Jakie warunki musi spełniać dom, aby ogrzewanie pompą ciepła było efektywne?

Czego dowiesz się z artykułu?

• Jak działają pompy ciepła i co odróżnia je od kotłów?
• Czy chińskie pompy naprawdę są złe?
• Jakie są rodzaje pomp ciepła?
• Czym się różni split od monobloku?
• Dlaczego moc pompy nie jest stała?
• Dlaczego temperatura wody powinna być jak najniższa?
• Co można poprawić w instalacji, żeby obniżyć koszty pracy pompy?

Pompy ciepła to specyficzne urządzenia. Zasilamy je prądem i używamy ich do ogrzewania, ale technicznie najbliżej im do klimatyzatorów i lodówek, niż do jakichkolwiek kotłów. Tak naprawdę klimatyzatory i lodówki pod względem technicznym są po prostu szczególnego rodzaju pompami ciepła, w których użyteczną dla nas funkcję pełni chłodząca, a nie grzejąca część obiegu.

Jednak o tym, że granica pomiędzy pompami ciepła i klimatyzatorami jest umowna bardzo szybko przekonamy się, analizując ofertę rynkową. Znakomita większość pomp typu powietrze/woda oferuje także możliwość chłodzenia. Natomiast klimatyzatory - czyli faktycznie pompy ciepła działające w systemie powietrze/powietrze - mają również tryb ogrzewania pomieszczeń.

Nie piszemy o tym bez powodu. Chodzi o podkreślenie faktu, że pompy ciepła są czymś zupełnie innym od tradycyjnych urządzeń grzewczych. Dlatego trzeba je dobierać, a potem eksploatować według innych zasad niż kotły. Próba zastępowania kotła pompą na zasadzie 1:1, np. szukanie urządzenia o identycznej mocy, jest bardzo złym pomysłem. Wadliwe działanie pompy i wysokie koszty jej użytkowania w konkretnej instalacji bardzo często biorą się właśnie z niezrozumienia zasady jej działania.

Pompa to urządzenie czyste, bezobsługowe i przyjazne dla środowiska. (fot. Nibe-Biawar)

Jak to działa?

Nie będziemy tu wyjaśniać szczegółów budowy sprężarkowych pomp ciepła. Taką wiedzę powinien mieć serwisant. Natomiast użytkownik musi zrozumieć podstawowe zasady działania układu z pompą ciepła. Dzięki temu bardzo łatwo zorientuje się, co jest korzystne dla pompy, w jakich warunkach działa ona dobrze i oszczędnie. Z drugiej strony - czego należy unikać oraz na co nie można nigdy liczyć, ogrzewając dom pompą.

Przede wszystkim trzeba podkreślić, że pompa tak naprawdę nie jest źródłem ciepła. Ona jedynie pobiera to ciepło z otoczenia, przekształca je na użyteczną dla nas postać, a następnie przekazuje do wnętrza budynku. Co znaczy, że ciepło w pompie nie powstaje. To jest podstawową różnicą w porównaniu z kotłem, czyli urządzeniem, w którym ciepło pozyskuje się na skutek spalania paliwa (gazu, węgla itd.).

Dlatego w układzie z pompą ciepła zawsze wyróżniamy jeszcze dwa zasadnicze elementy - tzw. źródło dolne oraz źródło górne.

Pompa nie jest źródłem ciepła, ona pobiera je z otoczenia, przetwarza w użyteczną postać i przekazuje do budynku. (fot. De Dietrich)

Źródłem dolnym jest ten element otoczenia, z którego pompa pobiera ciepło - powietrze, grunt, wody powierzchniowe lub podziemne. Oczywiście, wraz z instalacją do poboru ciepła. W przypadku dominujących obecnie pomp powietrze/woda, służą do tego wbudowany w pompę wentylator i wymiennik ciepła. Natomiast gdy ciepło czerpane jest z gruntu, instalacja jest znacznie bardziej skomplikowana, gdyż niezbędne są wykopy lub odwierty wraz z ułożonymi w nich rurami, w których krąży odbierający ciepło płyn. Źródło górne zaś to instalacja grzewcza w budynku, złożona z grzejników, podłogówki (ewentualnie także ogrzewania sufitowego albo ściennego) oraz rur, rozdzielaczy i rozmaitej armatury hydraulicznej.

Każda pompa ciepła jest w swej pracy ściśle uzależniona od parametrów źródła dolnego i górnego. Przede wszystkim źródło dolne musi być odpowiednio wydajne. Jeżeli z niego nie uda się zaczerpnąć potrzebnej ilości ciepła, to nawet najwyższej jakości pompa na niewiele się przyda. To zasadniczy problem w przypadku wszystkich wersji powietrznych, gdyż z powietrza o temperaturze -15°C czy -20°C bardzo trudno jest odbierać ciepło. Ponadto spadek temperatury źródła dolnego nieuchronnie oznacza obniżenie sprawności urządzenia (niższy wskaźnik COP), a więc mniej ekonomiczną pracę. Oczywiście, jedne radzą sobie w takich trudnych warunkach nieco lepiej, inne zaś gorzej. Dlatego zanim kupimy pompę, naprawdę warto sprawdzić jaką moc i sprawność podaje producent także w bardzo niskiej temperaturze, a nie jedynie standardowo przy +7°C.

Na temperaturę zewnętrzną w zasadzie nie mamy wpływu. Natomiast możemy zadbać o to, aby temperatura w obiegu źródła górnego była możliwie niska. Obowiązuje tu bowiem zasada, że im jest ona niższa, tym pompa pracuje z wyższą sprawnością (bardziej oszczędnie), a zwykle osiąga też większą moc. Pamiętając o tych zależnościach łatwo zrozumiemy dlaczego do pracy z pompami najczęściej zalecane jest ogrzewanie podłogowe, w którym temperatura wody na zasilaniu nie przekracza 35°C. Bardzo ważny jest też sposób sterowania pracą - najlepszym rozwiązaniem jest automatyka, która utrzymuje temperaturę wody na najniższym możliwym poziomie, przy którym w pomieszczeniach jest wystarczająco ciepło.

Można tu sformułować dwie podstawowe wskazówki dla wszystkich użytkowników pomp ciepła:

• pożądane jest utrzymywanie jak najniższej temperatury wody w obiegu c.o. (po stronie źródła górnego);
• spadek temperatury po stronie źródła dolnego powoduje spadek sprawności pompy, a zwykle także jej mocy.

Czy chińskie znaczy złe?

Od kilku miesięcy mamy do czynienia ze swoistą nagonką skierowaną przeciwko niektórym pompom ciepła. W myśl schematu, że urządzenia działają źle i nieekonomicznie, bo są chińskiej produkcji i nie mają certyfikatów potwierdzających deklarowane parametry. Oczywiście, najpewniej i takie się zdarzają. Tym bardziej, że w rekordowym pod względem sprzedaży 2022 r. pojawiły się na rynku firmy bez żadnego doświadczenia w branży i odpowiedniego zaplecza technicznego, które zaczęły importować pompy. Nie bardzo przejmując się tym, jakie to są urządzenia, gdyż rynek wchłaniał praktycznie wszystko, zaś importer mógł nieźle zarobić.

Problem nie polega jednak na tym, czy urządzenie jest z Chin, Korei, Malezji lub jeszcze innego kraju. Prawda wygląda tak, że nawet wielkie światowe firmy, w tym europejskie, także sprzedają pompy wyprodukowane w Chinach. I wcale nie są one złe. Bywa i tak, że urządzenia sprzedawane pod rozmaitymi markami, różniące się jedynie logo i detalami obudowy, mają identyczną charakterystykę, gdyż faktycznie wytwarzane są w tej samej fabryce w Państwie Środka. W Chinach też są solidni producenci, już z wieloletnim doświadczeniem i dbający o jakość produkcji. Z kolei obecne na naszym rynku od lat firmy-importerzy dbają o swoją pozycję i renomę, i wiedzą z kim warto współpracować. Natomiast zakup od firmy-krzak, która nie ma żadnego doświadczenia w pompach - nieuchronnie obarczony jest dużym ryzykiem. Możemy trafić dobrze i kupić urządzenie przyzwoitej jakości w niskiej cenie albo wyrzucić w błoto przynajmniej kilkanaście tysięcy złotych.

