Budujemy Dom
Instalacje / Pompy ciepła / Artykuły

Retrofit - zastosowanie pomp ciepła w starych domach

Termin RETROFIT robi oszałamiającą karierę na konferencjach poświęconych pompom ciepła. Oznacza ogólnie zastosowanie nowoczesnej technologii w starych systemach, a w naszym przypadku zastosowanie pomp ciepła w starych domach.
Wymiana kotła olejowego lub gazowego na pompę ciepła.
Wymiana kotła olejowego lub gazowego na pompę ciepła. Cała instalacja c.o. i c.w.u. pozostaje bez zmian.

Do niedawna branża pomp ciepła koncentrowała się głównie na produkcji i rozwoju pomp przeznaczonych dla nowych budynków.

Jednak 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 tego rynku są już bardzo ograniczone. Natomiast rynek dla zastosowań pomp ciepła zamiast kotłów w istniejących już domach jest przeogromny.

Główną przeszkodą dla 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°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 źródłem dolnym prawie zawsze jest powietrze, gdyż trudno sobie wyobrazić rozwiązanie z kolektorem poziomym, dewastujące pielęgnowany od lat ogród. Nie ma też na ogół warunków do odwiertów pod sondy pionowe lub dwie studnie.

Uproszczony schemat układu kaskadowego z dwoma stopniami
 (rys. 1) Uproszczony schemat układu kaskadowego z dwoma stopniami
Schemat działania sprężarkowej pompy ciepła z cyklem EVI
(rys. 2) Schemat działania sprężarkowej pompy ciepła z cyklem EVI

Co do źródła górnego również nie ma swobody decyzji, gdyż najkorzystniejsze z punktu widzenia współpracy z pompą ciepła byłoby niskotemperatuinstalacja c.o.rowe ogrzewanie podłogowe, ale instalacja rur grzewczych w podłogach zamieszkałego 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°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 (rys 1).

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°C. Bardziej praktyczne, tańsze i skuteczne jest inne rozwiązanie, nazywane systemem z cyklem EVI (Enhanced Vapour Injection) (rys. 2).

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 można osiągnąć dla pompy powietrze – woda, nawet dla temperatury powietrza -15°C.

System biwalentny

Modernizację starego systemu ogrzewania można też wykonać według zasady „i szelki i pasek”, tj. dołączyć do starego systemu pompę ciepła, nie likwidując kotła. Oba urządzenia grzewcze mogą współpracować, akumulując wytwarzaną energię cieplną w zbiorniku buforowym.

Możliwe są różne strategie korzystania z takiego systemu biwalentnego. Na przykład kocioł jest włączany tylko przy bardzo niskich temperaturach, np. -10°C. Tak niskie temperatury mogą być tylko kilka do kilkunastu dni w roku. W pozostałych okresach pracuje tylko pompa ciepła. Można też pompę ciepła powietrze – woda używać tylko do podgrzewania ciepłej wody użytkowej, a kocioł do c.o.

System powietrze-powietrze

Rozwiązaniem najmniej ingerującym w starą instalację c.o. jest zastosowanie pompy powietrze – powietrze. Wówczas, nie korzystając ze starej instalacji, rozprowadza się do pomieszczeń ciepłe powietrze otrzymywane z pompy ciepła. Można w tym celu zastosować klimakonwektory lub zgoła rozwiązania typowe dla systemów klimatyzacji. Warto instalować system dwufunkcyjny, który w zimę grzeje, a w lecie chłodzi. Jeśli rację ma laureat tegorocznej pokojowej nagrody Nobla – Al Gore – to za niewiele lat upał w lecie może być w naszym kraju większym utrapieniem niż chłód w zimie.

Podsumowanie

  1. Do modernizacji ogrzewania w starych budynkach najbardziej nadają się pompy ciepła powietrze – woda i powietrze – powietrze.

  2. Jeśli zachowana jest stara instalacja c.o., trzeba zastosować niestandardową pompę ciepła, umożliwiającą osiąganie temperatury wody 65°C.

  3. Do modernizacji ogrzewania w starym budynku trzeba mieć dobrą, doświadczoną ekipę instalacyjną, gdyż jest to zadanie na ogół bardziej skomplikowane niż budowa instalacji w nowym budynku.

  4. W Polsce firmy są obecnie mało zainteresowane rynkiem retrofit i słabo przygotowane do działań na tym rynku

 Retrofit w Niemczech

Nowych domów jednorodzinnych buduje się w Niemczech ok. 150 000 rocznie. Nie stwarza to wielkich perspektyw rozwoju branży pomp ciepła, gdyż już teraz rynek „wchłania” ponad 50 000 pomp ciepła rocznie. Wielkie nadzieje wiąże się jednak z rynkiem pomp ciepła instalowanych w starych domach. Jest ich 17,5 miliona, z czego tylko 10-12% ma nowoczesne systemy ogrzewania. 

20% domów, mających ponad 25 lat, nadaje się do gruntownej modernizacji ogrzewania, zatem jest to potencjalny rynek dla pomp ciepła (ok. 3,5 mln domów). Pozostałe 70% domów (12,25 mln) też nie dysponuje ogrzewaniem na współczesnym poziomie techniki.

aktualizacja: 2008-07-31

Dodaj komentarz

Zadaj pytanie naszemu ekspertowi
 

Regulacja - klucz do oszczędności - reportaż cz. V

Śledzimy prace związane z instalowaniem pompy ciepła w domu Renaty i Ryszarda z Czosnowa. W bieżącym artykule przedstawiamy ostatni odcinek tej swoistej sagi, z którego można dowiedzieć się, że uruchomienie urządzenia to tylko początek złożonego procesu „zgrywania” się użytkowników z wytworem nowoczesnej techniki i technologii.
topowe produkty

Szwedzkie pompy ciepła firmy CTC Enertech Group

Masz drogie ogrzewanie? Czas, abyś poczuł najtańsze ciepło w Twoim domu! CTC Enertech Group ogrzewa domy od 90 lat, z czego ponad 30 lat buduje efektywne pompy ciepła.
Woda lodowa w klimakonwektorach Hewalex
Woda lodowa w klimakonwektorach Hewalex Firma Hewalex rozszerzyła ofertę wyposażenia dodatkowego dla pomp ciepła PCCO SPLIT o klimakonwektory przypodłogowe BM i podsufitowe SC. ...
Nowy typoszereg pomp ciepła marki Sofath - Termeo i Caliane
Nowy typoszereg pomp ciepła marki Sofath - Termeo i Caliane Marka Sofath prezentuje geotermiczne pompy ciepła Termeo oraz Caliane. Urządzenia te pozyskują ciepło za pośrednictwem poziomego lub pionowego ...
Nowa pompa ciepła GSHP firmy De Dietrich
Nowa pompa ciepła GSHP firmy De Dietrich Firma De Dietrich wprowadziła do swojej oferty nowe urządzenia - geotermalne, odwracalne pompy ciepła. W ofercie producenta dostępnych jest ...
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