Napompowani ciepłem

Pompy ciepła to urządzenia, które coraz częściej pomagają uzyskać komfort cieplny w naszych domach. Nie tylko wspomagają system ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej, ale również chłodzą czy pomagają wentylować budynki. Co najważniejsze – pozwalają na obniżenie kosztów ogrzewania.

Fot. 1. Optymalną pracę pompy ciepła będzie można uzyskać przy najniższej możliwej temperaturze zasilania do obiegu grzewczego, a więc dobór grzejników na np. delta T 55/45°C lub na ogrzewanie podłogowe.Fot. 1. Optymalną pracę pompy ciepła będzie można uzyskać przy najniższej możliwej temperaturze zasilania do obiegu grzewczego, a więc dobór grzejników na np. delta T 55/45°C lub na ogrzewanie podłogowe.

Nasi czytelnicy mają jednak wiele pytań dotyczących ich doboru, montażu i eksploatacji. Poprosiliśmy fachowców, aby pomogli nam odpowiedzieć na kilkanaście z nich.

 

1. Czy to prawda, że okres uruchomienia pompy ciepła ma wpływ na pracę urządzenia oraz koszty eksploatacji w pierwszym sezonie grzewczym? Kiedy należy dokonać optymalizacji pracy pompy ciepła?

Zanim odpowiemy na to pytanie, przypominamy – jeżeli chcemy, żeby 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.

Wracając do pytania – tak, okres uruchomienia pompy ciepła ma wpływ na pracę urządzenia oraz koszty eksploatacji w pierwszym sezonie grzewczym. Aby działało ono bezawaryjnie, koszty były jak najmniejsze, a praca optymalna – warto pamiętać o kilku zasadach.

Uruchomienie pompy powinno odbyć się nie prędzej niż 21 – 28 dni po wylaniu posadzek (ogrzewanie podłogowe) w okresie letnim. Jesienią, zimą i wiosną oprócz zachowania okresu 21 – 28 dni, należy wstępnie dogrzać dom alternatywnym źródłem ciepła, np. dmuchawą czy kominkiem. Pozwoli to na częściowe pozbycie się nadmiaru wilgoci i uchroni nas przed wydłużoną pracą pompy ciepła, a co za tym idzie dużymi rachunkami, nadmierną eksploatacją urządzenia oraz możliwością zamrożenia dolnego źródła (w przypadku zastosowania pompy ciepła typu solanka/woda).

Fot. 2. Podgrzewacz z pompą ciepła PWPC-3,8H-A 2-W300 został zaprojektowany tak, aby zaspokoić zapotrzebowanie na ciepłą wodę dla 2-5 osób. Stanowi on rozwiązanie, w którym powietrzna pompa ciepła PCWU-3,8H-A3 została zintegrowana ze zbiornikiem ciepłej wody. Zaletą podgrzewacza z pompą ciepła jest możliwość jego wykorzystania z dużą efektywnością również w dni pochmurne oraz nocąFot. 2. Podgrzewacz z pompą ciepła PWPC-3,8H-A 2-W300 został zaprojektowany tak, aby zaspokoić zapotrzebowanie na ciepłą wodę dla 2-5 osób. Stanowi on rozwiązanie, w którym powietrzna pompa ciepła PCWU-3,8H-A3 została zintegrowana ze zbiornikiem ciepłej wody. Zaletą podgrzewacza z pompą ciepła jest możliwość jego wykorzystania z dużą efektywnością również w dni pochmurne oraz nocą

Czym to grozi? Zbyt niska temperatura w dolnym źródle doprowadzi do awaryjnego zatrzymania się pompy ciepła, aż do momentu wzrostu temperatury, co może potrwać od kilku tygodni do kilku miesięcy, w zależności od warunków geologicznych i typu dolnego źródła. Może mieć to również negatywny wpływ na wydajność systemu w kolejnych sezonach grzewczych, ze względu na przechłodzenie dolnego źródła i jego niepełną regenerację.

