Budujemy Dom
Instalacje / Pompy ciepła / Artykuły

Dom z pompą ciepła po 3 latach użytkowania

Moim głównym hobby jest działalność zawodowa. Jednak drugim stał się ekologiczny dom wykorzystujący odnawialne źródła energii, a równocześnie bardzo tani w budowie i eksploatacji. Józef Piotrowski.

Od dawna kierowałem wzrok ku Słońcu, rozważając budowę domu ogrzewanego głównie energią słoneczną. Wszystkie kolejne podejścia – wirtualne, bo za pomocą symulacji komputerowych, wykazywały iż nie jest to obecnie uzasadnione ekonomicznie.

Inaczej było z pompami ciepła. Poświęciłem sporo czasu na studia literatury, rozważania i obserwacje istniejących instalacji. Wreszcie przyszedł czas na eksperymenty – dwa kolejne domy z pompami ciepła i kilkadziesiąt instalacji moich sąsiadów i znajomych.

Ogólna charakterystyka

Dom o powierzchni użytkowej ok. 250 m2 charakteryzuje się wysoką izolacją termiczną – ścian, okien, dachu i podłogi parteru. Ma też dużą pojemność cieplną izolowanej od otoczenia masy wnętrza. Składają się na nią grube wylewki betonowe izolowanej płyty fundamentowej i grzewczej (25+10 cm), 8 cm wylewki i belki stropu, ściany z dość ciężkiego gazobetonu.

Bardzo dobrze została zaprojektowana instalacja z niskotemperaturowymi emiterami ciepła. Zastosowano również wysokosprawny odzysk ciepła z wentylacji.

Źródło ciepła

Zastosowano najtańsze rozwiązanie – źródłem ciepła jest woda gruntowa. Dwie tanie, ale dobrze wykonane studnie, poborowa i zrzutowa.

Konstrukcja obydwu studni została przygotowana na wygodną regenerację, gdyby wytrąciły się osady, które zaczęłyby ograniczać wydajność.

Woda pobierana jest przez niewielką pompkę samozasysającą P1 o nominalnej mocy 250 W. Pomiary wykazały, że słabo obciążona pompka (ciśnienie na wylocie pompki ok. 0.5 bara, na zrzucie za pompą ciepła <0.2 bara) pobiera jedynie niewiele ponad 100 W.

Woda użytkowa pobierana jest z tej samej studni za pomocą niezależnej instalacji hydroforowej z małą pompą P2 f-my Nochi o mocy 350 W. Instalacja zaprojektowana tak, aby w przypadku awarii pompy P1 pompa ciepła mogła być zasilana z pompy P2 i odwrotnie.

Pompa ciepła i instalacja grzewcza

Zastosowano najmniejszą i najtańszą pompę ciepła (W2, woda-woda) z typoszeregu pomp produkowanych przez firmę Hibernatus.

Przepływ wody grzejącej zapewniają dwie szeregowo połączone pompy obiegowe małej mocy (90 W max.).

Sterowanie temperaturą

Najlepszym rozwiązaniem okazało się umieszczenie czujnika wewnątrz domu w pomieszczeniu dziennym. Tak umieszczony czujnik śledzi temperaturę powietrza w domu i utrzymuje ją na zadanym poziomie. Temperatury innych pomieszczeń mogą być ustawiane ręcznie lub automatycznie za pomocą odpowiedniej regulacji zaworów na rozdzielaczach.

Emiter ciepła

Zastosowano niskotemperaturowe ogrzewanie podłogowe we wszystkich pomieszczeniach na parterze i piętrze.

Na piętrze rury ogrzewania zostały wpuszczone w wylewkę stropu teriva. Między belkami systemu teriva zastosowano bloczki z izolacyjnego gazobetonu zamiast zwykłych „garów” ceramicznych lub betonowych, dzięki czemu nie było konieczności stosowania dodatkowej izolacji cieplnej nad wylewką.

Ciepła woda użytkowa

Podgrzewana jest wyłącznie pompą ciepła. Bardzo prosta instalacja grzewcza ze zbiornikiem c.w.u. o pojemności 300 l (Ariston), podgrzewanym za pomocą wbudowanej wężownicy o dużym polu powierzchni (3,4 m2) bez pośrednictwa dodatkowego wymiennika.

Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła

Zastosowany rekuperator o wysokiej sprawności, ale niezbyt kosztowny (Stiebel Eltron, ok. 3600 zł) zapewnia dobrą wentylację wszystkich pomieszczeń.

Łazienki

Nawet przy dużej gęstości rurek ogrzewania podłogowego trudno zwiększyć temperaturę łazienek powyżej średniej temperatury pozostałych pomieszczeń. Dotyczy to szczególnie najsprawniejszych instalacji, w których temperatura wody grzewczej jest bardzo niska (26-28°C).

Możliwe są jednak lepsze rozwiązania. W moim domu podstawowym ogrzewaniem 3 łazienek jest również ogrzewanie podłogowe. Utrzymuje w łazienkach temperaturę zbliżoną do temperatury pozostałych pomieszczeń.

Obserwacje

Instalację grzewczą uruchomiono na początku stycznia 2001 roku w zimnym i wilgotnym domu. Temperatura podnoszona była powoli w celu ograniczenia nadmiernie szybkiego wysychania, tym niemniej dobowy czas pracy pompy w okresie schnięcia był bardzo długi ze względu na duże ilości ciepła niezbędne do odparowania ton wody.

Po zamieszkaniu dobrano parametry krzywej grzewczej instalacji. Były one później jeszcze trochę modyfikowane .

Warunki zimowe

Instalacja utrzymuje temperaturę powietrza ok. 22°C w pomieszczeniach dziennych, holu i niektórych sypialniach. Zapewnia to przyjemny komfort cieplny.

Goście proszą często o zmniejszenie temperatury w sypialni, ustawiam wtedy ok. 18°C. W gabinecie wolę trochę niższą temperaturę – ok. 20°C. Temperatura w pomieszczeniu sportowym jest często zmniejszana do ok. 18°C. Temperatura wiatrołapu jest słabo stabilizowana i spada czasem do ok. 15°C, zwłaszcza przy częstym otwieraniu drzwi wejściowych, jednak nie jest to odczuwalne.

Garaż izolowany termicznie jak i pozostałe pomieszczenia, jest podgrzewany pośrednio przez strop z pomieszczenia na piętrze. Najniższa temperatura garażu zimą to ok. 16°C.

Przy spadku temperatury otoczenia rośnie dobowy czas pracy pompy ciepła. W najzimniejszych dniach w ostatnich 3 latach dobowy czas pracy dochodził do 16 godzin. Proste przeliczenie wskazuje, iż system grzewczy mógłby utrzymać zadane temperatury wnętrza domu nawet przy mrozach -40°C.

Przy mrozach rośnie także maksymalna temperatura czynnika grzewczego niezbędna dla utrzymania zadanych temperatur. Przy silnych mrozach zmienia się w zakresie 23,5°C (włączenie) do 28°C (wyłączenie). Być może, kilka razy mignęło 29°C. Dotyczy to taniej taryfy energii elektrycznej, w czasie taryfy dziennej temperatury są o 1°C niższe (22,5-27°C).

Warunki letnie

Dom nieźle zachowuje się w okresie upałów. Nie wyłączam obiegu wody w instalacji ogrzewania podłogowego. Silne sprężenie termiczne wnętrza domu z podłogą powoduje bardzo efektywne wyrównanie temperatury w słonecznych i mniej doświetlonych pomieszczeniach.

Podobnie, przez cały rok działa instalacja wentylacji mechanicznej. Latem, dzięki wychłodzeniu powietrza w podziemnym przewodzie, do domu wpływa chłodniejsze powietrze. Co więcej, przy nadmiernej wilgotności powietrza na zewnątrz domu, następuje wykroplenie nadmiaru wilgoci.

Najwyższe temperatury wnętrza domu nie przekraczały 25°C, nie było więc potrzeby stosowania klimatyzacji.

Koszty ogrzewania

Oceniane były na podstawie czasu pracy pompy ciepła i poboru mocy elektrycznej w czasie ogrzewania. W okresie od sierpnia 2003 do sierpnia 2004 pompa ciepła pracowała 1950 godzin przy średnim poborze mocy ok. 1,67 kW. Oznacza to zużycie energii 3257 kWh, głównie w okresie taryfy nocnej. Przyjmując średni koszt 1 kWh równy 0,30 zł, roczny koszt ogrzewania i przygotowania c.w.u. wyniósł 977 zł.

Zabiegi konserwacyjne

Dwukrotnie w ciągu roku czyszczony jest chemicznie filtr mechaniczny. Czynność ta wymaga ok. 10 minut. Co najmniej trzykrotnie zmieniane są filtry w systemie wentylacji mechanicznej.

Konkluzja

Ogrzewanie za pomocą pompy ciepła okazało się komfortowe i tanie. Nie mogę sobie wyobrazić, by budując jeszcze raz dom mógłbym zastosować inny typ ogrzewania!

Nie oznacza to, iż jest idealne. Co zmieniłbym... Istnieje możliwość dalszego zmniejszenia zużycia energii przez lepsze dostosowanie pompy i całego systemu do pracy niskotemperaturowej.
W tym celu:
  • Zastosowałbym pompę ciepła o jeszcze mniejszej mocy (20%), co poprawiłoby sprawność (obecna ma moc 9 kW).

  • Sterownik pompy powinien mieć możliwość niezależnego ustawienia większej liczby niezależnych stref czasowych w ciągu doby dla ogrzewania i c.w.u. Chętnie, w szczególności, widziałbym możliwość niewielkiego zmniejszenia temperatury w godz. 1-5 rano i ponowne włączenie nieco silniejszego ogrzewania na godzinę przed wstaniem.

  • Przydałaby się pompa ciepła lepiej dostosowana do pracy niskotemperaturowej. Wymienniki płytowe pompy ciepła powinny być wydajniejsze dla zwiększenia sprawności przy pracy niskotemperaturowej, kiedy istotnie rośnie moc cieplna i chłodnicza. Przydatne byłoby elektroniczne sterowanie zaworem rozprężnym.

  • Nastawy krzywej grzewczej c.w.u. powinny być bardziej precyzyjne (obniżenie temperatury c.w.u o zadaną wartość histerezy). Jedno lub półstopniowa gradacja jest zbyt duża dla niskotemperaturowych emiterów ciepła.

  • Zmniejszenie mocy pompy i drobne korekty w ogrzewaniu podłogowym pozwoliłyby na zmniejszenie różnicy temperatur zasilania i powrotu poniżej 3°C.
Symulacja komputerowa pokazuje, iż konsekwencją tych udoskonaleń byłby spadek zużycia energii o jedną czwartą i dalsze polepszenie komfortu cieplnego.

Dlaczego bywa źle?

Większość z moich znajomych, którzy zainstalowali pompy ciepła jest zadowolonych z ich działania. Zadowoleni są wszyscy, których instalacje zostały prawidłowo zaprojektowane i wykonane.

Niestety, nie jest tak zawsze. Polskie listy dyskusyjne są pełne mrożących krew w żyłach opisów koszmarnych przygód użytkowników systemów grzewczych z pompami ciepła.

Można sobie wyobrazić pełne przejście na ogrzewanie domów mieszkalnych w Polsce za pomocą pomp ciepła. Przyniosłoby to bardzo pozytywne skutki.
  • Koszty ogrzewania znacznie by spadły.

  • Znacznie zmniejszyłoby się zużycie importowanych paliw gazowych i płynnych.

  • Zmniejszyłaby się zależność Polski od importu paliw.

  • Gaz ziemny i paliwa płynne byłyby wykorzystywane jedynie jako surowce chemiczne, źródło energii dla napędu samochodów i maszyn oraz do produkcji ciepła wysokotemperaturowego.

  • Nastąpiłoby znaczne zmniejszenie emisji dwutlenku węgla, szkodliwych pyłów i substancji gazowych.

  • Energia elektryczna niezbędna dla napędu pomp ciepła jest w Polsce wytwarzana głównie z polskiego surowca – węgla.

  • Zużycie energii elektrycznej niewielkie, głównie w godzinach, w których jest jej nadmiar. Mniejsze byłyby też koszty przesyłu.

  • Rozpowszechnienie instalacji z pompami ciepła spowodowałoby znaczny spadek ich ceny, lepsze przygotowanie projektantów i instalatorów.

Prof. Józef Piotrowski

aktualizacja: 2007-12-06

Dodaj komentarz

Zdaniem naszych Czytelników


Witaj!

Lepiej tzn? wygodniej? cieplej? taniej?
Jaką masz pompę ciepła?
Pozdrawiam!

Eksperci Viessmann

12 Kwi 2016, 12:17

Żywotność pompy jest kilka razy większa od pieca gazowego. Ja używam i pieca gazowego w jednym budynku a w domu mam już pompa ciepła i z PC jest o wiele lepiej.

Gość: Arek

10 Kwi 2016, 14:11

@sasq. Wszystko wskazuje na to, że padłeś ofiarą pseuda fachowców od wszystkiego. Na pewno masz źle dobrane urządzenie. Nie piszesz czy masz grzejniki czy podłogówkę. Różnica jest zasadnicza bo przy grzejnikach wodę grzejesz do parametru 55 stopni a przy podłogówce do 35 max. Przez to spada wydajność a za tym koszty. Druga sprawa, że nawet jeśli nie ogrzewasz piwnicy to ona i tak sobie to ciepło odbiera. Także przy zapotrzebowaniu na ciepło budynku trzeba ją uwzględnić. Nie piszesz czy masz powietrzną pompę czy solankową. Jeśli powietrzną to wydajność jest mniejsza, koszty eksploatacji są wyższe a koszty inwestycji niższe. Jeśli masz gruntową to najważniejsza sprawa to odwiert/kolektor poziomy. Pompa ciepła to nie urządzenie które grzeje a urządzenie które transportuje ciepło. Musi mieć skąd to transportować. Jeśli dolne źródło zostanie wykonanie źle lub jest źle dobrane to odbija się to oczywiście na rachunkach i wydajności. W skrajnym przypadku możesz zamrozić ziemię i unieruchomić urządzenie. Kolejną sprawą jest utrzymywana temperatura w pomieszczeniach. Im wyższa tym wydajność mniejsza i rachunki wyższe. Kolejną sprawą jest to, że masz dom szkieletowy. Tam nie ma co akumulować ciepła i przez to urządzenie musi dłużej pracować. Nastepna sprawa to okładziny. Najlepiej oddają ciepło płytki, dalej odpowiednie panele, parkiety i dywany są najgorsze. Kolejna bardzo istotna sprawa to wentylacja. Jeśli masz wentylację grawitacyjną to nawet 40% ciepła ucieka w największe mrozy (a przy małej różnicy temp ta wentylacja po prostu nie działa). Te straty ciepła trzeba uzupełnić a co najmniej uwzględnić przy doborze pompy. Następna sprawa to właściwa izolacja ale nie materiały a jakość wykonania (nawet najlepszy materiał izolacyjny + bylejakość typu zapychanie szczelin w izolacji zaprawą, nieszczelne okna, brak odpowiedniej izolacji fundamentu). Ważna jest też cwu. To trzbe ustawić logicznie. 60 stopni nie ma sensu z wielu powodów: dogrzewa do tej temp grzałką, w takiej temperaturze sie i tak człowiek nie wykąpie (nawet 40 to już za gorąco), bardzo maleje wydajność. Nie piszę tego wszystko tylko z teorii. Sam mam pompę ciepła gruntową. Wiem, że od strony wentylacji mój dom jest kiepski bo wiem, że 45 % ciepła się marnuje (wcisnęli mi grawitacyjną ale planuje mechaniczną-bardziej ze względu na komfort niż na oszczędności). Ale wiem, że mam bardzo dobrze wykonaną izolację, dobre okna, właściwą orientację budynku (zyski słoneczne) a przede wszystkim urządzenie wyliczone do zapotrzebowania budynku. Moje roczne rachunki za ogrzewanie i cwu wynoszą 1300 zł. Przez cała zimę córka biega na bosaka a my jak w upały latem. Myślę, że na pewno wiele z rzeczy o których pisałem pasuje. Napisz jeszcze po ilu latach trzeba wymienić kocioł. 10-15? Mojemu znajomemu już po 5 latach padł.

