się, gdy zapotrzebowanie na ciepłą wodę jest małe, a pompa ciepła ma dużą moc grzewczą lub odwrotnie – zapotrzebowanie na ciepło do przygotowywania c.w.u. jest duże, a moc grzewcza pompy mała. Pompa ciepła o dużej mocy i małe zapotrzebowanie na c.w.u. Wężownica wbudowana w zasobnik ciepłej wody nie jest w stanie odebrać ciepła wytworzonego przez jedną sprężarkę pompy ciepła. W sezonie grzewczym można ustawić pracę pompy ciepła nie w priorytecie c.w.u., lecz na pracę równoległą. W sezonie letnim nie jest to możliwe. Zaleca się więc zastosowanie zasobnika ciepłej wody bez wężownicy oraz wymiennika pośredniego c.w.u. o mocy grzewczej dobranej do mocy wytwarzanej przez jedną sprężarkę. Nie jest to rozwiązanie optymalne pod względem kosztów inwestycyjnych oraz sposobu regulacji. Trzeba się liczyć z krótkim cyklem pracy pompy ciepła, a przy zwiększonym poborze ciepłej wody z jej niedogrzaniem ze względu na czas postoju sprężarki (zwykle minimum 20 minut). Można zainstalować elektryczny podgrzewacza ciepłej wody na wylocie z zasobnika do instalacji, ale takie rozwiązanie jest zwykle niechętnie przyjmowane przez inwestorów. Pompa ciepła o małej mocy i duże zapotrzebowanie na c.w.u. W takiej sytuacji zaleca się zainstalowanie zasobników ciepłej wody o odpowiednio dużej pojemności i dwóch oddzielnych pomp ciepła – jednej na cele grzewcze, drugiej do podgrzewania c.w.u. Czas podgrzewania ciepłej wody można przyjąć 8 h, co zmniejszy wymaganą moc grzewczą pompy ciepła.

Instalacja wewnętrzna centralnego ogrzewania
Dla prawidłowej pracy pompy ciepła szczególnie ważne jest odpowiednie dobranie parametrów wody grzewczej. Większość pomp ciepła dopuszcza spadek temperatury w instalacji o 7 K. Oznacza to, że w projekcie instalacji c.o. odbiorniki ciepła (grzejniki czy ogrzewanie podłogowe) powinny być dobrane właśnie dla takiego Dt. W przypadku ogrzewania podłogowego nie ma z tym problemu, może się natomiast pojawić przy grzejnikowym (w tabelach doboru są podawane parametry 55/45°C). Należy więc dobrać grzejniki indywidualnie, zakładając odpowiedni współczynnik korygujący odczytany z tabeli doboru, bywa też wyliczony na podstawie podanych w większości katalogów wzorów. Najwięcej błędów i nieporozumień napotyka się przy projektowaniu tak zwanego ogrzewania mieszanego (podłogowego i grzejnikowego). Jest to obecnie najczęstsze oczekiwanie klientów. Temperatura wody powracającej z instalacji ogrzewania podłogowego wynosi najczęściej około 30°C (przy minimalnej, obliczeniowej temperaturze zewnętrznej), temperatura wody powracającej z grzejników – 45°C. Średnia temperatura wody powracającej będzie zależała od proporcji mocy grzewczych obu obiegów (grzejnikowego i podłogowego). Jeśli moc grzewcza obu będzie równa, średnia temperatura wody powracającej wyniesie około 37,5°C, czyli temperatura zasilania mniej więcej – 44,5°C. To zbyt mało dla ogrzewania grzejnikowego. Dodatkowe ogrzewanie, na przykład grzałka elektryczna, musiałoby się włączać już przy temperaturze około +1°C (punkt biwalentny), co jest oczywiście nie do zaakceptowania. Dlatego grzejniki łazienkowe należy dobierać do parametrów ogrzewania podłogowego. Można podwyższyć temperaturę zasilania ogrzewania podłogowego do 45°C, uzyskując punkt biwalentny około -4°C. Najlepiej jednak starać się projektować oba systemy ogrzewania na zbliżone parametry wody grzewczej. Koszty eksploatacji ogrzewania mieszanego będą o mniej więcej 5% wyższe od jednolitego – płaszczyznowego.


