Budujemy Dom

Strefa magazynu / Budujemy Dom 11-12/2009

Kup bieżący numer Kup e-Wydanie Zaprenumeruj e-Prenumerata Na tablety

Wymiana kotła c.o. na pompę ciepła

Termin RETROFIT oznacza ogólnie zastosowanie nowoczesnej technologii w starych systemach, a w naszym przypadku zastosowanie pomp ciepła w starych domach. Wymiana kotła olejowego na pompę ciepła to obecnie najbardziej typowa operacja modernizacyjna w starych domach europejskich. Przodują w tym Szwecja, Szwajcaria, Niemcy i Austria

Wymiana kotła olejowego lub gazowego na pompę ciepła
Wymiana kotła olejowego lub gazowego na pompę ciepła. Cała instalacja c.o. i c.w.u. może pozostać bez zmian
Udział procentowy instalacji pomp ciepła w nowych domach jest już w wielu krajach europejskich bardzo wysoki (w niektórych krajach nawet 30–50%), a liczba budowanych nowych domów utrzymuje się na stałym poziomie, zatem perspektywy rozwoju rynku pomp ciepła dla nowych domów są bardzo ograniczone. Natomiast rynek dla zastosowań pomp ciepła zamiast kotłów w istniejących już domach jest przeogromny.

Główną przeszkodą do wymiany kotłów na pompy ciepła jest niedostosowanie pomp ciepła do pracy z instalacją wysokotemperaturową. Standardowe pompy ciepła mogą pracować z instalacjami grzewczymi o niskiej temperaturze wody (zwykle 35°C, a nie więcej niż 55–60°C), podczas gdy stare kotłowe instalacje c.o. pracują przy temperaturze 70–90°C. Innym istotnym czynnikiem jest słaba izolacja cieplna w starych domach.

Dla domów postawionych w technologii sprzed 30 lat potrzeba energii cieplnej na poziomie 200–300 kWh/m2·rok, zatem dla przykładowego domu o powierzchni 200 m2 trzeba by zainstalować dość potężną pompę ciepła o mocy 20–30 W. Byłoby to działanie nieracjonalne. Najpierw trzeba dom ocieplić i wymienić stare okna, żeby wystarczyła moc pompy ciepła rzędu 8–10 kW.

Rozwój zastosowań pomp ciepła w starych budynkach łączy się z coraz szerszym stosowaniem dwóch rozwiązań:

  • opracowanie nowej generacji pomp ciepła, przystosowanych do współpracy z instalacją c.o. o wysokiej temperaturze wody, nawet do 75°C. Oczywiście, nie da się przechytrzyć praw termodynamiki i pompy pracujące w takich warunkach osiągają COP zaledwie 2–3;
  • stosowanie systemu powietrze–powietrze bez instalacji c.o. w budynku.

Pompy wysokotemperaturowe

Modernizację systemu ogrzewania w starym domu można różnie rozumieć. Może to być totalna wymiana całego systemu lub tylko niektórych jego elementów. System ogrzewania pompą ciepła – jak wiadomo – składa się z trzech głównych części: źródła dolnego, źródła górnego i pompy ciepła. W modernizowanym domu najprostszym rozwiązaniem jest system, w którym źródłem dolnym jest powietrze. Trudno sobie wyobrazić rozwiązanie z kolektorem poziomym, dewastujące pielęgnowany od lat ogród. W zagospodarowanym otoczeniu domu czasami są warunki do odwiertów pod sondy pionowe lub dwie studnie.

Przykłady takich rozwiązań opisujemy dalej w reportażu. Co do źródła górnego również nie ma swobody decyzji, gdyż najkorzystniejsze z punktu widzenia współpracy z pompą ciepła byłoby niskotemperaturowe ogrzewanie podłogowe, ale instalacja rur grzewczych w podłogach zamieszkanego budynku byłaby trudna do przeżycia dla domowników. Raczej trzeba pozostawić starą instalację c.o. i wymienić tylko kocioł na pompę ciepła. Stare instalacje c.o. były projektowane na temperaturę wody 70–90°C. Uzyskanie temperatury wyższej niż 55–60°C w standardowej pompie ciepła nie jest możliwe. Wprawdzie po dociepleniu starego domu można nieco obniżyć temperaturę pracy instalacji c.o., ale nie bardziej niż do 65°C. Przygotowując się do ekspansji na rynku retrofit, wielu producentów pracuje nad specjalnymi rozwiązaniami pomp ciepła, zdolnymi do pracy przy temperaturach 65–75°C. Trudności i ograniczenia wynikają z podstawowych praw fizyki.

W jednym cyklu termodynamicznym nie można osiągnąć dowolnie dużych różnic temperatur między skraplaniem i parowaniem. Trudno jest też znaleźć czynnik krążący w obiegu termodynamicznym, który sprostałby tym parametrom. Najprostszym, ale niestety drogim rozwiązaniem, jest budowa kaskady dwóch cykli termodynamicznych. W istocie, są to dwie pompy ciepła, połączone przez wymiennik ciepła – skraplacz kaskadowy. Cykl dolny podgrzewa czynnik chłodniczy (np. R 404A) do temperatury ok. 50°C, a cykl górny, którego czynnik chłodniczy (np. R 134A) „startuje” z tej dość wysokiej temperatury, jest zdolny do osiągnięcia temperatury 65–70°C. Bardziej praktyczne, tańsze i skuteczne jest inne rozwiązanie, nazywane systemem z cyklem EVI (Enhanced Vapour Injection).

Cykl EVI, czyli wspomagające wtryskiwanie pary, polega na tym, że za skraplaczem podłączona jest pętla wspomagająca, w której część sprężonego i skroplonego czynnika pobierana jest przez zawór elektromagnetyczny i po rozprężeniu para pobiera ciepło w dodatkowym wymienniku, po czym jest wtryskiwana do sprężarki. Ten wspomagający obwód EVI pozwala podnieść temperaturę pracy pompy ciepła nawet do 65–75°C (są też doniesienia o pompach ciepła osiągających 80°C). Skok temperatury od źródła dolnego do górnego osiąga w tym rozwiązaniu ok. 80 K, zatem 65°C w instalacji grzewczej można osiągnąć dla pompy powietrze–woda, nawet dla temperatury powietrza –15°C.

 

Pełny artykuł w PDF: Wymiana kotła c.o. na pompę ciepła

Dalszy ciąg artykułu w wydaniu papierowym Budujemy Dom 11-12/2009
Kup ten numer
Wydanie papierowe Wydanie elektroniczne Przejrzyj ten numer

Budujemy Dom 11-12/2009

Kup ten numer
Wydanie papierowe Wydanie elektroniczne
Pozostałe artykuły
Klub Budujących Dom


Wypełniaj ankiety i zbieraj punkty
na bezpłatną prenumeratę
i inne nagrody

  • Polecamy również
    Czas na Wnętrze Vademecum Domu Energooszczędnego ABC Budowania Dom Polski Wnętrza Twój Dom Twój Styl
Wydanie tabletowe
Budujemy Dom
Mamy dla Ciebie prezent!
Zapisz się do bezpłatnego newslettera BudujemyDom.pl i pobierz GRATIS elektroniczne wydanie miesięcznika "Budujemy Dom".
W każdy czwartek otrzymasz darmowy
poradnik budowlany, a w nim:
  • aktualności z rynku budownictwa jednorodzinnego,
  • porady budowlane,
  • najciekawsze tematy z forum.budujemydom.pl,
  • zapowiedź raportu miesiąca dostępnego w serwisie
    w pełnej wersji.

Czas na wnętrze