Wnioski:
1)pompę powinni montować tylko ludzie którzy mają o tym pojęcie
2)nielogiczny lobbing jest szkodliwy
2)normy na 2017 i 2021 całkowicie zmienią rynek i dla nowych budynków kryteria będą spełniały jedynie pompy ciepła i kotły na biomasę. Cała reszta aby spełnić kryteria straci uzasadnienie ekonomiczne.

pozdrawiam

Gość: Radek

13 Mar 2016, 08:35

Pokaż wszystkie komentarze Chcesz wiedzieć więcej - zajrzyj na Forum.BudujemyDom.pl
Zadaj pytanie naszemu ekspertowi
Przepisz kod z obrazka
topowe produkty

NIBE - największa oferta pomp ciepła

Firma NIBE-BIAWAR oferuje kilkadziesiąt modeli pomp ciepła NIBE o zróżnicowanej mocy - od 1,5 aż do 160kW - w jednej jednostce. Według danych statystycznych BRG Building Solutions jest liderem sprzedaży pomp ciepła w Polsce.
Pompy ciepła flexoTHERM, flexoCOMPACT exclusive tańsze nawet o 4000 zł
Pompy ciepła flexoTHERM, flexoCOMPACT exclusive tańsze nawet o 4000 zł Marka Vaillant oferuje najnowsze pompy ciepła w atrakcyjnych cenach! Promocja dotyczy zarówno pojedynczych urządzeń, jak i zestawów pomp ...
Lizea Iv 200 - nowa wersja pompy ciepła marki Sofath
Lizea Iv 200 - nowa wersja pompy ciepła marki Sofath Marka Sofath wprowadziła do sprzedaży nową wersję typoszeregu powietrznych pomp ciepła Lizea Iv 200.
Pompy ciepła flexoTHERM oraz flexoCOMPACT exclusive w ofercie Vaillant
Pompy ciepła flexoTHERM oraz flexoCOMPACT exclusive w ofercie Vaillant Vaillant wprowadził na rynek nowe pompy ciepła do centralnego ogrzewania i komfortowego przygotowania ciepłej wody użytkowej- flexoTHERM ...
Najbardziej znane marki
Pompy ciepła - ranking rozpoznawalności firm i produktów
Newsletter BudujemyDom.pl
Zapisz się do naszego bezpłatnego newslettera i otrzymuj najświeższe informacje prosto na Twoją skrzynkę e-mailową.
Miesięcznik Budujemy Dom - wersja elektroniczna gratis!
Zapisz się na bezpłatny newsletter BudujemyDom.pl, a otrzymasz najnowszy numer miesięcznika Budujemy Dom w wersji elektronicznej. Do rozdania mamy 50 egzemplarzy. Ty otrzymasz jeden z nich całkowicie za darmo.
Dlaczego warto się zapisać?
Aktualności z rynku budownictwa jednorodzinnego, porady budowlane, najciekawsze tematy z forum.budujemydom.pl, zapowiedź tematu tygodnia oraz raportu miesiąca dostępnego w serwisie w pełnej wersji.
x

Zamknij okno x
Newsletter
Zapisz się do naszego bezpłatnego newslettera i otrzymuj najświeższe
informacje prosto na Twoją skrzynkę e-mailową.
Budujemy Dom - wersja elektroniczna gratis!
Zapisz się na bezpłatny newsletter BudujemyDom.pl, a otrzymasz najnowszy numer miesięcznika Budujemy Dom w wersji elektronicznej. Do rozdania mamy 50 egzemplarzy. Ty otrzymasz jeden z nich całkowicie za darmo.     
Dlaczego warto się zapisać?
- aktualności z rynku budownictwa jednorodzinnego;
- porady budowlane;
- najciekawsze tematy z forum.budujemydom.pl;
- zapowiedź tematu tygodnia oraz raportu miesiąca dostępnego w serwisie w pełnej wersji.
Zapisz się do newslettera
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