Powietrzna pompa ciepła do c.w.u. – kiedy warto się na nią zdecydować?

Sprawne i tanie przygotowanie c.w.u. to dla gospodarstw domowych kwestia kluczowa. Odpowiedzią na to zapotrzebowanie okazują się nowoczesne powietrzne pompy ciepła. Urządzenia te zyskują coraz większą popularność z uwagi na łatwość montażu, niskie koszty eksploatacji oraz dynamicznie rozwijającą się technologię gwarantującą coraz lepsze parametry pracy.

Powietrzne pompy ciepła do przygotowywania c.w.u. są szczególnie pożądane w budynkach, w których urządzeniem zasilającym c.o. jest kocioł olejowy lub na paliwo stałe. W tej sytuacji ciepła woda jest niejako „produktem ubocznym” wytwarzanym podczas ogrzewania domu. O ile w sezonie grzewczym dostęp do c.w.u. jest oczywistością, to już w pozostałych okresach roku wiąże się z dużymi utrudnieniami. Uruchamianie kotła (bez względu na zaawansowanie jego automatyki i rozwiązań poprawiających komfort uzupełniania paliwa) wyłącznie do podgrzania wody użytkowej jest nie tylko nieekonomiczne ale też kłopotliwe. Dlatego w tego typu instalacjach, często jako alternatywę na cieplejsze miesiące, uwzględnia się podgrzewacze elektryczne lub rozwiązania solarne.

Jeśli nie pompa ciepła to co?

W przypadku małych instalacji dla 2-3 osób nowoczesne elektryczne podgrzewacze przepływowe mogą okazać się rozwiązaniem całkiem sensownym, wynikającym głownie z niskich kosztów zakupu i instalacji. Jednak przy większym zapotrzebowaniu na c.w.u. dużej rodziny zdecydowanie lepiej wybrać powietrzną pompę ciepła.

A co z alternatywą w postaci kolektorów słonecznych? To rozwiązanie, równie ekologiczne i ekonomiczne ma swoje zalety pozycjonujące solary wysoko w rankingu konkurentów dla pompy ciepła. Za tym systemem przemawiają praktycznie zerowe koszty eksploatacji podczas słonecznych dni (pomp zużywa jedynie pompa obiegowa). Jednak dużym problemem, a nawet brakiem możliwości montażu kolektorów słonecznych, może się okazać posadowienie budynku względem stron świata, kąt nachylenia dachu czy jego zacienienie przez inne obiekty lub drzewa. Trzeba też pamiętać, że praca kolektorów nie jest równomierna i uzależniona od poziomu nasłonecznienia w danym dniu, czy nawet porze dnia. Bywa też tak, że w bardzo upalne dni powstaje nadprodukcja ciepłej wody dla której trzeba zapewnić odbiór. Stąd konieczność zaplanowania odpowiednio większego (tym samym droższego) zasobnika. Dla wielu estetów ma też znaczenie wpływ jaki kolektory wywierają na bryłę budynku.

Inwestor decydując się na powietrzną pompę ciepła do przygotowywania c.w.u. nie musi borykać się z powyższymi ograniczeniami. Łatwość i większa dowolność miejsca montażu, mniejsze gabaryty (mniej rzucające się w oczy) urządzenia i zasobnika, a przede wszystkim łatwiej kontrolowana praca, to spore przewagi tych urządzeń nad systemami solarnymi. Ale najważniejszą wartością jest to, że praca pompy ciepła nie jest uzależniona do naświetlenia promieniami słonecznymi. Urządzenie wykorzystując temperaturę powietrza (a nie nasłonecznienie) może efektywnie pracować zarówno w pochmurne dni, jak i w nocy.