Kiedy mamy do czynienia z pompami ciepła typu powietrze/woda, sprawa ma się nieco inaczej. Pompy te cyklicznie muszą wykonać procedurę odszraniania parownika. Wiąże się to z faktem, iż pomiędzy układem chłodniczym pompy ciepła a zasysanym powietrzem na parowniku powstaje różnica temperatur, która powoduje skroplenie się wody. W ujemnych temperaturach powoduje to oszronienie lameli parownika, a wraz z nim – mniejszy przepływ powietrza przez parownik i mniejszą wydajność urządzenia. O ile w normalnym trybie pracy operacja ta przebiega w sposób niezauważalny, o tyle przy pracy pompy ciepła w niewygrzanym budynku, gdzie temperatury w instalacji grzewczej są poniżej 20°C, proces odszraniania nie może przebiegać prawidłowo i urządzenie przejdzie w stan awaryjny.

Fot. 3. Dimplex SI 11TU – pompa ciepła solanka/woda do instalacji wewnętrznej ze zintegrowanym układem regulacji WPM Econ Plus. Moc grzewcza - 10,9 kW, temp. zasilania: 62°C, COP (B0/W35) 4,9. Wysokowydajna, uniwersalna pompa ciepła, możliwość przygotowania ciepłej wody użytkowej i wszechstronnymi możliwościami rozszerzenia.Fot. 3. Dimplex SI 11TU – pompa ciepła solanka/woda do instalacji wewnętrznej ze zintegrowanym układem regulacji WPM Econ Plus. Moc grzewcza – 10,9 kW, temp. zasilania: 62°C, COP (B0/W35) 4,9. Wysokowydajna, uniwersalna pompa ciepła, możliwość przygotowania ciepłej wody użytkowej i wszechstronnymi możliwościami rozszerzenia.

W obu przypadkach (solanka/woda, powietrze/woda) najlepiej wstępnie wygrzać instalację innym generatorem ciepła, a następnie po kolei wygrzewać pojedyncze pętle ogrzewania podłogowego lub sekcje grzejników już za pomocą pompy ciepła. Skróci to znacząco czas potrzebny na uruchomienie urządzenia a także zabezpieczy układ dolnego źródła (w przypadku pomp solanka/ woda) przed przechłodzeniem.

nieosuszonym i nieszczelnym budynku znacząco wpływa na koszty eksploatacji pompy ciepła, które w takich warunkach mogą wzrosnąć o ponad 100%.

Odpowiadając na drugą część pytania – optymalizacja pracy systemu z pompą ciepła powinna być wykonywana na bieżąco, podczas pierwszego, ewentualnie również drugiego sezonu grzewczego.

Fot. 4. Niedowymiarowanie pompy ciepła będzie skutkować niedogrzaniem obiektu oraz jej wydłużonym cyklem pracy. Przewymiarowanie spowoduje zbyt częste załączanie i skrócenie żywotności sprężarki.Fot. 4. Niedowymiarowanie pompy ciepła będzie skutkować niedogrzaniem obiektu oraz jej wydłużonym cyklem pracy. Przewymiarowanie spowoduje zbyt częste załączanie i skrócenie żywotności sprężarki.

2. Co to jest takiego „program wygrzewania wstępnego”?

Proces ten dotyczy uruchamiania ogrzewania podłogowego tuż po wylaniu jastrychu. – W slangu budowlanym proces ten nazywamy „hartowaniem posadzki”. – mówi Jerzy Juszczuk, prezes Centrum Informacji Technik Grzewczych we Wrocławiu – Polega to na podawaniu na posadzkę wysokiej i niskiej temperatury w celu usunięcia powstałych naprężeń oraz „złuszczenia” wierzchniej warstwy posadzki. Przeprowadzenie tego procesu w dużej mierze zapobiega późniejszemu powstawaniu pęknięć posadzki.

