http://www.budujesz.pl/wiadomosc/pompa-ciepla-jak-wybrac-ktora-najlepsza/292/ 2017-02-27 09:42:44.000000

Pompa ciepła - jak wybrać? Która najlepsza?

W polskich warunkach pompy ciepła używane są głównie jako alternatywne źródło ciepła, choć to nie jedyne możliwe ich zastosowanie. Wybrane modele stosuje się jako formę klimatyzatora (do chłodzenia), jako urządzenia wentylacyjne, ale możliwe jest – choć tylko w ściśle określonych warunkach – użycie pompy ciepła jako jedynego systemu grzewczego w obiekcie.

Kryteria podziału

Podział pomp ciepła jest dość skomplikowany, ponieważ istnieje wiele czynników, które różnicują poszczególne modele. Wygodną formą podejrzenia wszystkich możliwości będzie tabela.

Tabela 1: kryteria podziału pomp ciepła i typy urządzeń

Kryterium podziału Typ urządzeń
Zastosowanie
  • Grzanie
  • Chłodzenie
  • Grzanie i chłodzenie
  • Wentylowanie (funkcja dodatkowa)
Zasada działania
  • Sprężarkowa
  • Elektryczna
  • Spalinowa
  • Sorpcyjna (absorpcyjna lub adsorpcyjna)
Rodzaj źródła dolnego
  • Grunt – solanka Td=0°C
  • Kolektor poziomy
  • Kolektor spiralny
  • Kolektor pionowy
  • Grunt – woda Td=10°C
  • Powietrze Td=2°C
  • Grunt – odparowanie bezpośrednie Td=0°C
System pracy układu grzewczego
  • Monowalentny
  • Biwalentny
  • Monoenergetyczny

Poszczególne pojęcia mogą na tym etapie wydawać się tajemnicze, niemniej w chwili omówienia najważniejszych kryteriów wyboru zostaną one wyjaśnione.

 

Kryterium 1: zastosowanie

Najczęściej wybierane pompy służą jako urządzenia grzewcze. Kryteria wyboru pomp ciepła mających służyć jako swoiste rekuperatory, a więc urządzenia do chłodzenia i wentylacji są nieco bardziej skomplikowane, niemniej należy zwrócić uwagę na wymienione przez producenta urządzenia zastosowania podstawowe, przy czym pojedyncze urządzenie może mieć kilka potencjalnych zastosowań.

Kryterium 2: zasada działania

W budownictwie jednorodzinnym zastosowanie mają niemal wyłącznie pompy sprężarkowe. Urządzenie takie dobrze sprawdza się jako pompa ciepła do grzania wody albo pompa ciepła do basenu. Żeby być precyzyjnym – również pompy ciepła działające jako klimatyzatory mogą korzystać z mechanizmu sprężarkowego, natomiast tym, co odróżnia poszczególne sposoby zasilania, jest przede wszystkim wielkość pomp, przy jakich się je stosuje.

Kryterium 3: rodzaj źródła dolnego

Zgodnie z prawami fizyki największą skuteczność osiągają pompy przenoszące ciepło między ośrodkami o maksymalnie zbliżonych temperaturach. Takim rozwiązaniem jest pompa woda-woda, jednak w praktyce nie jest ona często stosowana. Rzadziej (ze względu an warunki hydrotechniczne) stosowana jest wydajniejsza pompa solanka-woda. Częściej wybierana jest natomiast pompa ciepła gruntowa, ponieważ jej dolny kolektor (poziomy lub spiralny) pracuje w układzie zamkniętym, a więc użytkownik pompy ma nad nim pełną kontrolę. Bardziej skomplikowaną technicznie wersją tego systemu jest pompa z odparowaniem bezpośrednim, jednak ta wymaga wydajnego źródła ciepła, co nie jest wymaganiem, które łatwo spełnić.

Pompy typu powietrze woda i powietrze-powietrze mają tę zaletę, że źródło dolne nie wymaga praktycznie żadnego przygotowania. Problemem jednak jest spadek mocy grzewczej w zimie, kiedy powietrze jest zbyt chłodne, aby efektywnie wymieniać ciepło. Powietrze jako dolne źródło ciepła sprawdza się dobrze jedynie w pompach ciepła do CWU oraz w rekuperacji.

Kryterium 4: rodzaj źródła górnego

Ekonomicznie i fizycznie najlepszym źródłem górnym jest ogrzewanie podłogowe (wymaga ono najniższych temperatur czynnika grzewczego). W przypadku zastosowania typowych grzejników pojawia się kilka problemów: po pierwsze, woda w instalacji jest dość zimna jak na to zastosowanie, co może przyczynić się do przyspieszenia korozji urządzeń grzewczych. Po drugie ani pompa ciepła, ani grzejniki nie pracują w takim układzie z maksymalną sprawnością, a więc wydajność systemu znacząco spada. Po trzecie wreszcie może pojawić się problem niedogrzania, w związku z czym należy uwzględnić większą powierzchnię wymiany ciepła na grzejnikach, aby zapewnić efektywne wykorzystanie dostarczonego do nich ciepła.

Kryterium 5: system pracy układu

W tym przypadku wybór jest zwykle dość prosty: w układzie monowalentnym pompa ciepła jest jedynym urządzeniem grzewczym. Najczęściej jest to trudno do osiągnięcia przy zachowaniu komfortu termicznego w domu, zatem rozwiązanie to jest stosowane rzadziej od układów biwalentnych. W nich, poza pompą ciepła, działa również drugie źródło ciepła, na przykład kocioł CO. Dodatkowo, jeśli wszystkie urządzenia zasilane są w ten sam sposób, np. prądem, mówi się o układzie biwalentnym monoenergetycznym. Tutaj rozstrzygają się losy dylematu „pompa ciepła czy gaz”. Można użyć obu tych źródeł ciepła i wówczas układ taki będzie biwalentnym alternatywnym lub równoległym. Pierwszym – jeśli kocioł załączy się dopiero poniżej pewnej temperatury, a drugim – jeśli w każdym przedziale temperatur urządzenia będą pracowały równocześnie.

Moc i sprawność

Pompy ciepła wybiera się, zwracając uwagę na ich moc. Zamiast stosowania rozbudowanych wzorów można przyjąć bardzo dobre przybliżenie – dla nowoczesnego budynku wystarczającą mocą jest 50 W/m, natomiast dla obiektów starszych lub z gorszą termoizolacją warto założyć wartość 70 W/m.

Producenci pomp najczęściej zawyżają wymaganą wartość mocy. Z punktu widzenia użytkownika jest to jednak kosztowne. Przy założeniu powyższych przeliczników istnieje oczywiście ryzyko niedogrzania obiektu przez kilka najbardziej mroźnych nocy, ale nie będzie to niedogrzanie znaczne, natomiast zakup pompy ciepła z dużym zapasem mocy powoduje, że przez większość czasu rezerwa, która tania nie jest, pozostaje niewykorzystana.

Przy ocenie mocy należy oczywiście zwrócić uwagę na warunki, w jakich dokonywano pomiaru i odnieść to do przewidywanych warunków eksploatacyjnych.

 

Kryteria podziału

Podział pomp ciepła jest dość skomplikowany, ponieważ istnieje wiele czynników, które różnicują poszczególne modele. Wygodną formą podejrzenia wszystkich możliwości będzie tabela.

Tabela 1: kryteria podziału pomp ciepła i typy urządzeń

Kryterium podziału Typ urządzeń
Zastosowanie
  • Grzanie
  • Chłodzenie
  • Grzanie i chłodzenie
  • Wentylowanie (funkcja dodatkowa)
Zasada działania
  • Sprężarkowa
  • Elektryczna
  • Spalinowa
  • Sorpcyjna (absorpcyjna lub adsorpcyjna)
Rodzaj źródła dolnego
  • Grunt – solanka Td=0°C
  • Kolektor poziomy
  • Kolektor spiralny
  • Kolektor pionowy
  • Grunt – woda Td=10°C
  • Powietrze Td=2°C
  • Grunt – odparowanie bezpośrednie Td=0°C
System pracy układu grzewczego
  • Monowalentny
  • Biwalentny
  • Monoenergetyczny

Poszczególne pojęcia mogą na tym etapie wydawać się tajemnicze, niemniej w chwili omówienia najważniejszych kryteriów wyboru zostaną one wyjaśnione.

 

Kryterium 1: zastosowanie

Najczęściej wybierane pompy służą jako urządzenia grzewcze. Kryteria wyboru pomp ciepła mających służyć jako swoiste rekuperatory, a więc urządzenia do chłodzenia i wentylacji są nieco bardziej skomplikowane, niemniej należy zwrócić uwagę na wymienione przez producenta urządzenia zastosowania podstawowe, przy czym pojedyncze urządzenie może mieć kilka potencjalnych zastosowań.

Kryterium 2: zasada działania

W budownictwie jednorodzinnym zastosowanie mają niemal wyłącznie pompy sprężarkowe. Urządzenie takie dobrze sprawdza się jako pompa ciepła do grzania wody albo pompa ciepła do basenu. Żeby być precyzyjnym – również pompy ciepła działające jako klimatyzatory mogą korzystać z mechanizmu sprężarkowego, natomiast tym, co odróżnia poszczególne sposoby zasilania, jest przede wszystkim wielkość pomp, przy jakich się je stosuje.

Kryterium 3: rodzaj źródła dolnego

Zgodnie z prawami fizyki największą skuteczność osiągają pompy przenoszące ciepło między ośrodkami o maksymalnie zbliżonych temperaturach. Takim rozwiązaniem jest pompa woda-woda, jednak w praktyce nie jest ona często stosowana. Rzadziej (ze względu an warunki hydrotechniczne) stosowana jest wydajniejsza pompa solanka-woda. Częściej wybierana jest natomiast pompa ciepła gruntowa, ponieważ jej dolny kolektor (poziomy lub spiralny) pracuje w układzie zamkniętym, a więc użytkownik pompy ma nad nim pełną kontrolę. Bardziej skomplikowaną technicznie wersją tego systemu jest pompa z odparowaniem bezpośrednim, jednak ta wymaga wydajnego źródła ciepła, co nie jest wymaganiem, które łatwo spełnić.

Pompy typu powietrze woda i powietrze-powietrze mają tę zaletę, że źródło dolne nie wymaga praktycznie żadnego przygotowania. Problemem jednak jest spadek mocy grzewczej w zimie, kiedy powietrze jest zbyt chłodne, aby efektywnie wymieniać ciepło. Powietrze jako dolne źródło ciepła sprawdza się dobrze jedynie w pompach ciepła do CWU oraz w rekuperacji.

Kryterium 4: rodzaj źródła górnego

Ekonomicznie i fizycznie najlepszym źródłem górnym jest ogrzewanie podłogowe (wymaga ono najniższych temperatur czynnika grzewczego). W przypadku zastosowania typowych grzejników pojawia się kilka problemów: po pierwsze, woda w instalacji jest dość zimna jak na to zastosowanie, co może przyczynić się do przyspieszenia korozji urządzeń grzewczych. Po drugie ani pompa ciepła, ani grzejniki nie pracują w takim układzie z maksymalną sprawnością, a więc wydajność systemu znacząco spada. Po trzecie wreszcie może pojawić się problem niedogrzania, w związku z czym należy uwzględnić większą powierzchnię wymiany ciepła na grzejnikach, aby zapewnić efektywne wykorzystanie dostarczonego do nich ciepła.

Kryterium 5: system pracy układu

W tym przypadku wybór jest zwykle dość prosty: w układzie monowalentnym pompa ciepła jest jedynym urządzeniem grzewczym. Najczęściej jest to trudno do osiągnięcia przy zachowaniu komfortu termicznego w domu, zatem rozwiązanie to jest stosowane rzadziej od układów biwalentnych. W nich, poza pompą ciepła, działa również drugie źródło ciepła, na przykład kocioł CO. Dodatkowo, jeśli wszystkie urządzenia zasilane są w ten sam sposób, np. prądem, mówi się o układzie biwalentnym monoenergetycznym. Tutaj rozstrzygają się losy dylematu „pompa ciepła czy gaz”. Można użyć obu tych źródeł ciepła i wówczas układ taki będzie biwalentnym alternatywnym lub równoległym. Pierwszym – jeśli kocioł załączy się dopiero poniżej pewnej temperatury, a drugim – jeśli w każdym przedziale temperatur urządzenia będą pracowały równocześnie.

Moc i sprawność

Pompy ciepła wybiera się, zwracając uwagę na ich moc. Zamiast stosowania rozbudowanych wzorów można przyjąć bardzo dobre przybliżenie – dla nowoczesnego budynku wystarczającą mocą jest 50 W/m, natomiast dla obiektów starszych lub z gorszą termoizolacją warto założyć wartość 70 W/m.

Producenci pomp najczęściej zawyżają wymaganą wartość mocy. Z punktu widzenia użytkownika jest to jednak kosztowne. Przy założeniu powyższych przeliczników istnieje oczywiście ryzyko niedogrzania obiektu przez kilka najbardziej mroźnych nocy, ale nie będzie to niedogrzanie znaczne, natomiast zakup pompy ciepła z dużym zapasem mocy powoduje, że przez większość czasu rezerwa, która tania nie jest, pozostaje niewykorzystana.

Przy ocenie mocy należy oczywiście zwrócić uwagę na warunki, w jakich dokonywano pomiaru i odnieść to do przewidywanych warunków eksploatacyjnych.

 

Kategoria: Poradniki
Data: 27.02.2017
Social