REKLAMA

Sprawność powietrznej pompy ciepła

Od czego więc zależy sprawność pompy do c.w.u.? Urządzenia te pracują głównie poza sezonem grzewczym. W tym okresie zakłada się temperatury zewnętrzne na poziomie wyższym niż 7-10°C. Jednak nie należy zapominać, że to właśnie temperatura dolnego źródła (powietrza dostarczanego do urządzenia) ma największy wpływ na jego efektywność. To z kolei przekłada się na średnią moc grzewczą, która może zmienić się od ok. 1,5 kW do nawet ok. 3 kW, przy założeniu temperatur pracy od 7 do 35°C. Równie duże rozbieżności pojawiają się czasach wygrzewu wody. Zakładając zbiornik 200 l i poziom wygrzewu z 10 do 55°C musimy przyjąć czas ok. 190 minut dla temperatury dolnego źródło na poziomie 35°C i nawet ok. 390 minut przy 7°C dolnego źródła.

Wpływ na sprawność pompy ciepła ma też oczywiście temperatura wody zasilającej w instalacji. Przyjmuje się, że średnioroczna temperatura oscyluje wokół 10°C, jednaj biorąc pod uwagę sezon letni jest to już ok. 15°C.
Urządzenia takie jak powietrzne pompy ciepła do przygotowywania c.w.u. mogą, w pewnych sytuacjach, pracować również gdy temperatura dolnego źródło spada poniżej zera do np. -7°C. W takim przypadku konieczne jest zastosowanie systemu odszraniania. Może to być zapewnione np. przez zawór czterodrogowy, umożliwiający czasowe odwrócenie obiegu. Praca w takich warunkach będzie możliwa ale trzeba mieć na uwadze wpływ temperatury powietrza zasilającego na efektywność pracy urządzenia.

Energia z powietrza

Powietrzna pompa ciepła, jak sama nazwa wskazuje, energię czerpie z dostarczanego jej powietrza. Może ono, w zależności od modelu urządzenia, pochodzić z wnętrza pomieszczenia, w którym jest ustawione lub z zewnątrz budynku.
Najprostszym rozwiązaniem jest możliwość korzystania z powietrza znajdującego się w pomieszczeniu, w którym została ustawiona pompa ciepła. Oczywiście dobór tegoż lokalu nie może być przypadkowy. Ważna jest bowiem informacja, że urządzenie, odbierając ciepło z powietrza, tym samym je wychładza. Właśnie z tego powodu optymalna lokalizacja to kotłownia, pomieszczenie gospodarcze lub spiżarnia. W tej ostatnie z pewnością przyda się chłodzenie w środku lata. Warto też pamiętać, że ochładzanie powietrza przez pompę jednocześnie je osusza. Dodatkowe możliwości związane z takim rozwiązaniem, to chłodzenie powietrza w części mieszkalnej podczas upałów. Odpowiednie poprowadzenie kanałów powietrznych może skutecznie wyeliminować potrzebę stosowania klimatyzacji. Jeśli wybierzemy wariant zasysania powietrza zewnętrznego to w szczycie letniego sezonu (temp. powietrza nawet do 35°C) zyskamy doskonałe parametry wydajnościowe. Nie musimy się obawiać chłodniejszych dni. Nawet temperatury panujące w sezonach przejściowych (10-15°C) są wystarczające dla efektywnego pozyskania c.w.u..

Oczywiście optymalnym rozwiązaniem jest możliwość wyboru źródła zasilania pompy. Zastosowanie ręcznej lub automatycznej przepustnicy zmieniającej tryb pracy urządzenia wraz z wcześniej zaplanowanym rozłożeniem kanałów powietrznych, umożliwi optymalizację sposobu podgrzewu c.w.u. w zależności od temperatur powietrza wewnętrznego i zewnętrznego.

HEWALEX

• Pompa ciepła PCWU 200eK-2,5kW może stanowić samodzielne lub współpracujące z innym źródłem ciepła urządzenie, przeznaczone do podgrzewania ciepłej wody użytkowej. Posiada zintegrowany emaliowany podgrzewacz o pojemności 200 litrów. Samodzielnie jest w stanie pokrywać typowe potrzeby 3-4 osób w budynku mieszkalnym lub większej ilości osób w budynku biurowym itp. Znajduje zastosowanie w nowych i modernizowanych budynkach (np. zastępując bojler elektryczny). Wbudowana wężownica pozwala na podłączenie kotła grzewczego lub kolektorów słonecznych i wyeliminowanie dodatkowego podgrzewacza pojemnościowego.
• Pompa ciepła PCWU 200eK-2,5kW wyróżnia się najwyższą obecnie w swojej kategorii urządzeń klasą efektywności energetycznej: A+
• Funkcje sterownika G426 pozwalają na współpracę z kotłem w celu optymalizacji kosztów podgrzewania wody użytkowej. Ekran tekstowy zwiększa wygodę korzystania z poszerzonego zakresu nastaw i odczytów stanów pracy. Funkcje czasowe pozwalają dostosować pracę pompy ciepła, a także pompy cyrkulacyjnej wody użytkowej do potrzeb mieszkańców.
• Złącze komunikacyjne RS485 służy do współpracy ze zdalnym nadzorem pracy przez Internet – systemem EKONTROL.
• Pompa ciepła jest wyposażona w króćce powietrza DN150 mm. Dzięki temu możliwe jest niezależne zasysanie powietrza z zewnątrz budynku (np. przy małej kubaturze pomieszczenia). Możliwe jest także usuwanie schłodzonego powietrza na zewnątrz budynku lub do innego pomieszczenia, w celu jego okresowego chłodzenia.
• Pompa ciepła PCWU 200eK-2,5kW jest objęta szczególnie korzystnymi warunkami gwarancji i wynosi 5 lat.
  
  Cena netto: 8 630 zł

STIEBEL ELTRON

Gotowa do podłączenia pompa ciepła do c.w.u. SHP-F 300 Premium efektywnie zasila ciepłą wodą kilku punktów poboru przy użyciu ciepła odpadowego, np. z zamrażarek, suszarek do bielizny, ogrzewania lub innych źródeł ciepła lub może pobierać zewnętrzne powietrze przez przyłącze kanału. Możliwość dowolnego wyboru prowadzenia powietrza przy urządzeniu, z boku i/lub od góry zapewnia tutaj najwyższą elastyczność ustawienia i instalacji.

Obsługa regulacji elektronicznej z wyświetlaczem LCD uzupełnia cechy wyposażenia. W ten sposób informacje takie, jak aktualnie dostępna ilość ciepłej wody zmieszanej o temperaturze +40°C, są widoczne bezpośrednio. Pompa wyposażona jest w bezobsługową anodę z zasilaniem zewnętrznym oraz awaryjne ogrzewanie dodatkowe.

Przez wbudowany zacisk wejściowy można podłączyć zewnętrzne nadajniki sygnałów, np. instalację fotowoltaiczną. Pompa posiada unikalną konstrukcję skraplacza „Rollbond”: w kształcie szerokiej taśmy montowanej na zasobniku ze specjalnym systemem sprężyn (amortyzatorów) zapewniających stały kontakt skraplacza z zasobnikiem c.w.u. przy zmianach rozszerzalności cieplnej materiałów. Skraplacz jest efektywny energetycznie: zintegrowany całkujący czujnik temperatury oraz specjalna pasta pomiędzy skraplaczem i zasobnikiem zapewnia optymalny transfer ciepła. Jest również bezpieczny, ponieważ nie ma kontaktu ze świeżą wodą.

• średnia moc grzewcza pompy (P15 / W10-55) 1,6 kW
• współczynnik wydajności COP (EN 16147 / A7): 3,22
• temperatura ciepłej wody z pompą ciepła maks. 65°C
• pojemność zbiornika 300 l
• klasa efektywności energetycznej podgrzewania wody (powietrze zewnętrzne), profil obciążeń XL: A+.
  
  Cena netto: 9.190 zł

Ważny element – zasobnik c.w.u.