3. Czy wykonanie odwiertów pod kolektory pionowe wymaga specjalnego projektu prac geologicznych i ich rejestracji w jakimś urzędzie?

Robert Kałużny, doradca techniczny ds. pomp ciepła firmy Hewalex tłumaczy – Wytyczne do przygotowanej odpowiedzi znajdują się w Dz.U. 2011 nr 163 poz. 981. Ustawy nie stosuje się do wykonywania wkopów oraz otworów wiertniczych o głębokości do 30 m. w celu wykorzystania ciepła Ziemi, poza obszarami górniczymi. Projektowanie i wykonanie prac geologicznych należy zgłosić w starostwie powiatowym. Rozpoczęcie robót może nastąpić, jeżeli w terminie 30 dni od dnia przedłożenia projektu starosta, w drodze decyzji, nie zgłosi sprzeciwu. Projekt robót geologicznych nie wymaga zatwierdzenia. W terminie do 6 miesięcy od dnia zakończenia prac należy przekazać dokumentację geologiczną organowi administracji geologicznej, któremu zgłoszono projekt robót.

Fot. 5. Pompa AUDAX 6 8Fot. 5. Pompa AUDAX 6 8

UWAGA! W najbliższym czasie prawo ma się jednak zmienić i budowa instalacji do pomp ciepła nie będzie wymagać żadnych czynności administracyjnych.

Fot. 6. Dimplex LA 11TAS – pompa ciepła powietrze / woda do instalacji zewnętrznej, w zakresie dostawy kompletna automatyka do instalacji wewnętrznej WPM 2006 Plus,. Moc grzewcza [kW] 8,6 kW. Temp. zasilania [°C] 58, COP (A2/W35) 3,4. Uniwersalna pompa ciepła, możliwość przygotowania ciepłej wody użytkowej, ogrzewanie basenu i wszechstronnymi możliwościami rozszerzenia dla przyłączenia dodatkowych źródeł ciepła.Fot. 6. Dimplex LA 11TAS – pompa ciepła powietrze / woda do instalacji zewnętrznej, w zakresie dostawy kompletna automatyka do instalacji wewnętrznej WPM 2006 Plus,. Moc grzewcza [kW] 8,6 kW. Temp. zasilania [°C] 58, COP (A2/W35) 3,4. Uniwersalna pompa ciepła, możliwość przygotowania ciepłej wody użytkowej, ogrzewanie basenu i wszechstronnymi możliwościami rozszerzenia dla przyłączenia dodatkowych źródeł ciepła.Fot. 7. Powietrzno-wodne pompy ciepła firmy Wolf charakteryzują się doskonałymi wartościami współczynnika wydajności cieplnej COP do 3,8 lub 4,0 przy A2/W35. Za prawie bezgłośne uruchomienie urządzenia troszczy się regulowany elektronicznie system łagodnego startu.Fot. 7. Powietrzno-wodne pompy ciepła firmy Wolf charakteryzują się doskonałymi wartościami współczynnika wydajności cieplnej COP do 3,8 lub 4,0 przy A2/W35. Za prawie bezgłośne uruchomienie urządzenia troszczy się regulowany elektronicznie system łagodnego startu.

4. Jaka jest średnia żywotność pompy ciepła i w jaki sposób można ją przedłużyć?

Często żywotność pomp ciepła jest pojmowana jako żywotność sprężarek w niej zastosowanych. Po wymianie zużytej sprężarki pompa ciepła nadaje się bowiem do dalszej pracy i może sprawnie działać przez kolejne lata.

Pompa ciepła to jednak nie tylko sprężarka. To urządzenie skomplikowane i zbudowane z wielu komponentów, takich jak pompy obiegowe, zawory, czujniki, zaawansowana elektronika. Przy takiej złożoności urządzenia ciężko określić jego żywotność, gdyż zależy od sprawnego działania wielu elementów.

