Istnieje wiele systemów pracy pomp, a jeszcze więcej kryteriów doboru właściwego systemu ich pracy. Błędem jest bezpośrednie przenoszenie znanych z doświadczenia zasad, odnoszących się do klasycznych źródeł ciepła, jak kotłownie olejowe lub gazowe, na bardziej złożone systemy grzewcze z pompami ciepła.

Tematem artykułu jest podtrzymanie pozytywnej opinii inwestorów i instalatorów dotyczącej opłacalności zastosowania pomp ciepła do ogrzewania budynków. Podważają ją bowiem wadliwie zaprojektowane czy wykonane realizacje.

Kilka takich wadliwie wykonanych realizacji poznałem podczas mojej długoletniej praktyki. Nie będę przytaczał bliższych danych, gdyż problem warto oceniać ze względu na jego naturę ogólną.

Wadliwie działające systemy grzewcze z pompą ciepła zniechęcają inwestorów do podejmowania decyzji o zastosowaniu pompy ciepła, a nawet sprawiają, że ci wycofują się z już podjętych i zatwierdzonych inwestycji. Szczególnie dotkliwy dla rozwoju rynku pomp ciepła jest właśnie ten drugi aspekt sprawy, gdy negatywne skutki nielicznych, wadliwych realizacji obciążają swoją złą opinią większość innych firm instalacyjnych, wykonujących solidne i poprawnie działające systemy grzewcze.

Inwestorzy zazwyczaj nie posiadają wystarczająco szerokiej wiedzy o systemach grzewczych z pompami ciepła, która mogłaby ich ustrzec przed zastosowaniem niewłaściwych rozwiązań dla ich obiektów. Są zdani na wiedzę lub niewiedzę i doświadczenie (lub jego brak) wykonawcy oferującego wykonanie instalacji. Właśnie niewiedza o złożoności działania systemów z pompą ciepła stanowi tutaj sedno problemu.

Błędem jest bezpośrednie przenoszenie znanych z doświadczenia zasad, odnoszących się do klasycznych źródeł ciepła, jak kotłownie olejowe lub gazowe, na bardziej złożone systemy grzewcze z pompami ciepła.

Wiele systemów i wiele kryteriów

Istnieje wiele systemów pracy pomp, a jeszcze więcej kryteriów doboru właściwego systemu ich pracy, zależnych od instalacji grzewczej budynku i od jego otoczenia. Dla przykładu warto zauważyć, że ze względu na niezawodność pracy dolnego źródła ciepła studnie wody gruntowej, jako systemy otwarte, są bardziej zależne od zmienności w czasie lokalnych warunków naturalnych, a więc bardziej zawodne niż systemy zamknięte kolektorów gruntowych czy systemy powietrzne.

Głównym problem jest niezrozumienie różnicy pomiędzy poszczególnymi systemami odzysku ciepła ze środowiska naturalnego.

Dla inwestora niezagłębiającego się zbyt obszernie w zasady działania systemów grzewczych z pompami ciepła błędem będzie zbyt powierzchowne i proste pojmowanie idei działania takiego systemu. Dlatego postaram się poniżej o przybliżenie tej problematyki.

Pompa ciepła – oszczędności

Żyjemy w czasach dużej niestabilności kosztów ogrzewania. W tej niestabilności stabilny jest tylko wzrost cen paliw. Dotyczy to wszystkich paliw, stałych, płynnych, gazowych, a także energii elektrycznej, która w naszym kraju jest także produktem wytwarzanym w większości za pomocą procesu spalania. Chwilowe wahania cen paliw pogłębiają także niektóre czynniki polityczne. Świadomość ta dociera w coraz większej skali do inwestorów szukających obniżenia kosztów ogrzewania.

Jedną z najpoważniejszych i coraz powszechniejszych alternatyw w oszczędności kosztów ogrzewania jest zastosowanie pompy ciepła w systemie grzewczym domów jednorodzinnych.

Obserwuje się także coraz większe zainteresowanie ogrzewaniem z pompami ciepła większych obiektów, jak bloki mieszkalne, szkoły czy hotele. Próbuje się także zastosowania pomp ciepła do ogrzewania istniejących bloków mieszkalnych.

W domach jednorodzinnych pracuje szereg pomp ciepła zgodnie z oczekiwaniami. Istnieją jednak inwestycje, gdzie występują problemy z prawidłowym działaniem systemu grzewczego. Wina tej nieprawidłowości w działaniu leży często po obu stronach: wykonawcy i inwestora. Po stronie wykonawcy winą jest najczęściej zbyt pobieżna analiza możliwości zastosowania systemu z pompami ciepła, nieoptymalny dobór dolnego źródła ciepła i niedocenienie znaczenia instalacji grzewczej budynku dla współpracy z pompą ciepła.

Najważniejszy element to…

Pozornie wydawałoby się, że najważniejszym elementem całego systemu jest pompa ciepła. Nic bardziej mylnego. A to dlaczego? Końcowym efektem ogrzewania jest wymagana temperatura ogrzewanych pomieszczeń. Na tę temperaturę maja głównie wpływ:

* konstrukcja przegród budowlanych i jakość ich wykonania,

* odpowiedni dobór powierzchni grzejników do wymaganych spadków temperatury przez pompę ciepła i temperatur wewnętrznych pomieszczeń.

Jest też szereg innych czynników, jak sposób użytkowania budynku, wymagania indywidualne mieszkańców odnośnie temperatury wewnętrznej, zużycie ciepłej wody użytkowej i wiele innych. Dlatego przy oferowaniu pompy ciepła należy uzyskać jak najwięcej informacji, nawet pozornie błahych.

Wina inwestora polega na tym, że zbijając koszty inwestycji „do bólu”, zmusza wykonawcę do stosowania jak najtańszych rozwiązań i produktów, które nie zawsze odpowiadają standardowi wymaganemu przez pompę ciepła.

Obiegi systemu grzewczego z pompą ciepła

* Górne źródło ciepła – wysokotemperaturowa wewnętrzna instalacja grzewcza budynku i przygotowania ciepłej wody użytkowej.

Instalacja wewnętrzna centralnego ogrzewania i przygotowania ciepłej wody musi być dostosowana do możliwości grzewczych pompy ciepła, a więc nominalnego przepływu wody grzewczej i spadku temperatury w skraplaczu. O ile w budynkach nowo projektowanych jest to bez problemu do spełnienia, o tyle występują problemy z istniejącymi budynkami z instalacją grzejnikową, szczególnie nowymi, gdzie instalacja dostosowana jest do nowoczesnej termoizolacji i współpracy z kotłem olejowym czy gazowym i wykonana jest z cienkich rur miedzianych.

Przy pozostawieniu najczęściej przewymiarowanych grzejników w rurach mogą występować szumy ze względu na dwukrotnie wyższe przepływy. Należy również przeliczyć spadki ciśnienia w instalacji, gdyż wbudowana w pompie ciepła pompa obiegowa „górnego źródła” może okazać się za mała. W takim przypadku należy zastosować zasobnik buforowy lub sprzęgło hydrauliczne oraz dodatkową pompę obiegową instalacji c.o. z zaworem mieszającym.

Mniejszy problem występuje z budynkami starej generacji. Budynki te są coraz częściej po termoizolacji, a więc istniejąca instalacja przystosowana jest do około dwukrotnie wyższej mocy grzewczej niż wymagana. Zakładając jeszcze powszechne wcześniej przewymiarowanie grzejników, instalacje takie spełniają na ogół wymagania współpracy z pompą ciepła pod warunkiem ich dobrego stanu technicznego.

* Pompa ciepła

Drugim z podstawowych obiegów systemu grzewczego z pompą ciepła jest sama pompa ciepła. Jej dobór zależy od wymagań wewnętrznych instalacji grzewczych. Częstym błędem – pod względem efektów ekonomicznych – jest dobór przewymiarowanej pompy ciepła. Należy zdecydowanie odróżnić kilowaty od kilowatogodzin. Kilowaty rzutują na koszty inwestycyjne, natomiast kilowatogodziny na koszty eksploatacyjne.

Należy więc wybrać rozsądny kompromis pomiędzy tymi kosztami. Dobierając przewymiarowaną pompę, nie zmniejszamy lub zmniejszamy bardzo nieznacznie koszty ogrzewania, natomiast zdecydowanie zwiększamy koszty inwestycyjne. Niezmiernie ważne jest też prawidłowe działanie automatycznej regulacji poprzez czasowe ustawienie regulatora pompy ciepła do wymaganych temperatur pomieszczeń i temperatury ciepłej wody. Standardowe, fabryczne ustawienia nie zawsze odpowiadają indywidualnym wymaganiom użytkownika. Należy też poinformować go, że każde zwiększenie wymaganej temperatury pomieszczenia o 1ºC zwiększa koszty ogrzewania, zależnie od rodzaju grzejników (podłogowe, grzejnikowe) od 1 do 2%.

* Dolne źródło ciepła – niskotemperaturowa instalacja poboru ciepła ze środowiska.

Najważniejszym z podstawowych obiegów systemu grzewczego z pompą ciepła jest tzw. dolne źródło ciepła.

Jest to energia cieplna czerpana ze środowiska naturalnego.

Energia ta „przepompowywana” jest na wyższy, użyteczny poziom temperatury i łącznie z energią potrzebną do napędu sprężarki wykorzystywana jest do ogrzewania, zastępując energię pochodzącą ze spalania w konwencjonalnych systemach grzewczych.

Istnieją dwa hydrauliczne rodzaje dolnego źródła:

* źródło pracujące w obiegu otwartym,

* źródło pracujące w obiegu zamkniętym.

Podstawową różnicą pomiędzy tymi grupami jest fakt, że źródło pracujące w obiegu otwartym ma bezpośredni kontakt ze środowiskiem naturalnym, a więc poddane jest różnego rodzaju, często nieprzewidywalnym wpływom warunków zewnętrznych, natomiast prawidłowo wykonane dolne źródło w obiegu zamkniętym ciepła ma kontakt pośredni ze środowiskiem poprzez wymiennik. Wpływ warunków zewnętrznych jest niewielki.

Do dolnych źródeł ciepła w systemie otwartym możemy zaliczyć:

* powietrze,

* wody powierzchniowe pobierane i zrzucane bezpośrednio ze zbiorników wodnych,

* wody gruntowe powierzchniowe lub głębinowe pobierane i zrzucane bezpośrednio do studni.

Do dolnych źródeł ciepła w systemie zamkniętym możemy zaliczyć:

* kolektory gruntowe poziome,

* kolektory poziome umieszczone w zbiornikach wodnych,

* kolektory gruntowe pionowe (sondy ziemne).

Znane są też inne rodzaje dolnych źródeł ciepła wykorzystujące ciepło odpadowe z procesów technologicznych, są to jednak rozwiązania o charakterze indywidualnym.

W kolejnym artykule omówię m.in. zalety i wady poszczególnych rodzajów dolnych źródeł ciepła.

Mirosław Kozłow

Fot. z archiwum REHAU.

Jedna myśl na temat “Pompa ciepła – alternatywa w ogrzewaniu

  • 10 maja 2016 o 22:44
    Permalink

    Pompy ciepła są doskonałą alternatywą dla ogrzewania domu. Jest to rozwiązanie, które po latach zwraca się z nadwyżką. Wiem coś o tym, ponieważ sam prowadzę firmę, która od kilkunastu lat zajmuje się montażem, serwisem pomp ciepła, klimatyzacji w domach, mieszkaniach i firmach. Mamy wielu zadowolonych klientów w okolicach Wrocławia, Oleśnicy, którzy mogą potwierdzić słuszność montaży pompy ciepła w swoim domu.

    Odpowiedz

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