Wybierając model pompy ciepła do przygotowywania c.w.u. mamy do wyboru wersje ze zintegrowanym zasobnikiem ciepłej wody oraz modele bez zasobnika.
Jeśli jesteśmy na etapie nowej inwestycji zdecydowanie lepiej wybrać model ze zintegrowanym zasobnikiem. Taka opcja gwarantuje nam przede wszystkim łatwiejszy i szybszy montaż urządzenia oraz daje pewność, że cały system będzie pracował w sposób zrównoważony. Standardowe, najpopularniejsze zbiorniki stosowane w pompach są mają pojemność 150-200 litrów. Dostępne są wersje z grzałką elektryczną lub dodatkową wężownicą umożliwiającą podłączenie kotła.

Jeśli zdecydujemy się na kupno pompy ciepła bez zasobnika wówczas musimy się liczyć z tym, że nie każdy zasobnik (np. taki, którym akurat dysponujemy) może współpracować z pompą ciepła. Specyfiką urządzenia jest to, że im przygotowuje wodę o niższej temperaturze, tym posiada większą sprawność. Dostępne na rynku modele zapewniają c.w.u. o temperaturze ok. 45-55°C przez co, podczas korzystania np. z prysznica, nie ma potrzeby silnego mieszania jej z wodą zimną. W takiej sytuacji, by pokryć zapotrzebowanie na c.w.u., musimy mieć większy zbiornika niż stosowany do współpracy np. z kotłem. Średnio przyjmuje się co najmniej 50 litrów na osobę. Oprócz pojemności zasobnika ważna jest również moc cieplna wężownicy. Ponieważ temperatura wody ogrzewającej zbiornik jest dość niska potrzebujemy rekompensaty w postaci powierzchni wymiany ciepła (długości wężownicy). Dobrym rozwiązaniem są też zasobniki płaszczyznowe.

BUDERUS

• Logatherm WPT270.3 AS to urządzenie do podgrzewania ciepłej wody zintegrowane z zasobnikiem ciepłej wody.
• Źródłem ciepła jest powietrzna pompa ciepła, która do ogrzania wody zużywa ok. do 4 razy mniej energii niż zwykła grzałka elektryczna. Powietrze, z którego czerpana jest energia cieplna, może być pobierane spoza budynku lub z jego wnętrza. Króćce powietrzne pompy ciepła przystosowane są do podłączenia kanałów powietrznych o średnicy 160 mm, a ich maksymalna długość to nawet kilkanaście metrów. Zakres temperatur pracy powietrza jest bardzo szeroki wynosi od -10ºC do +35ºC. Czytelny, duży wyświetlacz w zapewnia łatwą regulację temperatury ciepłej wody nawet do 60ºC.
• Dodatkowo możliwa jest współpraca Logatherm WPT270.3 AS z instalacją fotowoltaiczną. Kiedy produkowana jest bezpłatna energia elektryczna, pompa ciepła uruchamia się automatycznie i podgrzewa wodę do maksymalnych wartości.
• Zasobnik ciepłej wody wyposażony jest w dodatkową wężownicę, którą można wykorzystać do połączenia z innym źródłem ciepła np. kotłem lub piecem. Jest to szczególnie korzystane dla kotłów opalanych węglem, ponieważ nie trzeba ich rozpalać latem, aby mieć ciepła wodę.
• Zatem urządzenie może działać samodzielnie lub we współpracy z innym źródłem ciepła. Urządzenie klasyfikowane jest w klasie energetycznej A+, co oznacza że zapewnia najwyższą efektywność energetyczną przy podgrzewaniu ciepłej wody.
• Oprócz modelu Logatherm WPT270.3 AS dostępne są również urządzenia o pojemności 200 i 250 litrów.
• Urządzenie są również objęte dofinansowaniem w programie „Czyste powietrze”.

Cena netto: 11 570,00 zł

Podsumowanie

Powietrzne pompy ciepła do przygotowywania c.w.u. to rozwiązania ekologiczne i ekonomiczne. Ich głównymi zaletami jest bezproblemowy montaż i niskie koszty eksploatacji. Szukając dodatkowych oszczędności związanych z ich użytkowaniem warto zwrócić uwagę na możliwość ich współpracy z instalacją fotowoltaiczną. Dzięki temu, w słoneczny dzień podgrzewanie wody będzie całkowicie darmowe.