Jedno jest jednak pewne – żywotność pompy ciepła zależy od poprawnej instalacji urządzenia, zgodnej z zaleceniami producenta oraz jego optymalnej regulacji. Czynniki te do minimum ograniczają liczbę włączeń/wyłączeń sprężarki odpowiednio wydłużając okresy pracy, co ma znaczący wpływ na okres jej bezawaryjnego działania.

Równie ważnym czynnikiem jest właściwa, zgodna z wytycznymi producenta, konserwacja oraz serwisowanie urządzenia.

5. Czy w instalacji z pompą ciepła można wykorzystać taki sam zasobnik wody użytkowej jak w instalacji z kotłem gazowym?

Kocioł gazowy do grzania wody wykorzystuje dużo wyższą moc i temperaturę (około 65 – 75°C) a co za tym idzie jest w stanie stosunkowo szybko dogrzać wodę i z małego zasobnika uzyskać wysoki i stały uzysk. Pompa ciepła jest urządzeniem niskotemperaturowym i jako takie nie powinna pracować na wysokich parametrach.

Piotr Kuczko, specjalista ds. pomp ciepła firmy WOLF wyjaśnia – Zastosowanie typowego zasobnika c.w.u. dedykowanego do kotła gazowego jest jednym z najczęściej popełnianych błędów przy projektowaniu instalacji z pompą ciepła. Odpowiedni do współpracy z pompą ciepłą zasobnik c.w.u. musi posiadać min. 0,25 m2 powierzchni wymiany ciepła na każdy kW mocy grzewczej pompy. A więc np. dla urządzenia o mocy 10 kW niezbędny jest zasobnik o powierzchni wężownicy min. 2,5 m2. Zastosowanie zasobnika o mniejszej powierzchni wężownicy w najlepszym wypadku skutkować będzie długim czasem nagrzewu c.w.u., a niekiedy może wywoływać tzw. „alarm wysokiego ciśnienia” i uniemożliwić wygrzanie wody do zadanego parametru.

6. Co zyskujemy montując w instalacji z pompą ciepła zbiornik buforowy?

Z powodu małej pojemności wodnej skraplacza pompa ciepła wymaga stałego przepływu wody grzewczej. Ponieważ po stronie odbioru ciepła mogą występować różne wielkości przepływu np. przy zamknięciu zaworów regulacyjnych, obieg pompy ciepła i obieg grzewczy powinno się oddzielić. Można to zrealizować instalując zbiornik buforowy. W instalacji grzewczej grzejnikowej z indywidualną regulacją temperatury pomieszczeń (zawory termostatyczne), z wieloma obiegami grzewczymi taki zbiornik jest wręcz koniecznością.

Fot. 8. Pompa ciepla i rekuperator w jednym urządzeniu. Kompaktowa centrala Zehnder ComfoBox łączy fukcje ogrzewania, chłodzenia, wentylacji i podgrzewania wody.Fot. 8. Pompa ciepla i rekuperator w jednym urządzeniu. Kompaktowa centrala Zehnder ComfoBox łączy fukcje ogrzewania, chłodzenia, wentylacji i podgrzewania wody.

– Dzięki zasobnikowi buforowemu wydłuża się okres pracy sprężarki czyli zmniejsza ilość załączeń, a przez to wydłuża się jej żywotność. Zbiornik akumuluje także energię cieplną. Dzięki temu, wykorzystując taryfę nocną, można zmniejszyć rachunki za energię elektryczną. – mówi Andrzej Grasza, Kierownik Ośrodka Szkoleniowego De Dietrich. – Uzyskujemy również dobre dopasowanie hydrauliczne pompy do instalacji grzewczej.

Zasobnik buforowy powinien być tak dobrany, aby przy zerowym poborze ciepła przez system grzewczy pompa ciepła pracowała minimum 20 minut. Jeżeli mieszkamy w okolicy, gdzie zdarzają się okresowe wyłączenia zasilania w energię elektryczną pojemność zasobnika buforowego warto zwiększyć odpowiednio do częstotliwości i długości trwania tych wyłączeń.

