Pompy ciepła szturmem podbijają rynek urządzeń grzewczych dla domów jednorodzinnych i nie tylko: te nowoczesne systemy sprawdzą się zarówno w budynkach użyteczności publicznej, zakładach pracy, jak i budownictwie wielorodzinnym i ekonomicznych, niewielkich domach dla niewielkiej rodziny. Pompy spełniają różne funkcje: posłużą do przygotowania ciepłej wody użytkowej, zimą spełnią dodatkowo funkcję ogrzewania budynku pokrywając zapotrzebowanie cieplne budynku, a gorącym latem, w połączeniu z klimakonwektorem nadadzą się także do chłodzenia pomieszczeń.
Bez względu na rodzaj budynku, w którym planujemy instalację pompy ciepła kluczowym aspektem rzutującym na powodzenie działania systemu jest precyzyjne oszacowanie, jaka moc pompy ciepła będzie właściwa w przypadku tej, konkretnej inwestycji. Jak dobrać odpowiednią moc pompy ciepła, dlaczego parametry mocy grzewczej są istotne i mają przełożenie na wydajną i efektywną pracę urządzenia: przeczytaj ten artykuł, by dowiedzieć się jak dobrze dobrać pompę ciepła, jaki rodzaj pompy ciepła będzie odpowiedni dla Twojej inwestycji i czy warto rozważyć samodzielny montaż pompy ciepła.
Pompy, funkcjonujące także pod pojęciem maszyn cieplnych z powodzeniem mogą funkcjonować w domu, zarówno jako jedyne źródło ogrzewania budynku, jak i system wspomagający w połączeniu np. z kotłem gazowym.
Co odróżnia pompę ciepła od tradycyjnego systemu grzewczego w postaci np. instalacji gazowej lub kotła na węgiel?
Pompy ciepła nie wytwarza energii cieplnej w wyniku spalania dostarczanego do niej paliwa (drewna, węgla, gazu), absorbuje ciepło z zasobów środowiska naturalnego (a dolne źródło ciepła dla pompy determinuje rodzaj pompy ciepła i tak: pompy ciepła gruntowe pobierają energię termiczną z gruntu, powietrzne pompy ciepła z powietrza, a wodna pompa ciepła czerpie energię cieplną pochodzącą ze zbiorników wodnych).
Zadaniem pompy jest transport energii termicznej z dolnego źródła do górnego źródła ciepła, czyli instalacji grzewczej w budynku (ogrzewania podłogowego lub tradycyjnych grzejników konwekcyjnych). Pompowanie ciepła do budynku odbywa się dzięki czynnikowi chłodniczemu, który w międzyczasie dzięki poszczególnym komponentom pompy (parownik, sprężarka, skraplacz, zawór rozprężny) ulega procesom fizycznym pozwalającym na jego zmiany w zakresie termodynamiki (wzrost temperatury i ciśnienia, a w konsekwencji zmiana stanu skupienia z ciekły na gazowy), by po oddaniu ciepła do instalacji grzewczej i zbiornika ciepłej wody użytkowej c.w.u dzięki funkcji zaworu rozprężnego móc powtórzyć cały obieg od nowa.
Parametry pompy ciepła w zakresie mocy grzewczej urządzenia są kluczowe dla prawidłowego i przede wszystkim wydajnego działania całego systemu. By dowiedzieć się, jaka moc pompy ciepła będzie odpowiednia dla naszego domu musimy wyjść od określenia tego, na jakie ewentualne straty ciepła jest narażony budynek w trakcie ujemnych temperatur zewnętrznych i fatalnych warunków pogodowych, bo właśnie wtedy przy bardzo niskich temperaturach, zapotrzebowanie na ciepło w budynku jest najwyższe i zapotrzebowanie energetyczne wzrasta.
Oczywiście, choć pomocny może okazać się kalkulator mocy pompy ciepła, to należy wziąć pod uwagę, że jego szacunki są tylko wstępne i nie zawierają konkretnych szczegółów, które wpływają na dobór mocy pompy, np. nie uwzględniają tego, jaka jest charakterystyka temperaturowa okolicy. A ta może różnić się ze względu na podział Polski na kilka stref klimatycznych, z czego strefa piąta (obszar Tatr, Suwałki) to strefa, w której obliczeniowa temperatura powietrza zewnętrznego wynosi -24 stopnie Celsjusza, podczas gdy dla strefy pierwszej wartości te wynoszą około 16 stopni Celsjusza. Różnica więc jest zasadnicza i ma przełożenie na dobór mocy urządzenia.
Do tego, by obliczyć moc pompy ciepła są konieczne także dodatkowe informacje, o których nie zapomni doświadczony inżynier branży HVAC, a których może nie wziąć pod uwagę inwestor, który będzie chciał we własnym zakresie dokonać wyboru pompy.
Mowa tutaj o aspektach związanych z zapotrzebowaniem na ciepło w budynku, stopnia izolacji ścian, stropu oraz fundamentów, liczby domowników (ma to znaczenie w celach obliczenia, jaka moc wymagana jest do podgrzania ciepłej wody użytkowej i jakie będzie zużycie wody). Duże znaczenie ma także powierzchnia budynku, bo im większy dom, tym większe zapotrzebowanie na ciepło, a finalnie większa moc pompy ciepła, konieczna do efektywnego ogrzania budynku.
Choć należy pamiętać, że precyzyjne obliczenia dotyczące zapotrzebowania energetycznego powinny być wykonywane w oparciu o specjalne programy komputerowe, obsługiwane przez specjalistów w dziedzinie technik grzewczych opartych o odnawialne źródła energii, to jednak bardzo wstępne szacunki w tym aspekcie mogą nam pozwolić zobrazować przedział mocy pompy ciepła dla danej inwestycji.
Za pomocą przelicznika, który uwzględnia ilość potrzebnej energii cieplnej na metr kwadratowy budynku można wyróżnić kilka rodzajów budynków wraz z ich zapotrzebowaniem cieplnym, a mianowicie:
Rodzaj ogrzewania domu również będzie miał wpływ na to, jakie finalnie będzie zapotrzebowanie cieplne budynku. Co do zasady pompa ciepła należy do niskotemperaturowych urządzeń grzewczych, które najlepiej współpracują z ogrzewaniem podłogowym i płaszczyznowym, które również charakteryzuje się niską temperaturą zasilania.
Jeśli planujemy montaż pompy ciepła w budynku modernizowanym, w którym funkcjonuje tradycyjny system centralnego ogrzewania oparty na grzejnikach konwekcyjnych, w których temperatura zasilania wody musi być o wiele wyższa, warto rozważyć montaż wysokotemperaturowej pompy ciepła tak, by zapewnić odpowiedni komfort cieplny przy jednoczesnym, optymalnym zużyciu energii elektrycznej.
Planując zakup i montaż pompy ciepła poza mocą grzewczą pompy trzeba także wziąć pod uwagę współczynniki wydajności COP i SCOP urządzeń grzewczych. Pierwszy z nich, COP (Coefficient of Performance) obrazuje ilość dostarczonego ciepła do ilości zużytej w tym celu energii elektrycznej. COP wskazuje w sposób konkretny, ile jednostek ciepła wytwarza pompa ciepła na każdą jednostkę energii elektrycznej pobranej.
W praktyce: jeśli COP wynosi 4, oznacza to, że pompa ciepła wytwarza 4 jednostki ciepła na każdą jednostkę energii elektrycznej.
Z kolei parametr SCOP również pokazuje jak może wyglądać zużycie energii przez pompę, ale w określonym przedziale czasowym, np. w trakcie trwania sezonu grzewczego. Uwzględnia on zmiany efektywności systemu, który musi działać w różnych warunkach pogodowych, a w ten sposób pokazuje jaka jest średnia wydajność jednostki w przeciągu np. całego roku. Inwestor zatem ma szansę poznać uśrednione, przybliżone koszty eksploatacji pompy ciepła pod kątem poboru prądu przez jednostkę.
Wiesz już, jak dobrać moc pompy ciepła do inwestycji, ale pamiętać należy, że zapotrzebowanie na moc w budynku to jedna kwestia: drugą i niemniej ważną jest prawidłowe przygotowanie domu do montażu instalacji pompy.
W przypadku nowych budynków sprawa zazwyczaj ogranicza się do przygotowania fundamentu pod jednostkę, na zewnątrz budynku (powietrzne pompy ciepła) lub wykonaniem stosownych odwiertów po uzyskaniu zgody (gruntowe pompy ciepła). Należy także przygotować pomieszczenie techniczne/kotłownię, wykonać niewielkie prace hydrauliczne oraz prace związane z doprowadzaniem zasilania do pompy ciepła.
W przypadku modernizowanych domów, w których nieefektywne źródło ciepła chcemy zastąpić nowoczesnym systemem opartym na działaniu pompy ciepła, kluczową kwestią jest termomodernizacja domu tak, by zredukować mostki termiczne i ewentualne straty ciepła.
W przypadku montażu pompy ciepła w remontowanym domu poza tym, że jej moc musi być odpowiednio skorygowana z uwzględnieniem większego zapotrzebowania cieplnego budynku, trzeba także zadbać o prace zewnętrzne w postaci ocieplenia ścian i przegród zewnętrznych, stropów oraz fundamentów, wymianę drzwi oraz okien na modele z odpowiednio niskim współczynnikiem przenikania ciepła, ponieważ tylko to gwarantuje powodzenie inwestycji: mniejsze straty ciepła w budynku to również mniejsze koszty jego ogrzania zimową porą roku.
Pompa ciepła jest urządzeniem wielofunkcyjnym: służy do podgrzewania ciepłej wody użytkowej, ogrzewania domu i jego chłodzenia. Do wszystkich tych procesów potrzeba jednak zasilenia pompy energią elektryczną, co generuje koszty zwłaszcza w okresie, kiedy praca pompy jest wzmożona. Choć pompa ciepła jest najtańszym sposobem ogrzewania domu istnieje sposób na całkowitą redukcję kosztów pracy pompy i są nim panele fotowoltaiczne: instalacja pv pozwoli na zasilenie wszystkich urządzeń darmowym prądem, w tym sprężarki pompy.
Montaż pompy ciepła, jak i instalacja fotowoltaiczna są opłacalne także pod kątem możliwości krótszego zwrotu inwestycji: liczne dofinansowania i dopłaty do odnawialnych źródeł energii pozwalają na szybszy zwrot inwestycji w ramach benefitów pochodzących z programów „Moje ciepło” (zakup i montaż pompy ciepła) oraz „Mój Prąd” (instalacja fotowoltaiczna).
Właściciele starszego typu budynków mogą liczyć także na dopłaty pochodzące z programu „Czyste Powietrze” oraz na odliczenie kosztów w rocznym rozliczeniu podatkowym (ulga termomodernizacyjna).
Dobór mocy pompy ciepła rzutuje na powodzenie całej inwestycji. Pompa ciepła (zarówno powietrzne pompy ciepła, jak i pompy gruntowe i wodne) nie mogą odznaczać się zbyt małą mocą, niedopasowaną do realiów inwestycyjnych, ponieważ nie będą w stanie wydajnie ogrzewać domu, ani przygotować wody użytkowej. Pompy pracujące w trybie nadmiernej wydajności, urządzenia przewymiarowane to ryzyko awarii instalacji spowodowane częstym cyklowaniem sprężarki urządzenia, która poprzez częste włączanie i wyłączanie skraca pracę cyklu.
Samodzielny montaż pompy ciepła najczęściej okazuje się najbardziej zgubną rzeczą dla inwestora, bo finalnie choć instalacja urządzenia we własnym zakresie miała pozwolić na oszczędności, niemal zawsze kosztuje dwa razy tyle, ile kosztowałby profesjonalny montaż i zaprojektowanie instalacji.
Pompę ciepła należy, ale przede wszystkim warto instalować we współpracy z doświadczoną firmą, która kompleksowo zajmie się usługą zaprojektowania systemu w oparciu o wytyczne techniczne w zakresie OZE, informacje płynące z projektu budowlanego i preferencje inwestora. W przypadku obliczeń przeprowadzanych przez fachowego inżyniera specjalizującego się w instalacjach związanych z odnawialnymi źródłami ciepła nie ma miejsca na pomyłkę dotyczącą parametrów mocy grzewczej pompy.
Sam montaż jest przeprowadzany zgodnie ze sztuką budowlaną i wytycznymi, a zamontowana pompa pochodzi od renomowanych producentów i objęta jest kilkuletnim okresem gwarancyjnym.
biuro@ecocomfort.pl
603 908 700