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.
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.
Przeczytaj
Może cię zainteresować
Pompa ciepła do cwu i kocioł na pellet - jak sprawdzi się...
Hybrydowa pompa ciepła - wszystko, co musisz o niej wiedzieć
Sposób na tanią ciepłą wodę - pompa ciepła Ecodan QUHZ CO2
Dowiedz się więcej
- Cykl defrost w powietrznej pompie ciepła. Dlaczego jest tak niezbędny?
- Monoblokowe, powietrzne pompy ciepła do nowych i modernizowanych budynków
- Pompa ciepła gruntowa czy powietrzna - która jest lepsza?
- Oszczędzaj z pompą ciepła!
+ Pokaż więcej
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).
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 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!
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.
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
Zdaniem naszych Czytelników
Gość Grzegorz
05 Jan 2020, 15:56
Mam zrobioną przez siebie PC z klimatyzatora 7kW Haier pobór elektryczny 1955 Wmax (cena całkowita ok 5000 zł). Skrplacz: wymiennik płytowy 1,5 m2. wpięty bezpośrednio w podłogę w domu 150 m2. Max temp wody jaką podałem na podłogę to 28 st.C. Pompa ciepła pracuje w 2 taryfie ...
Gość Bzdura
18 Jan 2019, 00:10
Obliczenia kosztów są bez sensu i wprowadzają w błąd. Niestety nie płacimy tylko za zużyte kWh , sa jeszcze dodatkowe opłaty mnożone przez ilość kWh
Gość Loku
17 Dec 2018, 23:10
Do "Gość reality" mylisz pojęcia. 1,67kw jest nie na ogrzanie, a na działanie sprężarki. Ogrzenie jest darmowe dzięki wymianie temperatur. Tak jak szybkowar, pod ciśnieniem, za pomocą tej samej energii, skróci ci czas przyrządzenia potrawy - tak pompa ciepła, pod ciśnieniem, skróci ...
Gość Janko766
01 Jun 2017, 08:31
Do "Gość reality" - najpierw przeczytaj czym jest i jak działa PC a potem pisz swoje farmazony o grzałce elektrycznej.
MrTomo
04 Mar 2017, 08:45
Przede wszystkim stary (2007) Poza tym całkiem sensowny jak dla mnie. Dlaczego koszmarny?
aaaa
03 Mar 2017, 23:09
Dnia 3.03.2017 o 22:10, Gość reality napisał: 1,67kw na godzinę :-). Mocą czajnika elektrycznego ogrzaliście dom? ciekawe;-) nie ma w tym nic dziwnego...jak swego czasu sprawdzałem pobór mojej PC (moc nominalna 7,6kw - dla parametrów 0/35) to miała też coś ...
PeZet
03 Mar 2017, 22:37
29 minut temu, Pomocnik napisał: 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. Pełna treść artykułu ...
Gość reality
03 Mar 2017, 22:10
1,67kw na godzinę :-). Mocą czajnika elektrycznego ogrzaliście dom? ciekawe;-)
Eksperci Viessmann
12 Apr 2016, 14:17
Cytat 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. Witaj!Lepiej tzn? wygodniej? cieplej? taniej?Jaką masz ...
Gość Arek
10 Apr 2016, 16:11
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 Radek
13 Mar 2016, 09:35
@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. ...
Gość Ruda
06 Jan 2016, 15:59
A może ktoś mi pomoże i powie mi jak mam ustawić pompę ciepła, żebym miała ciepło w domu,bo górę mam wogole nie dogrzaną, mam pompę nateo Smart i za cholerne nie wiem jak ustawić hisereze, nachylenia,temperaturę max i min co.dom ma 180 m, pomocy
Gość sasq
26 Oct 2015, 10:52
Pompa ciepła nieopłacalna? Tak jest w moim wypadku mieszkam w domu szkieletowym 127m2 (+85m2 piwnicy którą rzadki ogrzewam) od 2009r. Ogrzewanie rocznie to 2400-2900zł w cene wliczona jest CWU dla dwuosobowej rodziny. Do tej ceny należy doliczyć niecały metr przestrzenny drewna do ...
Gość STUDENT
14 Oct 2010, 18:50
potrzebuję informacji odnośnie procesu sterowania od doświadczonego uzytkownika pompy ciepła. moje gg 13727812..
Gość marek
11 Sep 2010, 08:25
witam buduję dom na działce po hydroforni i jak przeczytałem pana artykół to szkoda mi że nie mam więcej kasy bo mam dwie studnie 75mi50m...
Gość bankapolonia
23 May 2009, 22:49
Szanowny Panie Profesorze. Bardzo dziękuję za ten cenny naukowy artykuł. Znalazłam go,bo postanowiłam napisać do Departamentu Zmian Klimatu i Ochrony Atmosfery,by uwrażliwić decydentów wykazując zyski generowane przez użycie pomp ciepła w skali całego kraju. (Tylko w mojej gminie ...