Fot. 9. Wszystkie pompy ciepła nowej generacji firmy Wolf bazują na innowacyjnej koncepcji konstrukcji urządzeń. Stosowane są wyłącznie elementy charakteryzujące się najwyższą sprawnością energetyczną, jak na przykład wysokosprawne pompy obiegu solankowego oraz pompy obiegu grzewczego (klasa efektywności energetycznej A).Fot. 9. Wszystkie pompy ciepła nowej generacji firmy Wolf bazują na innowacyjnej koncepcji konstrukcji urządzeń. Stosowane są wyłącznie elementy charakteryzujące się najwyższą sprawnością energetyczną, jak na przykład wysokosprawne pompy obiegu solankowego oraz pompy obiegu grzewczego (klasa efektywności energetycznej A).

7. Czy w instalacji z powietrzną lub gruntową pompą ciepła uzasadnione jest jednoczesne montowanie kolektorów słonecznych?

Jednoznacznie wypowiada się na ten temat Jerzy Juszczuk, prezes Centrum Informacji Technik Grzewczych we Wrocławiu – Odradzam. Inwestycja w pompę ciepła jest wydatkiem niemałym, a dołożenie do tej instalacji systemu solarnego spowoduje zwiększenie kosztów inwestycji o następne 5 do 10 tys. zł. Wyprodukowanie 300 l. c.w.u. z pompy ciepła to koszt na poziomie 1,7 zł, co rocznie da nam koszt około 620 zł. Jeżeli system solarny będzie sprawnie działał przez połowę roku (co w naszym klimacie jest mało prawdopodobne) to da nam oszczędności około 350 zł, co przekłada się na ponad 20 lat amortyzacji.

8. Czym skutkuje niedowymiarowanie pompy ciepła?

Przemysław Radzikiewicz, Manager Produktu i Wsparcia Technicznego Glen Dimplex wyjaśnia krótko – Niedowymiarowanie pompy ciepła zaowocuje brakiem komfortu cieplnego. W budynku będzie po prostu za zimno. W skrajnych przypadkach, przy pompach solanka/ woda, efektem może być wychłodzenie dolnego źródła a w konsekwencji wyłączenie pompy ciepła czyli całego systemu ogrzewania.

Witold Twardowski, specjalista ds. technicznych Immergas dodaje – Niedoszacowanie mocy pompy ciepła powietrze/woda spowoduje, że wraz z obniżeniem temperatury zewnętrznej szybko spadnie wytwarzana moc cieplna. To skutkuje częstym włączaniem dodatkowego źródła ciepła, a co za tym idzie – zwiększenie rachunków za energię na potrzeby grzewcze.

Niedoszacowanie pompy ciepła, które często wynika z chęci obniżenia nakładów inwestycyjnych, zaowocuje więc czymś wręcz przeciwnym – koszty eksploatacji wzrosną. Budynek będzie wymagał dodatkowego źródła ogrzewania a okres żywotności pompy ciepła skróci się. No i możemy liczyć się z dużymi wydatkami na aspirynę.

9. A jakie są skutki przewymiarowania pompy ciepła?

Przewymiarowanie pompy ciepła to przede wszystkim niepotrzebny wydatek inwestycyjny – im większe urządzenie tym większa jego cena, a to powoduje, że rentowność zainwestowanych pieniędzy obniży się. Przewymiarowanie pompy ciepła skutkuje poza tym częstymi załączeniami i wyłączeniami sprężarki, co skraca żywotność urządzenia.

