(Polski) Będąc przyszłym lub obecnym właścicielem domu jednorodzinnego i obserwując rosnące ceny energii, zastanawiamy się jaki system grzewczy byłby najbardziej odpowiedni. Poszukiwania przez właścicieli nieruchomości rozwiązań grzewczych, które zapewnią komfort termiczny, a jednocześnie będą efektywne energetycznie i ekonomicznie, powodują, że coraz częściej spoglądają oni w kierunku pomp ciepła.
Kontynuując cykl “Pompy ciepła: Ogrzewaj efektywnie”, zapraszamy do lektury kolejnego tekstu.
W serii artykułów postaramy się odpowiedzieć na niektóre z pytań nurtujących obecnych i przyszłych właścicieli nieruchomości jak np.: czy pompy ciepła to ekonomiczne i przyjazne dla środowiska rozwiązanie? Jakie są korzyści energetyczne i finansowe związane z ich stosowaniem w domach jednorodzinnych? W jaki sposób wybrać odpowiedni system pomp ciepła? Ta część naszego cyklu przybliży pompy ciepła od strony technicznej oraz dostarczy podpowiedzi na co zwracać uwagę przy podejmowaniu decyzji o wykorzystaniu tego rozwiązania w naszym domu.
Pompy ciepła, to urządzenia która wykorzystują różne rozwiązania technologiczne. Poznanie wachlarza możliwości dostępnych na rynku na pewno pomoże nam w wyborze najbardziej optymalnego rozwiązania i ułatwi rozmowę z projektantem lub sprzedawcą urządzeń. Klasyfikacji pomp ciepła dokonuje się w oparciu o różne kryteria techniczne. Zacznijmy od kryterium energii napędowej, czyli energii zasilającej urządzenie by mogło ono działać poprawnie. Mówimy wtedy o dwóch rodzajach pomp ciepła:
Z wymienionych wyżej typów pomp ciepła zdecydowanie popularniejsze są pompy sprężarkowe, szczególnie w zastosowaniach dedykowanych dla domów jednorodzinnych.
Krótkie wyjaśnienie działania tego rodzaju pomp ciepła można znaleźć w naszym wcześniejszym tekście: „Pompy ciepła w domach jednorodzinnych – inwestycja w przyszłość”. Absorpcyjne pompy ciepła – napędzane np. ciepłem ze spalania gazu ziemnego – stosuje się w większych układach np. w przemyśle. Innym kryterium według którego pomożemy podzielić pomy ciepła może być rodzaj dolnego źródła ciepła (parownika), z którego urządzenie pobiera energię z otoczenia (nie mylić z napędem). Mówimy zatem o:
W przypadku budynków jednorodzinnych powietrzne pompy ciepła cieszą się zdecydowanie większą popularnością od pomp gruntowych czy wodnych. Niższe nakłady inwestycyjne i wymagania instalacyjne na pewno przemawiają na ich korzyść, pomimo że w dłuższej perspektywie koszty eksplantacji są niższe w przypadku gruntowych pomp ciepła.
Kolejnym kryterium klasyfikacyjnym jest temperatura górnego źródła ciepła (skraplacza), czyli temperatura na wyjściu pompy ciepła. Kryterium to zostało sformalizowane, ponieważ zgodnie z Rozporządzeniem Delegowanym Komisji (UE) NR 811/2013 z dnia 18 lutego 2013 r. uzupełniającym dyrektywę Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/30/UE w odniesieniu do etykiet efektywności energetycznej dla ogrzewaczy pomieszczeń, ogrzewaczy wielofunkcyjnych, zestawów zawierających ogrzewacz pomieszczeń, regulator temperatury i urządzenie słoneczne oraz zestawów zawierających ogrzewacz wielofunkcyjny, regulator temperatury i urządzenie słoneczne, pompy ciepła podzielono na:
Dla pomp ciepła, które zapewniają deklarowaną wydajność grzewczą dla temperatur na wyjściu powyżej 55 °C nie zdefiniowano tego jednoznacznie, ale należy domniemywać, że są to pompy ciepła o zastosowaniu wysokotemperaturowym. We wspomnianym rozporządzeniu precyzyjnie zdefiniowano także sposób etykietowania urządzeń o zastosowaniu nisko i średniotemperaturowym (wzory etykiet wraz z objaśnieniami zamieszczono poniżej). Natomiast brak jest takiego uregulowania dla pomp ciepła o zastosowaniach wysokotemperaturowych.
Wzory etykiet energetycznych ogrzewaczy pomieszczeń z pompą ciepła.
Źródło: Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej 6.9.2013 L 239/21
Na etykiecie muszą się znajdować następujące informacje:
I. nazwa dostawcy lub jego znak towarowy;
II. identyfikator modelu dostawcy;
III. funkcja ogrzewania pomieszczeń dla zastosowań w, odpowiednio, średnich i niskich temperaturach;
IV. klasa sezonowej efektywności energetycznej ogrzewania pomieszczeń, w warunkach klimatu umiarkowanego dla zastosowań, odpowiednio, w średnich i niskich temperaturach, ustalona zgodnie z pkt 1 załącznika II do Rozporządzenia Delegowanego Komisji (UE) NR 811/2013 z dnia 18 lutego 2013 r; wierzchołek strzałki zawierającej klasę sezonowej efektywności energetycznej ogrzewania pomieszczeń dla ogrzewacza pomieszczeń z pompą ciepła dla zastosowań w, odpowiednio, średnich i niskich temperaturach jest umieszczony na tej samej wysokości co wierzchołek odpowiedniej klasy efektywności energetycznej;
V. znamionowa moc cieplna, w tym znamionowa moc cieplna wszelkich ogrzewaczy dodatkowych, w kW, w warunkach klimatu umiarkowanego, chłodnego i ciepłego dla zastosowań w, odpowiednio, średnich i niskich temperaturach, w zaokrągleniu do najbliższej liczby całkowitej;
VI. mapa temperatur w Europie przedstawiająca trzy orientacyjne strefy temperatur;
VII. poziom mocy akustycznej LWA, w dB, w pomieszczeniu (jeżeli dotyczy) i na zewnątrz, w zaokrągleniu do najbliższej liczby całkowitej.
Większość na rynku stanowią urządzenia o zastosowaniach nisko i średniotemperaturowych.
Natomiast rozwój technologii i rzeczywiste zapotrzebowanie klientów powoduje, że producenci coraz częściej proponują pompy ciepła o zastosowaniach wysokotemperaturowych. W wielu przypadkach taka pompa ciepła może z powodzeniem zastąpić kocioł gazowy czy węglowy, ponieważ temperatury na wyjściu z takiego urządzenia osiągają poziom 60 – 80°C, a dzięki temu modernizacja systemu grzewczego np. w starszym budownictwie nie jest wymagana. Należy jednak pamiętać, że podnoszenie temperatury na wyjściu z pomp ciepła pogarsza ich efektywność energetyczną. Aby tego rodzaju pompy ciepła dorównywały pompom o zastosowaniach nisko i średniotemperaturowych wymagane jest zastosowanie innych rozwiązań obejmujących między innymi:
Dobór pompy ciepła i jej elementów powinien być zawsze wykonany przez uprawnionego projektanta (sprzedawca nie zawsze jest najlepszym doradcą). Można jednak samodzielnie dokonać pewnych oszacowań, aby w rozmowie z projektantem przekazać swoje preferencje. Najważniejsze to określenie czego oczekujemy i jak chcemy by pompa ciepła nam służyła: czy tylko do ogrzewania pomieszczeń? A może do ogrzewania i chłodzenia, albo ogrzewania, chłodzenia i podgrzewania ciepłej wody użytkowej?
Kolejny krok to zwymiarowanie zapotrzebowania na moc cieplną (i ewentualnie chłodniczą). W budynku projektowanym wyliczenia powinien wykonać projektant. W budynku istniejącym w większości przypadków pompa będzie zastępować istniejące źródło ciepła, zatem można przyjąć, że moc grzewcza pompy ciepła powinna być równa mocy aktualnie zamontowanego źródła (przy założeniu, że dobór tegoż źródła został wykonany poprawnie). Jeśli jednak, oprócz wymiany źródła, budynek zostanie ocieplony, wówczas należy dokonać odpowiednich obliczeń. Pomocnym może być wykonanie audytu energetycznego przez uprawnionego audytora.
Kolejny aspekt to odpowiedź na pytanie o rodzaj pompy ciepła: gruntowa czy powietrzna? Jeśli gruntowa należy wziąć pod uwagę projekt/pomysł na zagospodarowanie działki lub istniejące jej zagospodarowanie, aby wyznaczyć obszary dostępne dla umieszczenia parownika. W zależności od wielkości obszaru pozostającego do dyspozycji powinno się dokonać wyboru pomiędzy pionowym lub poziomym ułożeniem parownika. Ponadto można rozpoznać lokalne cieki wodne, o ile takie występują. Jeśli powietrzna pompa ciepła, powinno się pamiętać, że efektywność tych urządzeń istotnie spada przy temperaturach powietrza zewnętrznego poniżej -5oC. W takich sytuacjach trzeba wspomagać system ogrzewania grzałką elektryczną. Jest to jednak, w zależności od strefy klimatycznej, zaledwie kilka lub kilkanaście dni w sezonie grzewczym. W przypadku zastosowania pompy ciepła wykorzystującej jako dolne źródło zużyte powietrze wylotowe z centrali wentylacyjnej (wentylacja mechaniczna w budynku) należy bardzo starannie wykonać obliczenia bilansu cieplnego, uwzględniając schładzania pomieszczenia, w którym pompa jest zamontowana.
Nie mniej ważnym aspektem jest dopasowanie pompy ciepła do instalacji grzewczej. W budynku projektowanym nie ma większego problemu, bo zarówno urządzenie, jak i instalacja będą dopiero wykonywane. W budynku istniejącym sprawa jest nieco trudniejsza.Jeśli istniejąca instalacja grzewcza jest tradycyjna, grzejnikowa, wówczas powinno się zastosować wysokotemperaturową pompę ciepła. Można rozważyć zastosowanie pompy średniotemperaturowej, ale powinno się sprawdzić obliczeniowo, czy wydajności grzejników będą wystarczające po obniżeniu parametrów wody grzewczej. Dlaczego? Ponieważ, tak jak wspomnieliśmy wcześniej średniotemperaturowa pompa ciepła daje na wyjściu niższą temperaturę wody grzewczej w porównaniu z kotłem.
Jeśli natomiast istniejące ogrzewanie jest typu płaszczyznowego (podłogowe i/lub ścienne) możliwe jest zastosowanie niskotemperaturowych pomp ciepła. W przypadku instalacji mieszanych (część płaszczyznowa, część grzejnikowa) najlepiej będzie zastosować średniotemperaturową pompę ciepła.
Porównując rozwiązania oferowane przez producentów oraz poszczególne modele warto zwrócić uwagę na:
1. Żywotność sprężarki.
2. Dostępność serwisu i czas reakcji na zgłoszenie.
3. Etykietę energetyczną (współczynnik COP, i/lub sezonowy COP, sprawność, wydajność) pompy ciepła. Powinno się stosować pompy ciepła z klasą energetyczną A+ lub wyższą.
4. Możliwość zastosowania w danym przypadku (problemy z dostępnością miejsca pod wymiennik gruntowy albo niekorzystny rodzaj podłoża, konieczność ekranowania ze względu na normy hałasu, np. w pobliżu osiedli)
Podsumowując, wysoka efektywność energetyczna pomp ciepła zachęca do ich stosowania. Należy jednak pamiętać, że pozytywne rezultaty mogą być częściowo zniweczone przez nieprawidłowy dobór samego urządzenia i niedopasowanie do instalacji odbierających ciepło. W każdym przypadku konieczna jest precyzyjna analiza. Jeśli jesteś właścicielem domu jednorodzinnego, warto rozważyć instalację pompy ciepła.
Zapraszamy do przeczytania także pierwszej części cyklu “Pompy ciepła: Ogrzewaj efektywnie”:
Pompy ciepła w domach jednorodzinnych – inwestycja w przyszłość – GEFF Polska (polreff.org)
Wspierane przez:
We współpracy z:
