Modernizacja instalacji grzewczej

Chcąc zainstalować pompę ciepła w remontowanym domu musimy wziąć pod uwagę wiele ograniczeń. Dlatego, zanim zdecydujemy się wydać pieniądze, koniecznie zlećmy wykonanie projektu modernizowanej instalacji grzewczej. Powinien go wykonać inżynier z doświadczeniem w stosowaniu pomp ciepła, bo w ich przypadku instalacja funkcjonuje nieco inaczej, niż gdy zasila ją kocioł. Podpowiadamy, jakie aspekty trzeba uwzględnić i jakie rozwiązania możliwych problemów wchodzą w grę.

Wykończone pomieszczenia

Chęć do ograniczenia zakresu prac w pomieszczeniach mieszkalnych jest zrozumiała, dlatego większość inwestorów woli nie wymieniać rurociągów i grzejników, ani tym bardziej niszczyć podłóg, by wykonać ogrzewanie podłogowe. Tym bardziej, że trzeba by zwykle usunąć nie tylko starą posadzkę i wylewkę betonową, ale i pogrubić izolację cieplną podłogi na gruncie - zalecana grubość to minimum 15 cm, a w starych domach zdarza się nawet, że ocieplenie ułożono tylko w pasie szerokości 1 m wzdłuż ścian zewnętrznych.

Trzeba więc albo wykorzystywać nadal dotychczasowe grzejniki, albo zdecydować się na wykonanie ogrzewania sufitowego, umieszczając rurki w warstwie tynku. Na suficie zwykle nie ma utrudniających pracę innych instalacji, a ewentualne obniżenie pomieszczenia o 2-3 cm nie jest problemem. Zyskujemy zaś dobre, niskotemperaturowe ogrzewanie płaszczyznowe, które może pracować równocześnie z istniejącymi grzejnikami, dzięki czemu łatwiej pokryć zapotrzebowanie na ciepło w domu o nie najlepszej izolacji przegród zewnętrznych.

Wysokotemperaturowe grzejniki

Grzejniki, szczególnie w instalacjach z kotłami węglowymi, często dobierano dla parametrów 90/70/20°C (temperatura zasilania/powrotu/panująca w pomieszczeniu). W instalacjach z kotłami gazowymi i olejowymi niekondensacyjnymi parametry najczęściej wynoszą 75/65/20°C. Oczywiście osiągnięcie tak wysokiej temperatury wody przez pompę ciepła nie wchodzi w grę.

W praktyce dla typowej pompy górną granicą jest 45-50°C na zasilaniu, dla specjalnych pomp "wysokotemperaturowych" zaś 65°C. To albo pompy kaskadowe, albo typu EVI (z wysokociśnieniowym wtryskiem pary - Enhanced Vapour Injection). Niestety, takie urządzenia są droższe, szczególnie te kaskadowe, które zawierają dwie sprężarki.

Niższa temperatura wody w instalacji oznacza znacznie niższą moc cieplną grzejników. Ten sam grzejnik płytowy dla parametrów 75/65/20°C ma moc 1170 W, a dla 65/55/20°C jedynie 860 W (spadek o ?). Nie musi to jednak powodować niedogrzania pomieszczeń.

Stare grzejniki często są za duże w stosunku do potrzeb. Albo je od razu przewymiarowano, albo zapotrzebowanie pomieszczeń na ciepło spadło po wymianie starych okien, dociepleniu ścian itd.

Instalacja grzewcza jest projektowana dla określonej temperatury zewnętrznej. Dla większości kraju to -20°C, a tak duże mrozy o ile w ogóle występują w sezonie, to trwają krótko. Dzięki temu jeśli dom ma dobrą zdolność do akumulacji ciepła (np. masywne ściany i stropy), to takiego krótkotrwałego spadku temperatury nie odczujemy.

W instalacji grzewczej poza pompą ciepła może pracować także kocioł, grzałki elektryczne lub inne źródło ciepła. Włącza się ono tylko wówczas, gdy ze względu na bardzo niską temperaturę zewnętrzną pompa ciepła jest niewystarczająco wydolna lub jej praca staje się nieekonomiczna. To typowe rozwiązanie w instalacjach z pompami powietrznymi, w których tradycyjne źródło ciepła uruchamia się zwykle przy temperaturze zewnętrznej -7°C (to tzw. punkt biwalencji).

Jeśli pompa, np. gruntowa, może w sposób ekonomiczny pracować także, gdy temperatura zewnętrzna jest bardzo niska, ale jej moc jest niewystarczająca, to warto pomyśleć o pracującym równolegle drugim źródle ciepła w pomieszczeniach. Mogą to być niewielkie grzejniki elektryczne lub nawiew gorącego powietrza z kominka (DGP). Wówczas moce grzewcze instalacji sumują się. Niejako odwróceniem tego układu jest wykorzystanie pompy ciepła typu powietrze/powietrze, która daje nadmuch ciepłego powietrza, a grzejniki są zasilane z kotła.

Duże jednostkowe straty ciepła Najbardziej kłopotliwa w instalacji z pompą jest sytuacja, gdy zapotrzebowanie na ciepło jest wysokie w przeliczeniu na 1 m? powierzchni. Trudniejszym zadaniem jest więc ogrzanie nawet niezbyt dużego domu, ale o fatalnej izolacji, niż domu większego ale lepiej ocieplonego. By ogrzać pomieszczenie o dużych stratach ciepła trzeba albo zapewnić wysoką temperaturę grzejników albo ich dużą powierzchnię. Pierwszy warunek w instalacji z pompą ciepła jest niemożliwy do spełnienia, a drugi bardzo trudny.

Nawet jeśli zdecydujemy się na ogrzewanie płaszczyznowe: podłogowe, sufitowe lub ścienne to barierą jest to, że ze względów zdrowotnych temperatura takich grzewczych powierzchni nie może być zbyt wysoka. W przypadku "podłogówki" to generalnie 28°C, co z kolei oznacza ograniczenie mocy grzewczej do ok. 65 W/m?, a w domach budowanych ćwierć wieku temu straty sięgają nawet 200 W/m?. Teoretycznie można w jednym pomieszczeniu zainstalować równocześnie ogrzewanie podłogowe, sufitowe i ścienne, w ten sposób uzyskując wymaganą moc grzewczą, tylko czy ma to sens i ile będzie kosztowało?

Dlatego jeśli straty ciepła są duże, to powinniśmy przede wszystkim pomyśleć o ich ograniczeniu, czyli termomodernizacji.

Może to być:

• wymiana starych okien i drzwi;
• izolacja dachu lub stropu (jeśli poddasze jest nieużytkowe);
• ocieplenie ścian zewnętrznych;
• wykonanie wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła.

Czynności termomodernizacyjne uszeregowano od najmniej kłopotliwych i przynoszących największy efekt w stosunku do nakładów.

Ogrzewanie domu o fatalnej termoizolacji zawsze będzie drogie, niezależnie od tego, jakie źródło ciepła zastosujemy. Ponadto pompa ciepła zmuszona do pracy w tak niekorzystnych warunkach będzie działać w sposób mało ekonomiczny, a koszt jej instalacji będzie wysoki, bo będziemy potrzebować urządzenia o dużej mocy rzędu 20-30 kW, a więc drogiego.