Wprawdzie okres grzewczy mamy już za sobą, to nadchodzi czas, aby pomyśleć o przyszłej zimie. Jeżeli budujecie dom czy planujecie remont systemu grzewczego – to w zasadzie ostatnia chwila na decyzje. Zwłaszcza jeśli myślicie o pompie ciepła zasilanej kolektorem gruntowym. Montaż takiego systemu oznacza prace ziemne, a na te czas najlepszy przed nami. A jeżeli macie jakieś wątpliwości postaramy się je rozwiać odpowiadając na najczęściej zadawane pytania, które dotyczą gruntowych pomp ciepła.
Fot. 1. Przy wyborze pompy ciepła wystarczy by klient wiedział do jakich celów chce wykorzystywać urządzenie. Mając tę informację, dostawca zaproponuje odpowiednie urządzenie. Fot. BOSCH1. Czy na każdej działce budowlanej można wykonać kolektor gruntowy?
W zasadzie tak, trzeba jednak wziąć pod uwagę to, jakiego typu dolne źródło ciepła zostanie zastosowane w systemie.
Jeżeli chcemy wykorzystać poziomy kolektor ciepła musimy dysponować działką o stosunkowo dużym metrażu. Moc kolektora zależy w tym przypadku od jego powierzchni. Ta z kolei będzie wynikiem badania gruntu, które określi nam czy na naszej działce znajdują się gleby wilgotne, dobrze oddające ciepło, a więc korzystne dla naszej instalacji, czy też niekorzystne gleby piaszczyste i suche. Dla gruntów wilgotnych przyjąć możemy moc kolektora w granicach 30–40 W/m², natomiast dla gruntów suchych wynosi ona 10– 15 W/m², w grę wchodzą więc tu jedynie działki o wielkości kilkuset metrów kwadratowych.
Gdy chcemy wykorzystać kolektory pionowe działka budowlana może być dużo mniejsza. Z drugiej strony i tu pewne warunki zależą od mocy kolektora. Moc kolektora rośnie oczywiście wraz z długością sond, a więc kolektor dużej mocy oznacza głęboki odwiert. Poza tym im głębiej sięga sonda tym stabilniejszy temperaturowo jest cały system. Dlatego odwierty mogą sięgać nawet 200 m w głąb ziemi. Do montażu takich systemów nie nadają się więc działki położone na terenach skalistych.
EKSPERCI FACHOWEGO INSTALATORA – od lewej: Grzegorz Łukasik Product Manager BOSCH TERMOTECHNIKA, Magdalena Sawicka-Balcerzak DAIKIN, Robert Kałużny Promotor A2W PANASONIC, Magdalena Skórska Projektant instalacji sanitarnych PRO-VENT2. Czy miesiąc uruchomienia instalacji z pompą ciepła w nowym budynku ma znaczenie?
Zanim odpowiemy na to pytanie, przypominamy – aby instalacja grzewcza z pompą ciepła pracowała w sposób poprawny, optymalny a także ekonomiczny, procedury pierwszego uruchomienia powinny zostać wykonane przez osobę do tego uprawnioną i odpowiednio przeszkoloną. Taki fachowiec posiada wiedzę na temat specyfiki uruchamianego urządzenia, jego automatyki oraz wytycznych producenta. Oczywiście instalacje towarzyszące (czyli dolnego i górnego źródła) muszą być prawidłowo przygotowane, co oznacza ich napełnienie i odpowietrzenie. W przypadku montażu ogrzewania podłogowego należy odczekać 21–28 dni po wylaniu posadzek, do wyschnięcia jastrychu.