Zasadniczym problemem bardzo często okazuje się być nie zła jakość samej pompy, lecz jej nieodpowiedni dobór do konkretnego budynku. Bowiem nawet obiektywnie dobry sprzęt nie będzie efektywny i oszczędny, jeżeli trafi do fatalnie ocieplonego domu o dużych stratach ciepła, w którym wymagana do zapewnienia komfortu cieplnego temperatura wody w obiegu c.o. musi być wysoka. W takim budynku nie sprawdzi się żadna pompa.

Kolejną przyczyną kłopotów może być wadliwy montaż. Jeżeli wezmą się za to wykonawcy bez doświadczenia w pompach ciepła, a do tego zwyczajnie niestaranni, to otrzymamy niemal pewny przepis na katastrofę. Przynajmniej energetyczną, gdyż rachunki za prąd mogą być szokujące. Tu również obowiązuje stara zasada, że zły wykonawca jest w stanie zepsuć choćby i najlepszy materiał. Trzeba podkreślić, że pompy różnią się od kotłów w sposób zasadniczy. Dlatego nawet wykonawca, całkiem dobrze radzący sobie z instalacjami kotłowymi może popełniać istotne błędy, gdy zacznie zakładać pompy.

Wreszcie sam etap eksploatacji ma bardzo duże znaczenie. Pompy ciepła to urządzenia wyjątkowo wrażliwe na parametry pracy całego układu grzewczego - przede wszystkim temperaturę wody w obiegu, jej przepływ, odpowiednią długość cyklów pracy. Ma to o wiele większy wpływ na skuteczność i koszty ogrzewania, niż np. w układzie z kotłem kondensacyjnym. O ile podniesienie temperatury wody w obiegu może nie mieć praktycznie wpływu na sprawność kotła, to w systemie z pompą spowoduje wzrost rachunków nawet o kilkadziesiąt procent.

Może cię zainteresować

Sposób na tanią ciepłą wodę - pompa ciepła Ecodan QUHZ CO2 Cykl defrost w powietrznej pompie ciepła. Dlaczego jest tak niezbędny? Czy pod pompę ciepła potrzebny jest fundament? Bufor ciepła 1000 l - kiedy warto stosować, a kiedy nie? Dlaczego warto wybrać pompę ciepła do ogrzewania domu? O co chodzi z tymi pompami ciepła? Powietrze-powietrze, powietrze-woda? Hybrydowa pompa ciepła - wszystko, co musisz o niej wiedzieć Pompa ciepła gruntowa czy powietrzna - która jest lepsza? Kiedy pompa ciepła się opłaca? Pompa ciepła do cwu i kocioł na pellet - jak sprawdzi się ten duet? Pompa ciepła czy kocioł pelletowy? Jak zabezpieczyć monoblokową pompę ciepła powietrze-woda przed zamarzaniem? Rola zaworu przecizamrożeniowego Oszczędzaj z pompą ciepła! Wybór pompy ciepła do domu jednorodzinnego

Zobacz więcej Zwiń

Jakie są rodzaje pomp?

Pompy ciepła można podzielić, biorąc pod uwagę wiele kryteriów. Chyba najczęściej spotykanym jest ten uwzględniający rodzaj źródła dolnego oraz górnego.

Mówimy wówczas np. o pompach:

• powietrze/woda - czerpiących ciepło z powietrza zewnętrznego i przekazujących je do wodnej instalacji c.o. z grzejnikami lub podłogówką;
• powietrze/powietrze - również odbierających ciepło z powietrza, ale przekazujących je do pomieszczeń za pomocą nadmuchowych jednostek wewnętrznych, analogicznie jak w klimatyzatorach;
• grunt (solanka)/woda - tu źródłem dolnym jest grunt, górnym zaś wodna instalacja c.o.;
• woda/woda - ciepło pochodzi z wód podziemnych albo powierzchniowych (staw, rzeka) i trafia do wodnego układu centralnego ogrzewania.