Dobór systemu grzewczego z pompą ciepła do charakteru budynku

Istniejące domy z ogrzewaniem grawitacyjnym...
Mamy w nich najczęściej do czynienia z instalacją centralnego ogrzewania grzejnikowego przystosowanego do parametrów grzewczych kotłowni węglowej. Grzejniki mają przewymiarowane powierzchnie grzejne, a rury duże średnice. Taka sytuacja sprzyja wykorzystaniu istniejącej instalacji grzewczej do ogrzewania pompą ciepła. Jeśli w tak ogrzewanym budynku ocieplono ściany i wymieniono okna, zapotrzebowanie ciepła na pokrycie strat przez przegrody i wentylację pomieszczeń spadło o mniej więcej 50%. Powierzchnia grzejna grzejników jest więc na ogół wystarczająca do zapewnienia wymaganej temperatury wewnętrznej przy parametrach wody grzewczej osiągalnych przez pompę ciepła. Problemem może być jednak stan techniczny grzejników oraz zakamienienie instalacji spowodowane częstym sezonowym spuszczaniem oraz uzupełnianiem wody wynikającym z nieszczelności instalacji (co w starych instalacjach było normą).
...i pompowym. Inaczej jest w większości budynków wybudowanych po 1990 r. Mają one dostateczną izolacją cieplną, a ich instalacje grzejnikowe są przystosowane do parametrów pracy kotłów olejowych czy gazowych, mają niewielki zład, rury o małej średnicy i zawory termostatyczne. Nie są gotowe do zasilania pompami ciepła. W takich układach są dwie możliwości ich zastosowania:
- w systemie biwalentno-alternatywnym z istniejącym kotłem;
- po modernizacji centralnego ogrzewania w systemie biwalentno-równoległym z istniejącym kotłem.
Ciepła woda użytkowa. W istniejącej instalacji c.w.u. i cyrkulacji na ogół nie da się przystosować zasobnika ciepłej wody do zasilania go pompą ciepła. Powodem są zbyt mała pojemność i powierzchnia grzejna wężownicy. Należy zainstalować pojemnościowy podgrzewacz ciepłej wody o większej pojemności i z większą wężownicą przystosowaną do parametrów grzewczych osiąganych przez pompę ciepła. Istniejący podgrzewacz pojemnościowy można wykorzystać do zwiększenia pojemności zasobnika ciepłej wody lub do systemu solarnego albo współpracy z kominkiem z płaszczem wodnym. Nie jest to jednak profesjonalne rozwiązanie. Domy projektowane. Systemu grzewczego nie trzeba w nich przystosowywać do współpracy z pompą ciepła.Projektuje się go specjalnie w tym celu, najlepiej wybrać ogrzewanie podłogowe lub ścienne, ponieważ wymagają zasilania wodą o niższej niż grzejniki temperaturze, właśnie takiej jak z pompy ciepła. Dzięki temu niższe mogą być także koszty ogrzewania. Oszczędność w stosunku do ogrzewania kotłem olejowym lub gazowym na gaz płynny wynosi około 75%, a w porównaniu z kotłem na gaz ziemny mniej więcej 60%. Moc większości prawidłowo dobranych pomp ciepła jest jednak niewystarczająca do wysuszania budynku w pierwszym sezonie grzewczym. W tym okresie zapotrzebowanie na ciepło może trzykrotnie przekroczyć wartość obliczoną w projekcie, przewidzianą dla normalnej eksploatacji wysuszonego budynku (gdy dom ogrzewa się kotłem gazowym czy olejowym, problemu nie ma, ponieważ urządzenia te są zwykle przewymiarowane). Zdarza się więc, że niezadowolony inwestor reklamuje pompę ciepła jako źle dobraną (o zbyt małej mocy). Dlatego przed podpisaniem umowy warto uprzedzić go o konieczności wysuszenia budynku, na przykład elektrycznymi czy gazowymi nagrzewnicami. Ciepłem z pompy ciepła można zasilać także ogrzewanie grzejnikowe. W tym przypadku proponowałbym wybór pompy ciepła o parametrach grzewczych 65/57°C, dzięki czemu będzie możliwe szybsze dostosowanie temperatury wewnętrznej do zmieniających się warunków zewnętrznych. W przypadku zastosowania w budynku wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła i konieczności podgrzewania powietrza nawiewanego jest to nawet zalecane. Inwestorzy decydujący się na ogrzewanie grzejnikowe powinni jednak mieć świadomość, że koszty ogrzewania będą nieco wyższe niż w przypadku ogrzewania niskotemperaturowego (płaszczyznowego). Pompę ciepła można wykorzystać nie tylko do ogrzewania, ale także do chłodzenia. Chociaż w Polsce upalnych dni jest niewiele, zainteresowanie chłodzeniem pomieszczeń w upał jest coraz większe. Można je realizować, nadmuchując chłodniejsze powietrza systemem wentylacji mechanicznej (chłodzenie dynamiczne) lub chłodząc przegrody budowlane (chłodzenie statyczne). Doskonale nadają się do tego pompy ciepła solanka/woda z wymiennikiem gruntowym lub woda/woda ze studniami wody gruntowej. Źródłem chłodu może być system dolnego źródła wykorzystujący jedynie pompę obiegową bez udziału sprężarki. Chłód otrzymujemy prawie za darmo bez nakładów inwestycyjnych na klimatyzatory i kosztów ich działania. Jeśli w domu przewidziano wentylację mechaniczną, zalecany jest system chłodzenia dynamicznego. Jeżeli jej nie ma, ale jest ogrzewanie podłogowe, można zastosować chłodzenie statyczne instalacją ogrzewania podłogowego. Takie rozwiązanie może być jednak przez niektórych użytkowników źle tolerowane, zwłaszcza jeśli mają stopy wrażliwe na chłód. Przed podjęciem decyzji o wyborze takiego sposobu chłodzenia należy na to zwrócić uwagę.

Podsumowanie
Podstawowym zadaniem systemu grzewczego jest zapewnienie inwestorowi oczekiwanego komfortu cieplnego. Warto zdać sobie sprawę z tego, że niskotemperaturowy system z pompą ciepła (zalecany) zastosowany w budynku, który ze względu na sposób użytkowania wymaga częstych zmian temperatury w pomieszczeniach, może spowodować nie tylko dyskomfort użytkowników, ale także większe koszty eksploatacyjne niż system z wysokotemperaturową pompą ciepła. Błędem jest także powszechna niechęć do okresowego wspomagania pomp ciepła ogrzewaniem elektrycznym. Ilość pobieranej przy tym energii często nie przekracza 1% rocznego poboru, w zamian za to pozwala na ograniczenie kosztów inwestycji z pompą ciepła nawet o 20%.

Poznaj swoją przyszłość

Jedna z najlepszych wróżek w Polsce Wróżka Mira Elżbieta Sobczyk odpowiada na pytania na swoim Facebooku  lub przez e-mail. Problemy ze zdrowiem lub w sprawach "miłosnych" ? A może interesują Cię kwestie finansowe?  Sprawdź swoją przyszłość. Jej odpowiedzi pomogły już tysiącom ludzi w Polsce. Można się z nią skontaktować Jej profil na Facebooku lub http://twojawrozka24.pl
Podobne posty