Na pytanie odpowiada specjalista firmy Bosch: „Pompę ciepła można uruchamiać o każdej porze roku, gdy temperatura dolnego źródła jest nieco niższa niż górnego (centralnego ogrzewania). W okresie zimowym, jeśli instalacja grzewcza uruchamiana jest po raz pierwszy, może się okazać, że temperatura w gruncie jest wyższa niż w instalacji grzewczej. Jaki ma to wpływ na uruchomienie pompy ciepła? W prawidłowo działającym obiegu chłodniczym można wyróżnić dwie strefy: wysokiego i niskiego ciśnienia. Strefa wysokiego ciśnienia związana jest z instalacją grzewczą, a niskiego z instalacją dolnego źródła i to temperatura w nich panująca wpływa na poziom tych ciśnień. Jeśli temperatura w dolnym źródle jest wyższa/równa niż w centralnym ogrzewaniu to jest to stan zaburzony, ponieważ normalnie taka sytuacja nie występuje. Skutkiem tego pompa ciepła uruchamia się, ale nie dostarcza ciepła. Czasami urządzenie wchodzi w awarię niskiego ciśnienia. Aby uniknąć tej sytuacji i rozpocząć grzanie pompą ciepła, należy podwyższyć temperaturę w instalacji grzewczej, co wpłynie na podwyższenia ciśnienia w układzie chłodniczym pompy ciepła po stronie skraplacza (wymiennik ciepła współpracujący z instalacją c.o.). Podwyższenie temperatury wykonuje się poprzez rozgrzanie całej instalacji grzewczej lub jej fragmentu dodatkowym źródłem ciepła (grzałka elektryczna lub inne źródło). Po rozgrzaniu instalacji nie ma problemu z uruchomieniem pompy ciepła.”
Opisane wyżej warunki sprawiają również, że systemy z pompą ciepłą nie nadają się do wygrzewania i osuszania nowo powstałych budynków. Do tego celu najlepiej wykorzystać specjalistyczne dmuchawy dużej mocy – nie tylko unikniemy awarii systemu, urządzenia te wykonają zadanie szybciej oraz taniej.
3. Co powinniśmy uwzględnić dobierając powietrzną pompę ciepła do nowo wybudowanego domu?
Specjalista z firmy Pro-Vent podpowiada:„Przede wszystkim należy zastanowić się czy pompa ciepła ma być jedynym źródłem grzewczym budynku czy też w okresach najniższych temperatur będzie wspomagana pracą alternatywnego źródła ciepła. Moc grzewcza powietrznych pomp ciepła jest zależna od chwilowej temperatury dolnego źródła. W przypadku rozwiązań systemowych, w których wydajne dolne źródło ciepła (np. powietrzny bezprzeponowy gruntowy wymiennik ciepła) współpracuje z pompą ciepła przez cały rok wówczas można śmiało rozważyć takie rozwiązanie jako jedyne źródło ciepła i chłodu dla budynku. Jeżeli budynek ma być ogrzewany ciepłym powietrzem, niezmiernie ważna staje się kwestia poprawnej lokalizacji nawiewników oraz ich typu: ciepłe powietrze powinno być kierowane w dół, ku podłodze aby uniknąć sytuacji tworzenia się ciepłej poduszki powietrznej pod stropem. Z kolei w okresie letnim nawiew powietrza powinien odbywać się poziomo. Stąd, wybrany rodzaj nawiewnika powinien mieć możliwość regulacji kierunku nawiewu.”
Fot. 2. Do chłodzenia budynku latem można wykorzystać każdą pompę ciepła, która ma dostępną funkcję chłodzenia. Fot. DAIKIN4. Czy każdą pompę ciepła można wykorzystać do chłodzenia budynku latem?
Nie każda pompa ciepła może zostać wykorzystana jako urządzenie chłodzące pomieszczenia budynku. Do tego celu stosujemy pompy wyposażone w funkcję chłodzenia. W przypadku gdy budynek ogrzewany jest ciepłym powietrzem wentylacyjnym pochodzącym z pracy pompy ciepła, wówczas w okresie letnim tymi samymi kanałami wentylacyjnymi możemy doprowadzać do budynku chłodne powietrze. W związku z tym pamiętać trzeba, aby już na etapie projektu uwzględnić odpowiedni do takiej pracy rodzaj elementów nawiewnych.
5. Czy w celu wykorzystania powietrznej pompy ciepła do chłodzenia latem konieczne jest wcześniejsze zaplanowanie takiego systemu?
Zdecydowanie tak. W zasadzie wszystkie elementy takiego systemu mogą bowiem różnić się od systemu spełniającego jedynie funkcję grzewczą. Idealnym systemem dla ogrzewania i chłodzenia jest zastosowanie systemu jednolitego – klimakonwektorów lub wymiennika ciepła w instalacji wentylacji mechanicznej. Tradycyjne grzejniki nie są bowiem przystosowane do funkcji chłodzenia, natomiast system płaszczyznowy ma na tym polu ograniczone możliwości.
W poprzednim punkcie wspomnieliśmy już o wykorzystaniu odpowiednich elementów nawiewnych. Agnieszka Pióro z firmy Daikin dodaje: „Pamiętajmy, że należy zaplanować też rozmieszczenie urządzeń wykorzystywanych do chłodzenia (np. klimakonwektorów), doprowadzenie przewodów rurowych i odprowadzenie skroplin. Jeżeli wykorzystujemy instalację ogrzewania podłogowego do grzania, a klimakonwektory do chłodzenia pomieszczeń, koniecznie jest zabezpieczenie instalacji podłogowej przed wykropleniem wilgoci w posadzce.”
Fot. 3. W celu wykorzystywania przez powietrzną pompę ciepła tańszej, nocnej taryfy za energię elektryczną należy mieć na uwadze amplitudę temperatur powietrza oraz rachunek ekonomiczny, z którego wynika, że co najmniej 40% energii musi być konsumowane w tańszej taryfie, aby zabieg był opłacalny. Fot. PANASONIC6. Które elementy pomp ciepła mają największy wpływ na ich efektywność energetyczną?
Robert Kałużny z Panasonica tłumaczy: „Największy wpływ na efektywność energetyczną ma instalacja odbierająca ciepło z pompy ciepła, a dokładnie projektowa temperatura zasilania. Oznacza to, że efektywność jest najlepsza, gdy system ogrzewania jest niskotemperaturowy, a przygotowanie ciepłej wody również dostosowane do współpracy z pompą ciepła (odpowiednia wężownica grzewcza, pojemność podgrzewacza oraz nastawa temperatury). Z punktu widzenia układu chłodniczego na efektywność ma wpływ powierzchnia odbioru ciepła od powietrza, efektywność sprężarki, konstrukcja chłodnicza oraz automatyka.”
7. Czy podczas pracy pompy ciepła w upalny dzień powstaje nadwyżka energii, podobnie jak w przypadku kolektorów słonecznych?
W przypadku pomp ciepła współpracujących z kolektorem gruntowym takie zjawisko nie występuje. Przyczyną jest względnie stała temperatura gruntu, która utrzymuje się w ciągu roku nawet na stosunkowo niskiej głębokości, na której zakopywany jest kolektor poziomy. Z tego samego powodu nie używamy w zasadzie (w polskim klimacie) pojęcia temperatur granicznych dla systemów wykorzystujących odzysk ciepła z gruntu czy wody gruntowej. Poza tym automatyka wyłączy urządzenie po osiągnięciu zadanej temperatury czynnika grzewczego.
8. Czy pompę ciepła można tak skonfigurować by wykorzystywała tańszą, nocną taryfę za energię elektryczną?
Nowoczesne pompy ciepła to urządzenia posiadające szerokie możliwości programowania. Mówimy tu oczywiście o temperaturze, jaka ma być utrzymywana w domu oraz temperaturze ciepłej wody użytkowej, ale również o pracy według harmonogramu ustalonego przez użytkownika, czyli godzinach kiedy występuje tańsza taryfa za energię elektryczną. Przypomnijmy – tzw. „taryfa nocna” obowiązuje nie tylko nocą, ale również w ciągu dwóch godzin w ciągu dnia. Najczęściej są to godziny od 22.00 do 6.00 oraz od 13.00 do 15.00.
9. Co wpływa na wieloletnią i bezawaryjną pracę pomp ciepła?
Na bezawaryjną pracę każdego urządzenia, w tym pompy ciepła wpływa przede wszystkim użytkowanie ich zgodnie z zaleceniami producenta. Dotyczy to zarówno ich montażu, jak i zapewnienia im prawidłowych warunki eksploatacji. Mówimy tu o właściwym miejscu montażu urządzenia, odpowiednim osprzęcie oraz poprawnym podłączeniu elektrycznym i hydraulicznym, zapewnieniu stabilnego zasilania prądem itp. Niemniej ważny jest cykliczny przegląd serwisowy.
Pamiętajmy – to, czy pompa ciepła będzie spełniać swe zadanie największy wpływ ma pierwsza decyzja, której dokonujemy przy jej wyborze. Cały system zasilany przez pompę musi być zaprojektowany tak, aby spełniać wszystkie wymagania techniczne oraz pokrywać zapotrzebowanie budynku na moc cieplną.