Montaż pompy typu powietrze/woda jest prosty, gdyż nie wykonujemy instalacji po stronie źródła dolnego. (fot. Solplanet)

Ta klasyfikacja jest niezwykle ważna przynajmniej z dwóch powodów. Po pierwsze, rodzaj źródła dolnego determinuje niezbędny zakres i koszt prac na zewnątrz budynku. Zaś dokładniej rzecz ujmując, w przypadku pomp powietrznych takich właściwie nie ma. Natomiast wykonanie wykopów na tzw. poziomy kolektor gruntowy lub odwiertów na sondy pionowe to poważne i kosztowne przedsięwzięcie. Co więcej, zwykle oznacza to istne zdemolowanie otoczenia domu. Nie powinno więc specjalnie dziwić, że to pompy powietrzne zdominowały nasz rynek. Ponadto właściciele domów modernizowanych prawie zawsze wybierają właśnie je, gdyż nie chcą niszczyć trawnika i ogrodu.

Po drugie, rodzaj źródła dolnego i górnego ma zasadniczy wpływ na sposób pracy samej pompy. Łącznie z tym, jaką moc i sprawność ona osiąga. Bowiem powietrze zewnętrzne to wyjątkowo niestabilne źródło ciepła. Jego temperatura w sezonie grzewczym zmienia się przecież od ok. +10°C do nawet -20°C. Spadek mocy i sprawności przy niskiej temperaturze zewnętrznej jest więc nieuchronny. A to przecież właśnie wtedy zapotrzebowanie na ciepło jest w budynku największe. Mamy zatem coś na kształt rozwierających się nożyc - im robi się zimniej i zapotrzebowanie na ciepło rośnie, tym mniej, a przy tym drożej, dostarcza go pompa. Jest to szczególnie odczuwalne w modernizowanych domach z grzejnikami ściennymi, które powinny być wtedy zasilane wodą o dość wysokiej temperaturze. Z jej zapewnieniem większość pomp ma zaś poważny problem.

Pod tym względem, charakterystyka pomp gruntowych lub wykorzystujących wody podziemne jest znacznie korzystniejsza. Temperatura gruntu pozostaje bowiem w miarę stabilna przez cały sezon grzewczy, nawet w czasie największych mrozów. Dzięki temu pompa ma zapewnione źródło ciepła o stałych parametrach i jej sprawność zawsze jest wysoka, nawet w najgorsze mrozy. Dlaczego więc to jednak pompy powietrze/woda zawojowały rynek? Zdecydowała ekonomia, czyli znacznie niższe koszty wykonania kompletnej instalacji oraz łatwość przeprowadzenia niezbędnych prac.

Jednak warto zaznaczyć, że popularność urządzeń gruntowych rośnie. I najpewniej będzie rosła dalej. Pompy trafiają bowiem coraz częściej do domów, w których założenie urządzeń powietrznych jest skrajnie trudne lub wręcz niemożliwe. Chodzi np. o budynki na małych posesjach, a szczególnie w zabudowie szeregowej. W ich przypadku niezwykle trudno jest bowiem spełnić obowiązujące normy emisji hałasu. Niestety na takiej małej działce na potrzeby pompy gruntowej trzeba wykonać odwierty, a jest to najbardziej kosztowny (chociaż bardzo dobry) wariant źródła dolnego.

Wykonanie instalacji gruntowej jest dość kłopotliwe i sporo kosztuje. Jednak zyskujemy źródło dolne o stabilnej temperaturze. (fot. Danfoss)

Czym się różni split od monobloku?

Split, monoblok, hydrosplit - to trzy warianty najpopularniejszych obecnie pomp powietrze/woda. Każdy z nich wymaga nieco innego sposobu połączenia z resztą instalacji grzewczej. Co więcej, chociaż każdy z tych rodzajów może teoretycznie charakteryzować identyczna sprawność, to w rzeczywistości różnica w sposobie montażu może doprowadzić do istotnych różnic.

Split to pompy składające się z dwóch jednostek - zewnętrznej i wewnętrznej. Łączą je rurki, w których przepływa gazowy czynnik roboczy oraz przewody elektryczne. Montaż wymaga użycia specjalistycznego sprzętu (np. pompy próżniowej) oraz szczególnych kwalifikacji wykonawcy. Zaletą jest natomiast fakt, że jednostki zewnętrznej oraz rurociągów nie trzeba zabezpieczać przed mrozem, gdyż wszystkie elementy, w których krąży woda znajdują się wewnątrz budynku, a więc z założenia po ciepłej stronie.

Pompa typu split składa się z dwóch jednostek - zewnętrznej i wewnętrznej. Ich połączenie to zadanie dla fachowca z odpowiednim sprzętem, umiejętnościami i uprawnieniami. (fot. Free/Gree)

Monoblok to natomiast pompy których wszystkie istotne elementy znajdują się w jednostce montowanej na zewnątrz. Do budynku trzeba wprowadzić jedynie przyłącza wodne (hydrauliczne) oraz przewody elektryczne. Pod pewnymi względami montaż takiej pompy jest łatwiejszy, a przede wszystkim nie wymaga od wykonawcy użycia specjalistycznego sprzętu, ani posiadania tzw. uprawnień f-gazowych. Niestety, taka pompa wymaga wykonania zabezpieczenia przed zamarznięciem wody w układzie, w jednostce zewnętrznej. Najczęściej wybiera się u nas sposób prosty i pewny, zastępując zwykłą wodę roztworem płynu niezamarzającego. Dość często w takich układach montuje się także wymiennik ciepła.

W efekcie powstają dwa obiegi:

• pomiędzy pompą i wymiennikiem - z płynem niezamarzającym;
• pomiędzy wymiennikiem i resztą instalacji grzewczej - z wodą.

Robi się tak, np. jeżeli nadrzędnym celem jest ograniczenie ingerencji w istniejący system c.o. Na przykład, część za wymiennikiem może nadal być typu otwartego, z kotłem na paliwo stałe, czy kominkiem z płaszczem wodnym. Zastosowanie wymiennika ma jednak wady. Zawsze wiąże się z pewną stratą temperatury. Na przykład po stronie pompy płyn ma 35°C, zaś za wymiennikiem 33°C. Jeżeli zaś wymiennik nie będzie wystarczająco duży (a taki jest drogi), to różnica temperatury będzie większa, co odbije się negatywnie na kosztach eksploatacji, gdyż trzeba będzie podnieść temperaturę po stronie pompy. W praktyce więc montaż monobloku - z pozoru bardzo prosty - wcale taki łatwy nie jest. Co więcej, bardzo często podejmują się go instalatorzy, którzy wcześniej nie mieli do czynienia z pompami ciepła i zakładali jedynie kotły. Niestety, takie doświadczenie nie zawsze wystarcza.

Monoblok ma wszystkie elementy zamknięte w jednej obudowie. Musi być więc zabezpieczony przed zamarzaniem wody. (fot. Free/Gree)

Hydrosplit, czyli ostatni z omawianych typów, stanowi niejako rozwinięcie idei monobloku. Tu również mamy jednostkę zewnętrzną do której prowadzą przyłącza wodne i konieczne jest zapewnienie zabezpieczenia przed mrozem. Jednak hydrosplit wyposażony jest także w szczególnego rodzaju moduł wewnętrzny. W nim znajduje się naczynie wzbiorcze, inna niezbędna armatura, a nawet zasobnik c.w.u. Wszystko już fabrycznie dobrane i zamknięte w zwartej, estetycznej obudowie.

Jaka jest prawdziwa moc pompy?

Na pierwszy rzut oka dobór pompy o właściwej mocy może wydawać się bardzo prostą sprawą. Każdy producent podaje przecież moc urządzenia, tak samo jak chociażby moc kotła. I właśnie tu kryje się pułapka. Bowiem moc pomp ciepła nie jest wartością stałą. W katalogach wyeksponowana jest tzw. moc nominalna. Natomiast to jaka będzie ona w rzeczywistości zależy od warunków eksploatacji - temperatury po stronie źródła dolnego oraz źródła górnego.

