Pompa ciepła – jaka moc będzie najlepsza w Twoim przypadku?

Właściwy dobór pompy ciepła gwarantuje najwyższy komfort cieplny osobom przebywającym w danym budynku. Eliminuje także konieczność stosowania innych źródeł ciepła. Tego rodzaju inwestycja daje ci pewność żywotności działania systemu grzewczego, niewielkie koszty jego eksploatacji i zwrot poniesionych kosztów, który nadejdzie znacznie szybciej niż myślisz. Jak dobrać moc pompy ciepła i od czego to zależy? 

Dobór mocy grzewczej pompy. Co musisz wziąć pod uwagę?

Aby dobrać moc pompy ciepła do domu czy budynku użytkowego, powinieneś kierować się danymi definiującymi zapotrzebowanie cieplne konkretnego obiektu. Chodzi o takie parametry, jak:

• powierzchnia budynku do ogrzania,
• średnie temperatury roczne panujące w danej lokalizacji,
• zapotrzebowanie na moc cieplną budynku (chodzi o rodzaj i jakość izolacji cieplnej domu/realne zużycie paliwa),
• typ odbiornika ciepła,
• roczne zużycie wody przez mieszkańców lub użytkowników.

Moc pompy ciepła a lokalizacja budynku – czym jest punkt biwalentny?

Jeśli chodzi o powietrzne pompy ciepła, to przy wyborze urządzenia duże znaczenie ma punkt biwalentny. Jest to poziom temperatury, w której włącza się grzałka pompy. Dochodzi do tego gdy ilość ciepła generowanego przez nią nie jest wystarczająca, aby sprostać energetycznym potrzebom budynku – czyli poniżej temperatury działania pompy.

Aby zapewnić moc grzewczą przynajmniej zbliżoną do zapotrzebowania obiektu na ciepło, trzeba zwrócić uwagę na lokalizację, w której planowana jest instalacja pompy ciepła. Zgodnie z normą PN-EN 12831 do wyliczeń przyjmuje się temperaturę zewnętrzną w strefie klimatycznej, w której będzie pracować urządzenie. Należy je dobrać w taki sposób, aby w tzw. regionalnym punkcie biwalentnym mogła w pełni pokryć zapotrzebowanie na energię cieplną. 

Jeśli nie uda się osiągnąć tego pułapu, system grzewczy budynku będzie trzeba wspomagać np. grzałką czy innym źródłem ciepła. 

Współczynnik biwalentności [Kb] wskazuje to, na ile pompa ma pokryć zapotrzebowanie cieplne w budynku. Jeżeli będzie to jedyne źródło ciepła, wskaźnik ten równa się 1. Jeżeli jednak pompa ma docelowo współdziałać równolegle z innymi urządzeniami, to wówczas ten parametr automatycznie ulegnie zmianie.

Przykład:

Jeśli pompa ma zaspokoić potrzeby cieplne w 60%, a dodatkowo będzie mu towarzyszyć grzałka elektryczna, Kb będzie równy 0,6.

Wzór do wyliczenia mocy grzewczej pompy ciepła wygląda następująco:

Pg = Kc x pow. domu x Kb + Pcwu

gdzie:

• Pg – moc grzewcza pompy ciepła,
• Kc – współczynnik cieplny,
• Kb – współczynnik biwalentności,
• pow. domu – powierzchnia domu,
• Pcwu – moc cieplna podgrzania CWU.

Wynik tego równania to oczywiście jedynie szacunek, który może okazać się pomocny do znalezieniu urządzenia w obszarze najbardziej pożądanych parametrów w zakresie wydajności. 

Moc grzewcza a zapotrzebowanie budynku na ciepło

We współczesnym budownictwie zarówno jedno-, jak i wielorodzinnym szczególną uwagę zwraca się na termoizolację budynku. Nic dziwnego – im będzie ona lepsza i skuteczniejsza, tym mniej mocy grzewczej potrzeba, aby efektywnie ocieplić pomieszczenia. Zapotrzebowanie cieplne obiektu oblicza się zatem z uwzględnieniem właściwości termoizolacyjnych, np.:

• budynek pasywny: 10 W/m2,
• budynek niskoenergetyczny: 40 W/m2,
• nowy budynek z dobrą izolacją cieplną: 50 W/m2,
• dom z normalną izolacją cieplną: 70 W/m2,
• stary dom ze słabą izolacją cieplną: 120 W/m2.

Współczynnik W/m2 szacuje się w odniesieniu do warunków technicznych w budownictwie panujących w kilku poprzednich latach.

Efektywność pompy ciepła a powierzchnia obiektu do ogrzania

Pompa ciepła może zostać wykorzystana do ogrzania budynków wielkopowierzchniowych, a także tych o mniejszym metrażu. Aby efektywnie korzystać z naturalnego ciepła w dużych obiektach, tworzy się tzw. układy kaskadowe, a więc połączenie urządzeń cieplnych o wysokiej mocy.

Chcąc dobrać pompę ciepła do konkretnej lokalizacji, trzeba wziąć pod uwagę powierzchnię całkowitą budynku – również te miejsca, które są ogrzewane w niewielkim stopniu lub w ogóle. Chodzi np. o garaż, spiżarnię czy poddasze. W rzeczywistości każde pomieszczenie w budynku przyczynia się do straty ciepła, szczególnie w obiektach starszego typu, gdzie izolacja jest na niskim poziomie.

Zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową a parametry pompy ciepła

Jeżeli planujesz korzystać z pompy ciepła do podgrzania wody użytkowej, zdecyduj się na urządzenie o lepszych parametrach. Pamiętaj, że jeśli ciepła woda potrzebna jest również do basenu czy jacuzzi, moc pompy ciepła powinna być do tego adekwatna. W tym przypadku szczególne znaczenie ma liczba domowników lub użytkowników budynku i ich zapotrzebowanie na wodę.

Rodzaj pompy ciepła a typ odbiornika

Typ odbiornika ciepła jest istotny nie tylko przy wyborze mocy pompy, ale także jej rodzaju. Warto wiedzieć, że system grzewczy bazujący na pompie ciepła dobrze pracuje na dużej powierzchni grzania i z ogrzewaniem o niskich temperaturach. Najlepszym przykładem jest tutaj ogrzewanie podłogowe. 

Zależnie od typu ogrzewania zmienia się minimalna temperatura wody wykorzystywanej w instalacji. Przykładowo system niskotemperaturowy zakłada przedział od 35°C do 45°C. Z kolei przy ogrzewaniu typowo grzejnikowym ta wartość wzrasta do 55°C. W ostatnim przypadku najlepiej sprawdza się wysokotemperaturowa pompa ciepła.

Złe parametry pompy ciepła – jakie mogą być konsekwencje?

Pompa ciepła, która sprawdzi się w twoim przypadku, to urządzenie, którego zakup został dobrze przemyślany i dostosowany do warunków i otoczenia, w którym ma pracować.

Zarówno zbyt mała, jak i zbyt duża moc urządzenia grzewczego może skutkować utratą komfortu cieplnego w budynku, a także generować straty finansowe. Jak to wygląda w praktyce?

Pompa ciepła o zbyt niskiej mocy

Zbyt mała moc pompy ciepła nie zapewni pełnego komfortu cieplnego w budynku ani nie wystarczy do przygotowania ciepłej wody użytkowej dla wszystkich domowników. Może się zdarzyć, że dla osiągnięcia pożądanych temperatur koniecznie będzie zastosowanie dodatkowego źródła ciepła. Zbyt mała moc powoduje:

• efektywną pracę tylko przy średnich temperaturach powietrza zewnętrznego,
• zwiększone zużycie energii elektrycznej przez grzałki,
• wydłużenie czasu pracy sprężarki, przez co ta szybciej się zużywa, 
• wyższe koszty eksploatacyjne,
• brak ciepłej wody użytkowej.

