W Czechach pompy ciepła typu powietrze-woda odniosły w ostatnich latach fenomenalny sukces. Ich udział w całkowitej sprzedaży pomp ciepła przekracza 95%, a montaż instalacji gruntowo-wodnych lub wodno-wodnych stale spada. Czy to właściwa tendencja?
W krajach Europy Zachodniej popularne są również powietrzne pompy ciepła , jednak ich wskaźnik sprzedaży nie jest tak ekstremalny jak u nas.
System pompy ciepła powietrze-woda , który był praktycznie nieznany jeszcze 20 lat temu, ostatnio znacznie poprawił się technicznie wraz z rozwojem technologii elektronicznego wtrysku czynnika chłodniczego i ciągłej kontroli wydajności. Jest to najbardziej przystępny cenowo typ pompy ciepła odpowiedni do ogrzewania, podgrzewania ciepłej wody użytkowej, z możliwością letniego chłodzenia oraz łatwym i szybkim montażem. W porównaniu z innymi systemami pomp ciepła typ powietrzno-wodny osiąga jednak niższą wydajność, dlatego zalecamy montaż szczególnie w budynkach ocieplonych o mniejszym zużyciu energii.
Niektórzy sprzedawcy pompek czasami zafałszowują rzeczywistość i przeceniają ich wydajność. Z fizyki wynika jednak, że pompy te są nieco mniej wydajne zarówno w ogrzewaniu, jak i chłodzeniu niż konkurencyjne systemy typu ziemia-woda lub woda-woda. Wynika to z kilku czynników:
Szczególną zaletą pompy ciepła powietrze-woda jest wysoka sprawność grzewcza w okresie letnim. Dlatego, jeśli rozważa się zastosowanie pompy ciepła do sezonowego ogrzewania basenu, pompa powietrzna może być bardziej korzystna niż woda gruntowa lub woda-woda.
Ogrzewanie podłogowe, ścienne lub sufitowe jest również korzystne dla bezkondensacyjnego chłodzenia wnętrza latem: bez dodatkowej inwestycji w system chłodzenia można skutecznie schłodzić przegrzane wnętrze. Przy zastosowaniu tzw. schładzacza możliwe jest nawet częściowe podgrzanie ciepłej wody użytkowej ciepłem odpadowym z chłodzenia. Zainstalowanie pompy ciepła w domu jednorodzinnym oznacza obniżoną stawkę za energię elektryczną dla całego gospodarstwa domowego, co znacznie oszczędza dodatkowe koszty i pomaga zmniejszyć zwrot z inwestycji.
Idealnie nadaje się do zainstalowania powietrznej pompy ciepła w domach o stratach ciepła do 8-10 kW oraz z rozbudowanym systemem grzewczym, takim jak ogrzewanie podłogowe, ścienne lub sufitowe. Przy zastosowaniu wysokiej jakości pompy ciepła możliwe jest osiągnięcie w tym przypadku średniej efektywności grzewczej SCOP bliskiej 4. Oznacza to, że dla domu o stratach ciepła 10 kW koszty ogrzewania i całorocznego podgrzewania ciepłej wody użytkowej dla 4 osób może spaść do około 20 000 CZK (cena prądu wg stawki D57d na rok 2020). Biorąc pod uwagę, że większość nowo budowanych domów ma straty ciepła tylko około 6-7 kW, wynikający z tego rachunek będzie jeszcze niższy.
Jeżeli dom ma małe straty ciepła i zużycie ciepła na ogrzewanie jest niewielkie, to niższa sprawność pracy pompy ciepła nie odgrywa istotnej roli.
Aby zapewnić wysokiej jakości i ekonomiczne ogrzewanie, ważny jest dobór odpowiedniej wydajności pompy ciepła. Musi to odpowiadać stratom ciepła obiektu przy niskich temperaturach zewnętrznych, lub przy tzw. obliczeniowej temperaturze zewnętrznej określonej lokalizacją budynku. Obliczenia strat ciepła określa norma EN 12 831.
Wydajność powietrznej pompy ciepła w warunkach A7/W35 (temperatura zewnętrzna 7°C, temperatura wody grzewczej na wylocie 35°C) musi pokryć całą wartość strat ciepła z dodatkową rezerwą na ogrzewanie CWU. W przypadku pomp ciepła ze zmienną mocą sprężarki (inwerter) za moc standardową uważa się wartość mocy grzewczej przy średniej prędkości sprężarki. W projekcie indykatywnym mocy cieplnej pompy ciepła można ją również oprzeć na danych z etykiety energetycznej pompy ciepła.
Jeżeli pompa ciepła jest podłączona do klasycznych elementów grzejnych – grzejników – etykieta energetyczna musi zawierać ocenę efektywności energetycznej zarówno przy niskiej temperaturze (wyjściowa temperatura wody 35°C), jak i przy pracy w średniej temperaturze (55°C). Oprócz wystarczającej wydajności należy zadbać o to, aby instalacja grzewcza pracowała z najwyższą temperaturą wody grzewczej 45-55°C. W przypadku większego spadku temperatury istnieje ryzyko, że instalacja grzewcza nie będzie w stanie przekazać mocy grzewczej pompy ciepła do wnętrza i pompa ciepła ulegnie awarii.
Pompa ciepła może być podłączona do instalacji grzewczej bezpośrednio jako część obiegu grzewczego lub poprzez zbiornik akumulacyjny. Pierwsza metoda jest mało wymagająca montażowo i przestrzennie oraz wydajna eksploatacyjnie, ale wymaga odpowiednio dużej wydajności instalacji grzewczej (uwzględniając rozmrażanie parownika). Ponadto należy ograniczyć elementy sterujące, np. zawory termostatyczne lub głowice, które wpływają na przepływ przez instalację grzewczą i mogą powodować awarie pompy ciepła spowodowane niedostatecznym przepływem.
Zamontowanie zasobnika, który jednocześnie pełni funkcję anuloidu, całkowicie eliminuje te efekty i jest również niezbędne przy podłączaniu pompy ciepła do instalacji z innym źródłem ciepła (np. wkładem kominkowym) lub w wieloobwodowych instalacjach grzewczych.
Technologia powietrzno-wodna nie ogranicza się tylko do ogrzewania małych domów jednorodzinnych. W przypadku dużych obiektów, takich jak hale produkcyjne i sportowe, apartamentowce, centra administracyjno-biznesowe, szkoły itp. – jeśli nie ma możliwości zastosowania gruntowej pompy ciepła – dobrym wyborem jest typ powietrze-woda.
Wymagana moc grzewcza składa się zwykle z kilku pomp ciepła połączonych kaskadowo, gdzie regulacja załącza poszczególne urządzenia zgodnie z aktualnym zapotrzebowaniem na ciepło. W przeciwieństwie do zwykłych domów jednorodzinnych, w dużych budynkach często dostępne jest biwalentne źródło ciepła w postaci gazu ziemnego, biomasy lub centralnego kotła: w tym przypadku przy mniejszych nakładach można zaprojektować cały system grzewczy w taki sposób, aby pompy powietrza pokrycie strat ciepła tylko przy temperaturach dodatnich, a przy niższych temperaturach zewnętrznych zapotrzebowanie jest pokrywane przez źródło biwalentne. Nawet w takim przypadku pompy ciepła w trybie letnim mogą zapewnić ogrzewanie ciepłej wody użytkowej oraz chłodzenie wnętrza budynku.
W kolejnym artykule przyjrzymy się bliżej pompom ciepła grunt-woda i woda-woda .