Szczególnie wyraźnie widać to w przypadku pomp powietrze/woda, gdyż temperatura powietrza zewnętrznego - czyli ich źródła dolnego - zmienia się w ogromnym zakresie. Na rynku są wprawdzie pompy, które utrzymują stałą moc grzewczą nawet przy temperaturze -20°C, jednak bez porównania więcej jest takich, których moc spada. Zwykle, niestety, bardzo mocno. My weźmiemy jako przykład niedrogą pompę o przeciętnych parametrach. Będzie ona znacznie bardziej reprezentatywna dla naszego rynku. Nawet przy niskiej temperaturze wody zasilającej (na wyjściu z pompy), widać duży spadek mocy wraz ze spadkiem temperatury powietrza zewnętrznego.

Zależność przedstawia się dla niej następująco:

• +7°C - 7,8 kW;
• 0°C - 5,2 kW;
• -7°C - 4,1 kW;
• -15°C - 3,5 kW;
• -20°C - 1,9 kW.

Warto podkreślić, że wraz z obniżeniem się temperatury z +7°C do -7°C moc grzewcza spadła niemal o połowę. Bardzo duża jest też różnica pomiędzy -15°C oraz -20°C. Ale zauważmy, że są to parametry osiągane przy tzw. niskich parametrach wody w obiegu, gdy jest ona podgrzewana do zaledwie 35°C, czyli jak na potrzeby podłogówki. I to takiej dobrze wykonanej.

Co się zaś stanie, jeżeli pompa będzie musiała podgrzewać wodę znacznie bardziej, do 45°C lub 55°C, choćby w domu z typowymi grzejnikami ściennymi? Te dane ujęliśmy w tabeli. Szczególnie pouczające jest przyjrzenie się ostatniej kolumnie (temperatura zasilania 55°C). Jeszcze przy -7°C na dworze jest całkiem przyzwoicie, w sumie niewiele gorzej, niż przy bardzo niskiej temperaturze zasilania. Jednak przy -15°C - mamy prawdziwy dramat, moc grzewcza poniżej 1 kW jest właściwie symboliczna.

Moc grzewcza przykładowej pompy ciepła w zależności od warunków pracy.

Nieuchronnie pojawia się pytanie, czy ta konkretna pompa, o powyższych parametrach, to złe urządzenie? Nie, jeżeli będzie pracować w odpowiednich warunkach. Całkiem dobrze sprawdzi się w budynku z niskotemperaturowym ogrzewaniem podłogowym i drugim źródłem ciepła - kotłem uruchamianym, gdy temperatura zewnętrzna spada wyraźnie poniżej 0°C. W gruncie rzeczy to przecież klasyczny układ biwalentny, bardzo popularny w wielu domach. Jeżeli od pompy wymagamy więcej - np. ma ona zasilać typowe grzejniki ścienne - to powinniśmy poszukać innego modelu.

Sprawność pompy nie jest stała. Dlatego zawsze pytajmy nie o to ile ona wynosi, ale ile wynosi w konkretnych warunkach. Niektóre radzą sobie całkiem nieźle przy pracy na tzw. wysokich parametrach. (fot. Airwell (Hydropol-Dekor))

Jak temperatura wody wpływa na sprawność pompy?

O sprawności pompy, zwykle wyrażanym za pomocą współczynnika COP, mówi się bardzo często. Jednak wiele osób nie do końca zdaje sobie sprawę z tego, że to właśnie sprawność ma zasadnicze znaczenie dla tego, ile zapłacimy za ogrzewanie domu.

Współczynnik sprawności COP obrazuje bowiem proporcję pomiędzy ilością energii przekazywanej jako ciepło do budynku przez pompę oraz ilością zużywanej przy tym energii elektrycznej. COP równy 4 oznacza, że zużywając 1 kWh prądu (za niego płacimy) uzyskujemy 4 kWh ciepła. Jeżeli będzie on wynosił 3, to na 1 kWh prądu przypadną 3 kWh ciepła. Im więc jest on wyższy, tym większy udział w ogrzewaniu budynku ma darmowa energia pobierana z zewnątrz, mniejszy zaś - drogi prąd.

