Wybieramy pompę ciepła - Przegląd oferty rynkowej

Zanim przystąpimy do wyboru konkretnego modelu pompy ciepła, niezbędne jest określenie kryteriów wyboru. Omówimy je w kolejności wyznaczającej pewien algorytm podejmowania decyzji. Pod uwagę zostały wzięte pompy ciepła dla domu o powierzchni ok. 200 m², zamieszkanego przez 4-osobową rodzinę.

Funkcje pompy ciepła

Ze względu na przeznaczenie możemy podzielić p.c. na cztery rodzaje, realizujące następujące funkcje:

• ogrzewanie,
• tylko c.w.u.,
• ogrzewanie + c.w.u.,
• chłodzenie.

Pompa ciepła, która służy do ogrzewania pomieszczeń, może również służyć do grzania wody użytkowej, czyli wytwarzania c.w.u., jeśli podłączymy do niej zbiornik ciepłej wody. Funkcja łączona "ogrzewanie + c.w.u.? jest rozumiana jako rozwiązanie kompaktowe, czyli pompa ciepła zintegrowana z zasobnikiem c.w.u. w jednej obudowie.

Pojemność zasobnika c.w.u. w kompakcie jest zwykle ograniczona do 160-180 l, a więc w przypadku większych potrzeb na c.w.u. (duża rodzina, częste kąpiele) lepiej połączyć p.c. służącą do ogrzewania z zewnętrznym zasobnikiem c.w.u. o pojemności 300-500 l. Oferowane są też p.c. służące tylko do wytwarzania c.w.u. Zwykle mają one niewielką moc (ok. 2 kW) i mogą to być p.c. powietrze-woda, pobierające ciepło z powietrza usuwanego z wnętrza pomieszczeń. Funkcja chłodzenia zwykle jest możliwa opcjonalnie przez dołączenie dodatkowego modułu. Otrzymywanie ciepłej wody użytkowej oraz chłodzenie omówimy szczegółowo w kolejnych artykułach tego cyklu.

System pracy pompy ciepła

To kryterium odnosi się głównie do wyboru rodzaju źródła dolnego. Może nim być:

• powietrze (zewnętrzne lub wewnętrzne;
• grunt (rurowy kolektor poziomy lub pionowy, w którym krąży roztwór glikolu, nazywany solanką; w rurze kolektora poziomego może też krążyć czynnik odparowujący - tzw. system bezpośredniego odparowania;
• woda gruntowa.

Ciepło pobierane z dolnego źródła może być przekazywane z pompy ciepła do wody krążącej w instalacji c.o. (zwykle podłogowej) lub do powietrza ogrzewającego pomieszczenie. Stąd mamy następujące systemy:

• woda-woda (temperatura wody gruntowej wynosi 10°C plus minus 2°C przez cały rok);
• solanka-woda (temperaturę solanki krążącej w rurach kolektora poziomego lub pionowego można z grubsza założyć na poziomie 2°C);
• bezpośrednie odparowanie (czynnik odparowujący w rurach kolektora gruntowego ma temperaturę ok. 0°C);
• powietrze-woda (powietrze zewnętrzne jako dolne źródło ma temperaturę zmienną, ale parametry systemu przyjęto definiować dla 2°C).

Właściwości systemów z poszczególnymi rodzajami źródła dolnego omawialiśmy szczegółowo w drugim odcinku naszego cyklu (BD 3/10 - można przeczytać na www.budujemydom.pl). Pod pojęciem systemu pracy rozróżnia się również konfigurację pompy ciepła we współpracy z ewentualnymi innymi źródłami ciepła. Jeśli pompa ciepła jest jedynym źródłem ciepła do ogrzewania domu, to mówimy, że jest to system monowalentny.

Biwalentnym zaś nazywamy system, w którym oprócz pompy ciepła stosuje się jeszcze inne źródło ciepła. Jeśli tym dodatkowym źródłem ciepła jest grzałka elektryczna lub podgrzewacz wody czy kocioł zasilany energią elektryczną, stosuje się nazwę system biwalentny monoenergetyczny, gdyż źródło energii jest mono, czyli jedno i to samo (prąd elektryczny) dla pompy ciepła i dla wspomagającego urządzenia grzewczego.

Jeśli pompa ciepła współpracuje z kotłem gazowym, olejowym lub na paliwo stałe albo z kolektorem słonecznym, mówimy o systemie biwalentnym równoległym (gdy pompa ciepła i inne źródło ciepła pracują równocześnie) lub biwalentnym alternatywnym (gdy pompa ciepła powyżej pewnej temperatury pracuje samodzielnie jako jedyne źródło ciepła).

Takie biwalentne rozwiązanie stosuje się zwykle dla pompy ciepła powietrze-woda. W naszym klimacie sprawność p.c. powietrze- -woda, przy ujemnych temperaturach na zewnątrz, spada do wartości 2-3, jednocześnie maleje też moc grzewcza i pomieszczenia mogą być niedogrzane. Dlatego poniżej pewnej granicznej temperatury zewnętrznej (np. -7°C) włącza się drugie urządzenie grzewcze - grzałka lub kocioł c.o. (gazowy, olejowy lub na paliwo stałe).

Rodzaj źródła górnego

Najlepszym rozwiązaniem instalacji c.o. jest wodne ogrzewanie podłogowe, czyli tzw. podłogówka, gdyż wymaga ona najniższych temperatur czynnika grzewczego (30-40°C). Jeśli podłogówka z jakichś względów nam nie odpowiada, np. mamy lekki strop drewniany czy gustujemy w puszystych dywanach, to pozostaje nam zastosować grzejniki. Będą one pracowały przy niskich - jak dla grzejników - temperaturach wody (50-65°C), a więc powierzchnie tych grzejników muszą być znacznie większe niż w typowych warunkach grzejnikowego c.o. Mimo że temperatura wody jest niska - jak dla instalacji z grzejnikami - to jest ona zarazem bardzo wysoka, jak na możliwości pompy ciepła, co odbija się niekorzystnie na parametrach systemu ogrzewania. Spada zarówno sprawność COP, jak i moc pompy ciepła.