Z uwagi na fakt, iż rynek pomp ciepła w Polsce nieustannie rośnie, na co wskazuje np. ostatnio opublikowana analiza rynku przez PORT PC, chciałbym w dzisiejszym artykule przybliżyć aspekty technologii powietrznych pomp ciepła, których udział jest aktualnie więcej niż zauważalny.

Z uwagi na fakt, iż rynek pomp ciepła w Polsce nieustannie rośnie, na co wskazuje np. ostatnio opublikowana analiza rynku przez PORT PC, chciałbym w dzisiejszym artykule przybliżyć aspekty technologii powietrznych pomp ciepła, których udział jest aktualnie więcej niż zauważalny.

W bilansie rynku sprzedaż wszystkich pomp ciepła typu powietrze/woda w roku 2014 szacuje się na poziomie około 12%, a np. pomp ciepła typu solanka/woda na około 25%. Oczywiście zdecydowana większość typowo grzewczych pomp ciepła na rynku polskim to wciąż pompy ciepła typu solanka/woda, jednakże na chwilę obecną sprzedaż pomp powietrznych jest już tylko o około 50% niższa. To pokazuje, iż mechanizmy, które jeszcze kilka lat temu były widoczne na rynku niemieckim (większa sprzedaż pomp typu powietrze/woda), zaczynają być zauważalne również u nas.

Powietrzna pompa ciepła – dwa typy

W technologii pomp ciepła powietrze/woda istnieją dwa główne rozwiązania: split oraz monoblok. Oba te rozwiązania mają ten sam cel: pobrać energię z powietrza zewnętrznego i przekazać ją do wodnej (lub glikolowej) instalacji grzewczej. Sama różnica polega natomiast na budowie pompy ciepła. Wyraz „split” w języku angielskim znaczy „rozdzielić” i to tłumaczenie jest w pełni trafne, jeżeli chodzi o charakterystykę tego urządzenia.

O ile przy pompach ciepła typu monoblok sama pompa ciepła składa się z jednej jednostki, w której znajduje się kompletny układ chłodniczy, czyli sprężarka, skraplacz, zawór rozprężny, parownik oraz wentylator, a wszystko jest szczelne i hermetyczne, o tyle w przypadku pomp ciepła typu split urządzenie składa się z dwóch jednostek: zewnętrznej (w której znajduje się część układu chłodniczego pompy ciepła: parownik, sprężarka i zawór rozprężny oraz wentylator), a także z jednostki wewnętrznej zainstalowanej w budynku, w której znajduje się skraplacz pompy ciepła. Obie jednostki muszą być ze sobą połączone rurami, w których przepływa czynnik chłodniczy w postaci gazowej (strona wysokiego ciśnienia) oraz ciekłej (strona niskiego ciśnienia).

Inne różnice

Poza zasadniczą różnicą w układzie chłodniczym pompy ciepła jest jeszcze całkiem sporo różnic technicznych pomiędzy technologią split a monoblok. Jednostki split najczęściej są wyposażone w układ inwertera, który jest odpowiedzialny za modulację mocy sprężarki w jednostce zewnętrznej. Technologia ta zapożyczona z rozwiązań klimatyzacyjnych ma za zadanie tak modulować aktualną moc chłodniczą sprężarki, aby dopasować moc grzewczą pompy ciepła do aktualnego zapotrzebowania na ciepło budynku.

Zapotrzebowanie na ciepło budynku jest zależne m.in. od temperatury zewnętrznej i wzrasta, kiedy na zewnątrz robi się chłodniej, przez co przy dodatnich temperaturach zewnętrznych może nie być potrzeby, by pompa ciepła pracowała z pełną mocą. Ciekawostką jest fakt, iż jeszcze kilka lat temu, kiedy poszczególni producenci pomp ciepła zaczęli pracować nad modulacją wydajności sprężarek w pompach ciepła, budziło to wiele emocji i pozytywnych oczekiwań zarówno w urządzeniach monoblok, jak i split, aktualnie technologia ta przyjęła się jedynie w pompach ciepła typu split, a w monoblok praktycznie nie występuje lub występuje sporadycznie.

Przy pompach monoblok modulacja mocy zachodzi jedynie w przypadku, kiedy urządzenie jest wyposażone w co najmniej dwa stopnie mocy (dwie sprężarki). Wówczas sterujemy mocą grzewczą poprzez załączanie kolejnych sprężarek w urządzeniu. Dopasowanie do zmiennego zapotrzebowania na ciepło obiektu jest w monoblokach jednosprężarkowych realizowane poprzez skrócenie czasu pracy sprężarki, przy czym minimalny wymagany czas pracy jest zabezpieczany poprzez zbiornik buforowy lub minimalną wymaganą pojemność wodną układu centralnego ogrzewania.