Bardzo dobre pompy uzyskują średnią wartość COP w ciągu sezonu nawet ok. 5 przy ogrzewaniu niskotemperaturowym (podłogówka) oraz 3,0-3,5 w połączeniu z grzejnikami. Różnica jest duża, gdyż znaczenie ma tu temperatura do jakiej urządzenie musi podgrzewać wodę w obiegu c.o. Jak zaś będzie wyglądać sprawność naszej pompy-przeciętniaka z poprzedniego przykładu? Te dane zamieściliśmy w kolejnej tabeli. Widać, że nawet przy wysokiej temperaturze zewnętrznej +7°C, a więc w korzystnych warunkach, podniesienie temperatury wody drastycznie pogarsza sprawność - od dobrej wartości 4,4 do zaledwie 2,5. To przekłada się zaś wprost na rachunki za prąd.

Współczynnik COP tej samej przykładowej pompy ciepła w zależności od warunków pracy.

Niskotemperaturowo, czyli jak?

Warto też zauważyć, że wymuszenie wysokiej temperatury wody 55°C psuje w przypadku tej pompy sprawność bardziej, niż nawet największy mróz. Chociaż trzeba znaczyć, że akurat to urządzenie ewidentnie nie nadaje się do ogrzewania wysokotemperaturowego. Niektóre inne modele są w takich warunkach o wiele lepsze.

Jednak pompa z naszego przykładu nie jest bynajmniej przypadkiem odosobnionym. Generalnie wymuszanie pracy na tzw. wysokich parametrach fatalnie odbija się na sprawności i mocy niemal każdej z nich. Trzeba tu od razu poczynić zastrzeżenie, że 50°C czy 55°C to dużo dla pompy ciepła. Zwykle oznacza granicę jej możliwości. Natomiast w przypadku kotła - nawet gazowego kondensacyjnego - byłyby to znakomite parametry, umożliwiające wybitnie oszczędną pracę. Nie ma więc co się dziwić, że system grzewczy świetnie współpracujący z kotłem, w połączeniu z pompą ciepła może okazać się niewydolny.

O co więc należy zadbać, żeby pompa mogła działać efektywnie? Priorytetem jest zapewnienie jak najniższej temperatury wody w obiegu. Bowiem na drugi zasadniczy czynnik, czyli temperaturę zewnętrzną, nie mamy wpływu. Jedyne, co możemy z tym zrobić, to kupić taki model pompy, który pracuje dobrze w niskiej temperaturze zewnętrznej.

Duży mróz oznacza najtrudniejsze warunki - zapotrzebowanie na ciepło wówczas rośnie, zaś efektywność pompy spada. (fot. Galmet)

O co trzeba zadbać?

Pierwszym krokiem każdego, kto planuje założyć pompę ciepła, powinno być sprawdzenie, czy straty ciepła w budynku da się ograniczyć. Oczywiście, zachowując racjonalny poziom kosztów i zakresu prac. W starszych domach powinna to być rozsądnie przeprowadzona termomodernizacja. Wymiana nieszczelnych okien czy docieplenie dachu i ścian mogą diametralnie zmienić sytuację. Natomiast w domach dopiero projektowanych warto pomyśleć np. o wentylacji z rekuperatorem, gdyż przy obecnych wymaganiach pogrubianie izolacji przegród wiele już nie zmieni. Nie chodzi tylko o ograniczenie wymaganej mocy grzewczej. Jeżeli ograniczymy straty ciepła w pomieszczeniach, to do ich ogrzania wystarczy woda o niższej temperaturze - nawet jeżeli wciąż będą służyć temu te same grzejniki.

Kolejna sprawa to wyeliminowanie z instalacji c.o. oraz w ogóle z budynku, elementów, które wymuszałyby podniesienie temperatury wody. Tu świetnym przykładem może być ogrzewanie podłogowe. Dokładniej rzecz ujmując, chodzi o sposób wykończenia takiej podłogi. Jeżeli podłogówkę zasila kocioł to mamy w tej kwestii sporą swobodę. Oczywiście, o puszystych dywanach lub o grubym klasycznym parkiecie lepiej jest od razu zapomnieć. Jednak cienkie wykładziny tekstylne, niezbyt gruba drewniana mozaika lub laminowane panele są do przyjęcia. Wprawdzie wyraźnie gorzej niż np. gres przewodzą ciepło, lecz łatwo można to zrównoważyć. Wystarczy po prostu podnieść temperaturę zasilania, dajmy na to z 40°C do 50°C (jako dopuszczalne maksimum przyjmuje się 55°C).