Zbyt duża moc pompy

Urządzenie o wysokiej mocy pracuje w krótkich i częstych cyklach. To prowadzi do szybszej eksploatacji elementów sprężarki. Dochodzi także do skokowego wzrostu poboru energii przy uruchamianiu pompy. Jeśli więcej zainwestujesz w jej zakup i okaże się, że pracuje ona na zbyt wysokich obrotach, prawdopodobnie:

• spadnie średnioroczna wartość współczynnika COP,
• poniesiesz wysokie koszty tej inwestycji,
• będziesz musiał przewymiarować zasobnik c.w.u.,
• będziesz musiał zapewnić właściwy przepływ wody w instalacji centralnego ogrzewania.

Jaki z tego wniosek? Moc pompy nie powinna przekraczać wyliczeń, nawet jeśli to tylko szacunkowe dane.

Czy sama pompa ciepła wystarczy, aby wystarczająco ogrzać budynek?

Niektórzy sądzą, że pompa ciepła to urządzenie, które działa bezawaryjnie i efektywnie tylko do określonej temperatury poniżej zera. Przy większym mrozie okazuje się natomiast niewydajne. Na szczęście to tylko błędne przekonanie – w końcu nowoczesne pompy to urządzenia wysokiej klasy, którym nie przeszkadzają bardzo niskie temperatury na zewnątrz.

A co jeśli zakupiona przez Ciebie pompa szwankuje? Może być kilka przyczyn tego stanu:

• wyższa niż zakładana energochłonność budynku,
• niewłaściwy dobór mocy pompy ciepła,
• błędy wykonawcze przy budowie domu skutkujące np. mostkami termicznymi,
• zła konfiguracja urządzenia.

Warto pamiętać o tym, że efektywność grzewcza pompy w dużym stopniu zależy od izolacji budynku i zastosowanej w tym względzie technologii. Jeśli dom nie jest wystarczająco ocieplony, a dotychczas ogrzewano go różnymi źródłami ciepła, pompa nie będzie działała tak skutecznie, jak w obiekcie z izolacją na wysokim poziomie.

Takie źródło ogrzewania pracuje najlepiej, gdy:

• instalacja zostanie wykonana przez profesjonalnych i przeszkolonych instalatorów,
• zapotrzebowanie na moc nie przekroczy wartości mocy pompy ciepła,
• różnica temperatur pomiędzy dolnym i górnym źródłem będzie jak najniższa.

Co musisz wiedzieć o pompach ciepła?

Tego typu urządzenia gwarantują płynną i bezobsługową pracę systemu grzewczego. Pompa we wszystkich pomieszczeniach zapewnia stałą temperaturę i nie wymaga miejsca na magazynowanie opału. Początkowo trzeba ponieść całkiem spore koszty zakupu i montażu urządzenia, jednak to zdecydowanie opłacalna inwestycja. Zwłaszcza w dobie niepewnych cen paliw i kosztów eksploatacyjnych. 

Pamiętaj, że pompa ciepła to rozwiązanie ekologiczne. Instalując ją, aktywnie przyczyniasz się zatem do ochrony środowiska. Miłym bonusem może być okazja do skorzystania z programu Czyste powietrze lub uzyskania ulgi termoizolacyjnej.

Nie istnieje idealne rozwiązanie, jeśli chodzi o zakup pompy. Aby przed zakupem przeanalizować dokładnie wszystkie czynniki, warto zwrócić się po pomoc do specjalisty w tej dziedzinie. Zyskasz w ten sposób pomoc przy stworzeniu projektu instalacji, uzyskaniu dotacji czy montażu urządzenia. Pompa ciepła może działać nawet przez kilkadziesiąt lat. Warunek jest jeden – regularne przeglądy i konserwacja.