10. W jaki sposób należy dostosować instalację aby optymalnie wykorzystać pompę ciepła również do chłodzenia budynku?

ciepła jest ogrzewanie płaszczyznowe: ogrzewanie podłogowe, ścienne lub sufitowe. Jeżeli chodzi o chłód to ogrzewania ścienne lub sufitowe lepiej sobie z tym radzą niż „podłogówka”. Nikt z nas nie lubi przecież zimnych posadzek, nawet w lecie. Innym sposobem rozprowadzenia chłodu jest wykorzystanie instalacji mechanicznej z odzyskiem ciepła, która w lecie może posłużyć nam za dystrybutor chłodnego powietrza.

a) mgr inż. Piotr Kuczko Specjalista ds. pomp ciepła, WOLF Technika Grzewcza Sp. z o.o. b) Andrzej Grasza Kierownik działu szkoleń, DeDietrich Technika Grzewcza c) Robert Kałużny Doradca techniczny ds. pomp ciepła, Hewalex d) Witold Twardowski Specj. ds. technicznych, Immergas e) Przemysław Radzikiewicz Manager Produktu i Wsparcia Technicznego, Glen Dimplexa) mgr inż. Piotr Kuczko Specjalista ds. pomp ciepła, WOLF Technika Grzewcza Sp. z o.o.
b) Andrzej Grasza Kierownik działu szkoleń, DeDietrich Technika Grzewcza
c) Robert Kałużny Doradca techniczny ds. pomp ciepła, Hewalex
d) Witold Twardowski Specj. ds. technicznych, Immergas
e) Przemysław Radzikiewicz Manager Produktu i Wsparcia Technicznego, Glen Dimplex

Dla prawidłowej pracy pompy ciepła na cele chłodzenia budynku należy rozbudować instalacje o osuszacze powietrza, które, w połączeniu z czujnikami temperatury i wilgotności, utrzymują wilgotność powietrza na poziomie uniemożliwiającym wykraplanie się pary wodnej na powierzchniach chłodzących.

11. Co jest powodem wykraplania się wody na podłodze przy powierzchniowym chłodzeniu za pomocą pompy ciepła?

Wykraplanie się wody na podłodze jest oznaką przekroczenia punktu rosy, kiedy to powietrze o dużej wilgotności styka się z chłodnym elementem – w naszym wypadku posadzką. Zjawisko to można zaobserwować często na przedmiotach wyjętych z lodówki, które chwilę po wyjęciu potrafią pokryć się wilgocią. Przyczyną tego typu zjawiska (w przypadku chłodzenia pasywnego realizowanego przez pompę ciepła) jest zbyt niska temperatura zasilania systemu grzewczego. Zjawiska tego można uniknąć stosując w instalacjach chłodzenia pasywnego tzw. czujniki punktu rosy, lub stosując odpowiednio wysoką temperaturę zasilania (nie mniej niż ok. 18°C). Powodem tego zjawiska może być również brak lub uszkodzenie czujników wilgotności lub niesprawna instalacja wentylacyjna.

12. Czy powietrzną pompę ciepła można wykorzystać do wentylacji budynku?

Typowa powietrzna pompa ciepła z uwagi na bardzo dużą ilość „przerzucanego” powietrza (nawet powyżej 3000 m3/h) nie może być stosowana do wentylacji budynku. Możliwość taką daje natomiast kompaktowe urządzenie jakim jest tzw. pompa ciepła na powietrze wentylacyjne. Pompa taka mająca wydajność wentylatora (na poziomie 500 m3/h) może, oprócz funkcji podgrzewacza c.w.u, pracować także jako wspomaganie instalacji wentylacyjnej budynku.

13. Czy pompę ciepła można zamontować na poddaszu domu?

Jeżeli tylko konstrukcja poddasza pozwala na dodatkowe obciążenie konstrukcji ciężarem pompy ciepła to, teoretycznie, jest to możliwe. W praktyce sens takiego przedsięwzięcia jest niewielki. Po pierwsze poddasze będzie wymagało nie tylko konstrukcji solidniejszej, ale także takiej, która nie przenosi drgań i wygłuszy pracę urządzenia. Dodatkowym problemem jest poprowadzenie z dołu dolnego źródła ciepła na poddasze przy pompie gruntowej lub przy pompie powietrznej wykonanie w połaci dachu czerpni i wyrzutu powietrza.

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Please enter your comment!
Please enter your name here