Zwykle to ogrzewanie podłogowe uznaje się za najlepszy wybór w domu z pompą ciepła. W tym przypadku łatwo jest bowiem utrzymać niską temperaturę wody w obiegu c.o, a równocześnie uzyskać dużą moc grzewczą. (fot. RWC)

Co się jednak stanie, jeżeli zamiast kotła będziemy mieć pompę ciepła? Tą metodą "zabijemy" sprawność pompy, bo przecież będzie ona musiała podgrzewać wodę niemal jak dla grzejników. Dlatego w domu z pompą ciepła trzeba szczególnie zadbać o to jak zostanie wykonane ogrzewanie podłogowe. Jeżeli koniecznie chcemy mieć panele lub wykładzinę to nie wystarczy, że producent dopuszcza ich układanie na ogrzewaniu podłogowym. Sama taka deklaracja oznacza jedynie, że w takich warunkach z wyrobu nie powinny uwalniać się szkodliwe substancje, ani nie ulegnie on uszkodzeniu. Nie gwarantuje to jeszcze dobrego przewodzenia ciepła, czyli niskiego oporu cieplnego. Oznacza się go symbolem R. Nie powinien on przekraczać 0,10 m2·K/W, im będzie niższy tym lepiej. Takie cechy mają np. niektóre panele winylowe - cienkie lub z rdzeniem mineralnym. Bardzo ważne jest też zastosowanie specjalnego podkładu, gdyż standardowy zadziała po prostu jak izolator.

Tego rodzaju przykłady można mnożyć. Tu podamy tylko jeden, za to występujący często. W układach z kotłem powszechną praktyką jest stosowanie niezbyt dużych zasobników c.w.u. (do 120 l), podgrzewanie w nich wody do ok. 50°C, po czym mieszanie jej z zimną w kranach. Na pracę kotłów nie ma to negatywnego wpływu, z pompami ciepła jest jednak inaczej. Pompa łatwiej i taniej podgrzeje większą ilość wody do niższej temperatury, np. 40°C, niż mniejszą ilość do wyższej temperatury. Właśnie dlatego wraz z pompami ciepła stosuje się duże zasobniki c.w.u., najczęściej o pojemności ok. 200 l. Ponadto muszą mieć one specjalną konstrukcję, np. o bardzo dużej powierzchni wężownicy, żeby przekazywanie ciepła było efektywne.

Wreszcie kolejna bardzo ważna kwestia to dobre sterownie. Zwykle się go nie docenia, a nawet prawidłowo zbudowany system grzewczy będzie działał nieekonomicznie i po prostu źle przy nieodpowiednim sterowaniu. Co do zasady, najkorzystniejsze jest w przypadku pompy ciepła działanie z właściwie dobraną tzw. krzywą grzewczą. Krzywa pokazuje zależność pomiędzy temperaturą zewnętrzną oraz temperaturą wody zasilającej w obiegu c.o. Chodzi o to, że im cieplej robi się na zewnątrz, tym mniej gorącą wodę może przygotowywać pompa, żeby pokryć straty ciepła. Dzięki temu, gdy na zewnątrz jest np. 0°C, grzejniki mogą być zasilane wodą o temperaturze 40°C, a nie 55°C. Dobranie właściwej krzywej grzewczej jest nie tyle trudne, co czasochłonne, gdyż zwykle wymaga wielokrotnego wprowadzania korekt, tak aby uwzględnić specyfikę budynku - chociażby to jak szybko się on wychładza. Dobrze dopasowana krzywa grzewcza daje jednak duże oszczędności. Natomiast ustawienie w pompie stałej temperatury zasilania (o ile nie jest ona bardzo niska) oznacza marnowanie potencjału urządzenia. W takim trybie wymuszamy bowiem podgrzewanie wody przez pompę bardziej, niż to konieczne, co przekłada się na wzrost rachunków.

Dobre sterowanie ma zapewnić komfort cieplny przy jak najniższej temperaturze wody w obiegu. Wówczas pompa pracuje najbardziej oszczędnie. (fot. Nibe-Biawar)

Redaktor: Jarosław Antkiewicz
fot. otwierająca: Panasonic