Schemat ogrzewania z powietrzną pompa ciepła

Fot. 1. Pompa ciepła split, instalacja wewnętrzna.

Kolejną różnicą jest dostępna moc grzewcza splitów, która w standardowych urządzeniach kształtuje się na poziomie maksymalnie kilkunastu kilowatów, podczas gdy w pompach ciepła monoblok osiąga nawet 60 kW. Z uwagi na ten fakt ­– w przypadku przygotowania instalacji większej mocy może się okazać, iż prostszym rozwiązaniem będzie wykorzystanie pomp ciepła monoblok niż stworzenie rozbudowanej  kaskady w oparciu o np. 10 pomp ciepła split.

Sama konstrukcja układu dolnego źródła ciepła, którym w pompach powietrznych jest wentylator oraz parownik, również bardzo się różni. Tutaj moja subiektywna ocena wynika z faktu, iż na naszym rynku pomp typu monoblok przeważają producenci niemieccy, których klimat jest dosyć zbliżony do naszego (przynajmniej w niektórych regionach), przez co parowniki ich modeli pomp ciepła posiadają większe gabaryty i szersze odstępy między lamelami, co pozwala na znaczną redukcję czasu i częstotliwości odszraniania oraz znaczne obniżenie kosztów eksploatacji.

Powietrzna pompa ciepła – jednostka wewnętrzna

Jednostka wewnętrzna przy pompach typu monoblok najczęściej składa się z układu automatyki i sterowania oraz – w zależności od konkretnego producenta i aplikacji – wybranych komponentów hydraulicznych. Najczęściej jest to szafa sterownicza z nadrzędnym regulatorem sterującym samą pompą ciepła oraz instalacją c.o./c.w.u, dodatkowymi źródłami ciepła.

Najczęściej automatyka jest na tyle rozbudowana, iż poradzi sobie z obsługą nie tylko pompy ciepła, ale również kompleksowym sterowaniem maszynowni, a także jej zdalnym zarządzeniem. W przypadku pomp ciepła typu split jednostka wewnętrzna występuje w formie kompaktowej, naściennej, gdzie znajduje się skraplacz pompy ciepła, a także pompa obiegowa, armatura zabezpieczająca i automatyka sterująca.

Aktualnie spotykane są również rozwiązania z tzw. Hydrotower, czyli wieżą hydrauliczną, gdzie w jednym urządzeniu wewnętrznym znajduje się m.in. zasobnik c.w.u., bufor c.o., dodatkowe ogrzewanie elektryczne i pompy obiegowe. Rozwiązanie kompaktowe zdecydowanie oszczędza miejsce w pomieszczeniu gospodarczym i skraca czas montażu.

Kaskada pięciu pomp ciepła monoblok

Fot. 2. Kaskada pięciu pomp ciepła monoblok o mocy 60 kW każda.

Powietrzna pompa ciepła – montaż

W przypadku montażu powietrznej pompy ciepła (monoblok czy split) większość prac, które instalator musi wykonać jest dosyć podobna i wspólna dla obu technologii. Każdorazowo musimy wykonać zewnętrzny postument, czy będzie to konstrukcja stalowa, czy fundament betonowy – musi on posiadać wyprowadzenie odpływu skroplin, które wydzielane są przez pompę ciepła w momencie odszraniania.

Konieczne jest podłączenie zasilania elektrycznego pomiędzy budynkiem a urządzeniem zewnętrznym, a także komunikacji pomiędzy nim a wewnętrzną automatyką sterującą. Zasadnicza różnica polega natomiast na podłączeniu medium grzewczego pomiędzy jednostką zewnętrzną a wewnętrzną instalacją. Dla pomp ciepła typu monoblok powinny być to rury preizolowane, które teoretycznie każdy wprawiony instalator może ułożyć i podłączyć.

Dla pomp ciepła split muszą to być rury chłodnicze w otulinie (najlepiej dodatkowo w rurze osłonowej), na których końcach należy wykonać kielichy, a po podłączeniu do jednostki wewnętrznej i zewnętrznej konieczne jest wykonanie próby ciśnieniowej i próżni ścieżki gazowej, a to już typowe zadanie dla chłodnika.

Bardzo ważnym aspektem przy podejmowaniu decyzji o zakupie jest sprawdzenie dostępności obsługi serwisowej danego urządzenia, najlepiej w skali ogólnopolskiej, a także dostępności części zamiennych. Może się bowiem okazać, iż korzystnie zakupione urządzenie będzie niezmiernie drogie w eksploatacji lub jego prawidłowa eksploatacja będzie niemal niemożliwa z uwagi na brak wsparcia technicznego lub na kłopoty w konfiguracji.

Przemysław Radzikiewicz

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij