OZEPompa ciepła

Powietrzne pompy ciepła do ogrzewania budynków – pytania i odpowiedzi. Efektywny inwerter

Kiedy na działce nie ma rurociągu z gazem ziemnym, jego doprowadzenie okazuje się niemożliwe lub zbyt kosztowne albo zakładamy, że gaz będzie drożał szybciej niż inne źródła energii (w większości gaz importujemy do Polski od niestabilnych politycznie dostawców), lub po prostu oprócz ogrzewania chcemy mieć również możliwość chłodzenia w okresie letnim – to, odpowiadając przynajmniej jeden raz twierdząco, pompa ciepła wydaje się rozwiązaniem idealnym, a do tego przyjaznym środowisku.

Najczęstsze pytania potencjalnych inwestorów:

  • Jakie są różnice w kosztach pomiędzy pompą powietrzną a gruntową?

Samo urządzenie jest nieznacznie droższe w przypadku powietrznej pompy ciepła (bardziej zaawansowane sterowanie, droższe komponenty), jednak koszty całej instalacji będą nawet dwukrotnie niższe niż dla pompy ciepła z wymiennikiem gruntowym. Składa się na to koszt wykonania wymiennika gruntowego, który najczęściej jest droższy od samego urządzenia.

Koszty eksploatacyjne będą zależały od klasy porównywanych urządzeń i jakości wykonania np. gruntowego wymiennika. Jednak biorąc pod uwagę urządzenia podobnej, dobrej jakości, w statystycznym domu niskoenergetycznym różnica w kosztach eksploatacji wyniesie średnio 300-600 zł rocznie.

Moim zdaniem dodatkową zaletą w przypadku korzystania z powietrza jest brak ryzyka wyeksploatowania i błędów w doborze wymiennika gruntowego. Można powiedzieć, że powietrze jako dolne źródło ciepła jest mniej stabilne temperaturowo, w ciągu sezonu grzewczego występują wahania współczynnika efektywności, ale w zamian otrzymujemy źródło niewyczerpalnego ciepła z brakiem ryzyka w postaci zbyt małych, zapowietrzonych czy wadliwie działających wymienników gruntowych.

  • Czy pompa ciepła musi pracować z ogrzewaniem podłogowym? Czy może również oddawać ciepło poprzez grzejniki?

Grzejniki również mogą być stosowane w instalacjach z pompami ciepła, ale najlepsze efekty eksploatacyjne osiągniemy poprzez zastosowanie w całym domu ogrzewania podłogowego. Różnica w kosztach eksploatacji może być nawet kilkukrotna na korzyść gęsto położonego ogrzewania podłogowego. Na wykresie 1 widoczny mamy przebieg współczynnika COP w zależności od temperatury zewnętrznej i temperatury zasilania instalacji grzewczej. Widzimy, że im niższa temp. zasilania instalacji, tym COP jest wyższe (a więc mniej energii elektrycznej w stosunku do potrzebnej energii cieplnej do ogrzania budynku).

Wyk. 1. Współczynnik efektywności pompy ciepła w zależności od temperatury zewnętrznej i zasilania instalacji grzewczej (średnie wielkości COP dla pompy PCCO 13 kW split).

  • Co z niską temperaturą powietrza? Czy będę musiał używać grzałkę elektryczną w przypadku spadku mocy grzewczej pompy ciepła?

Najczęściej układy są tak projektowane, aby dodatkowe źródło grzewcze pracowało w sporadyczny sposób, a jednocześnie, żeby niepotrzebnie nie zwiększać kosztów inwestycyjnych na większą moc pompy ciepła. W polskim klimacie do instalacji niskotemperaturowych proponuję dobór tzw. punktu biwalentnego w granicach -10/-15oC. Temperatury niższe od tych występują najczęściej nocą, gdzie z automatyki możemy ograniczyć ogrzewanie w kierunku wyższych temperatur w dzień. Jeśli budynek jest konstrukcji średniej lub ciężkiej, nie będzie problemu z utratą komfortu cieplnego, ponieważ budynek ma co najmniej kilku- lub kilkunastogodzinną bezwładność cieplną.

Na wykresie nr 2 punkt B wyznacza punkt biwalentny, który oznacza temperaturę, do jakiej pompa ciepła samodzielnie będzie ogrzewała budynek. W zależności od doboru mocy pompy ciepła do zapotrzebowania cieplnego budynku punkt ten będzie w wyższych lub niższych temperaturach powietrza zewnętrznego. W przypadku wspomagania ogrzewania grzałką elektryczną proponuję dobór pompy ciepła w zależności od strefy klimatycznej w granicach od -10 do -15°C.

Wyk. 2. Zapotrzebowanie cieplne budynku oraz dopasowanie mocy grzewczej pompy ciepła.

  • Jakie są koszty dodatkowego wspomagania grzałką elektryczną, a jakie powietrzną pompą ciepła?

W zależności od budynku te koszty będą oczywiście różne. Natomiast, zakładając dobrze docieplony budynek o zapotrzebowaniu ok. 6,5 kW mocy obliczeniowej w III strefie klimatycznej Polski, o zapotrzebowaniu cieplnym ok. 40 kWh/m2/rok, średnie koszty wspomagania ogrzewania grzałką elektryczną wyniosą do 200 zł/rok. Koszt pracy pompy ciepła to średnio może być nawet 1300-1500 zł/rok. Podany budynek w ostatniej dość ciepłej zimie zużył na cele ogrzewania od listopada do marca niecałe 1000 zł (grzałki nie włączyły się nawet na minutę).

  • W takim razie powietrzna pompa ciepła, ale czy jednostka rozdzielna (split) czy monoblok?

Różnica pomiędzy obydwoma rozwiązaniami wynika z lokalizacji wymiennika oddającego ciepło do wody grzewczej (tzw. skraplacza) – rysunek. W przypadku pomp ciepła typu split pompa ciepła składa się z dwóch rozdzielnych jednostek: zewnętrznej i wewnętrznej, która zawiera skraplacz. W ten sposób możemy pracować bezpośrednio na wodzie grzewczej, co pozwala osiągnąć ok. 20-30% wyższy współczynnik efektywności niż w przypadku pomp ciepła typu monoblok, które oddają ciepło do glikolu i dopiero poprzez wymiennik pośredni (już umieszczony w ogrzewanym budynku) do wody grzewczej. Jedynym minusem w przypadku pomp ciepła split jest konieczność wykonania połączenia chłodniczego poprzez osobę z odpowiednimi kwalifikacjami i osprzętem.

  • Co daje nam inwerter w pompie ciepła? Czy jest to konieczne?

Według mnie inwerterowa praca sprężarki, zwłaszcza w przypadku powietrznych pomp ciepła, jest podstawą przy obecnych cenach tego typu rozwiązań (tzn. już porównywalnych do technologii pracy typu ON/OFF). Inwerterowa pompa ciepła nie tylko ma lepszą efektywność pracy w warunkach, gdzie nie musi pracować z pełnym obciążeniem mocy (tzn. przez ponad 90% sezonu grzewczego), ale również powoduje spadek kosztów inwestycyjnych w kotłowni (brak konieczności stosowania dużych buforów centralnego ogrzewania związanych m.in. z czasem pracy sprężarki). Dodatkową zaletą jest tzw. miękki start w momencie uruchomienia sprężarki, co ma niebagatelne znaczenie zwłaszcza w domostwach oddalonych od stacji transformatorowych, z nie zawsze stabilnym napięciem.

  • Czy eksploatacja pompy ciepła jest tańsza od gazu?

Według wyliczeń z programów symulacyjnych koszt eksploatacji pompy ciepła jest tańszy niż ogrzewania budynku gazem ziemnym. Na wykresie nr 3 przedstawiono koszty roczne średnio przyjęte dla budynku o projektowym obciążeniu cieplnym 8 kW. W tym przypadku dla pompy ciepła dobrej jakości koszty eksploatacyjne wyniosły 2255 zł/rok.

Wyk. 3. Porównanie kosztów dla przykładowego domu ogrzewanego różnymi źródłami ciepła.

  • Na co zwrócić uwagę, kupując powietrzną pompę ciepła?

W przypadku każdej pompy ciepła warto mieć potwierdzenie danych związanych z efektywnością urządzenia poprzez niezależne laboratorium. Sama deklaracja zgodności niewiele tutaj mówi, gdyż jest to dokument wystawiany przez producenta lub dystrybutora. W drugiej połowie tego roku wejdą tzw. etykiety energetyczne. Podobnie jak w przypadku sprzętu AGD czy RTV dostawcy pomp ciepła będą musieli wskazać zużycie energii i wydajność urządzenia dla modelowego budynku, a także klasę energetyczną, w której pompa ciepła się znajduje. Dodatkowo część producentów decyduje się przejść badania do certyfikacji znaku jakości EHPA Q, który potwierdza jakość urządzenia zgodnie z obowiązującą normą PN-EN 14511. Oczywiście trzeba pamiętać, że porównywanie współczynnika efektywności ma sens tylko i wyłącznie, gdy obok wartości współczynnika COP będą podane również warunki temperaturowe badania (najczęściej porównuje się urządzenia przy A2/W35, co oznacza temperaturę zasilania powietrzem pompy ciepła 2°C i temperaturę ogrzanej wody wylotowej z pompy ciepła na poziomie 35°C). Porównywanie urządzeń (innych typów) w różnych warunkach zupełnie nie ma sensu.

Rys. Porównanie pracy typu monoblok i split.

 

Szymon Piwowarczyk

 

Źródło: https://www.instalator.pl/2015/06/powietrzne-pompy-ciepla-do-ogrzewania-budynkow-pytania-i-odpowiedzi-efektywny-inwerter/

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *