Jak dobrać pompę ciepła?

Konsekwencje źle dobranej pompy ciepła

Wybór odpowiedniej pompy ciepła to nie łatwe zadanie. Potrzebny jest tutaj najlepszy instalator pomp ciepła. Inwestorzy muszą podjąć wiele decyzji związanych, chociażby z tym, na jaki rodzaj dolnego źródła postawić, a także jaką moc ma mieć urządzenie grzewcze. Od tych kwestii zależy bowiem poprawna praca pompy ciepła oraz brak konieczności stosowania dodatkowych grzałek wspomagających ich pracę. Wiele osób obawia się więc, że pompy ciepła do ogrzewania będą miały zbyt małą moc. Prawda jest jednak taka, że zarówno niedoszacowanie, jak i przeszacowanie tego parametru niesie za sobą niekorzystne dla użytkowników konsekwencje. Dlatego też pompa ciepła powinna być dobrana ściśle pod względem wykonanych wcześniej wyliczeń i przy uwzględnieniu najważniejszych parametrów opisanych w dalszej części artykułu.

Konsekwencje montażu pompy ciepłą do ogrzewania o za małej mocy

W przypadku zastosowania pomp ciepła o zbyt małej mocy urządzenia te przede wszystkim nie są w stanie w pełni zaspokoić zapotrzebowania na ciepło oraz ciepłą wodę użytkową ich użytkowników. Ponadto taka sytuacja może także wymuszać stosowanie dodatkowego źródła ciepła w postaci grzałek elektrycznych, przez które koszt ogrzewania domu pompą ciepła staje się większy. Dodatkowo do konsekwencji zbyt małej mocy pomp ciepła zaliczyć można także:

• brak efektywnej pracy urządzenia w każdych temperaturach na zewnątrz,
• wyższe koszty eksploatacyjne,
• ograniczoną produkcję ciepłej wody użytkowej,
• intensywniejszą i dłuższą pracę sprężarki skutkującą jej szybszym zużyciem.

Konsekwencje zastosowania za dużej mocy pompy ciepła

Przeszacowanie mocy pompy ciepła nie jest także dobrym rozwiązaniem. Dobranie urządzenia o zbyt dużej mocy "na zapas" powoduje bowiem, że jest ono droższe, a co za tym idzie, zwrot z inwestycji znacznie się wydłuża. Dodatkowo zbyt duża moc pompy ciepła doprowadza do tego, że pracuje ona co prawda w krótszych, ale częstszych cyklach, przez co zastosowana w niej sprężarka zużywa się znacznie szybciej. Ponadto zbyt duża moc grzewcza tego typu źródeł ciepła wymusza także:

• niższy współczynnik SCOP,
• większe zużycie energii elektrycznej przez często załączającą się sprężarkę,
• konieczność zastosowania większego zasobnika ciepłej wody użytkowej,
• konieczność dbania o właściwy przepływ czynnika grzewczego w instalacjach centralnego ogrzewania.

Czym jest moc grzewcza pompy ciepła?

Skoro już wiemy, jak istotne jest dobranie odpowiedniej mocy grzewczej pompy ciepła, warto się pochylić nad tym, czym ona w ogóle jest. Wobec tego moc grzewcza, oznaczana przez producentów pomp ciepła bardzo często jako Pg wskazuję energię, z jaką sprężarka dostarcza ciepło do instalacji grzewczej. W związku z tym jest ona jednym z najbardziej kluczowych parametrów tych urządzeń, ponieważ jej odpowiednio dobrana wartość sprawi, że pompa ciepła nie będzie w stanie w wystarczający sposób ogrzać budynku. Aby móc określić odpowiednią moc grzewczą pompy ciepła należy natomiast wziąć pod uwagę kilka elementów.

Co wziąć pod uwagę dobierając moc grzewczą pompy ciepła?

Wśród czynników pozwalających poprawnie określić moc pompy ciepła wyróżnia się pięć podstawowych elementów, niezależnych od tego, jakie będzie jej źródło ciepła. Dotyczą one więc zarówno powietrznej pompy ciepła, jak i także pompy ciepła typu powietrze woda oraz gruntowej.

Średnioroczne temperatury panujące w danym regionie

Pierwszym z elementów i tym samym jednym z najważniejszych pozwalających poprawnie dobrać moc pompy ciepła jest tak zwany punkt biwalentny, określający temperaturę, przy której ma załączać się grzałka elektryczna, w jaką wyposażona jest pompa ciepła, wspomagająca produkcje ciepła, a tym samym zaspokajająca w pełni zapotrzebowanie energetyczne budynku. Chcąc określić ten parametr, należy wziąć więc pod uwagę region Polski, w jakim realizowana ma być tego typu inwestycja. Nasz kraj podzielony jest bowiem na pięć stref, w których występują różne obliczeniowe zewnętrzne temperatury minimalne, a tym samym punkty biwalentne, do których dopasowana musi być pompa ciepła, tak aby była ona w stanie dostarczać ciepło z odnawialnych źródeł energii do jego wartości, a dopiero przy większym spadku temperatury załączać grzałkę.

Jak więc widać na powyższej grafice pompa ciepła o największej mocy powinny być montowane w północno-wschodniej Polsce oraz rejonach południowych, z kolei te o najmniejszej mocy stosowane są w północno-zachodniej części kraju.

Powierzchnię ogrzewanego budynku

Kolejną istotną kwestią, dzięki której pompa ciepła powietrze woda i posiadająca każde inne źródło ciepła będzie odpowiednio dobrana, jest powierzchnia budynku, jaki ma ona ogrzewać. W tym celu należy więc określić całkowitą powierzchnię nieruchomości wraz z nieogrzewanymi lub ogrzewanymi do danej temperatury pomieszczeniami. Czyli:

• garażami,
• piwnicami,
• poddaszami,
• pomieszczeniami gospodarczymi wchodzącymi w skład bryły budynku.

Dzięki temu będzie można bowiem poprawnie wstępnie oszacować zapotrzebowanie energetyczne budynku opisywane w kolejnym akapicie.

Zapotrzebowanie na ciepło

Zapotrzebowanie na moc, jaką powinna mieć pompa ciepła, jest również ściśle zależne od zapotrzebowania na energię cieplną w budynku. To ile potrzeba ciepła do ogrzania jednego metra kwadratowego budynku zależy natomiast od jego technologii wykonania oraz zastosowanej termoizolacji. Wobec tego zakłada się, że:

• domy pasywne potrzebują około 10 W energii cieplnej na metr kwadratowy,
• domy niskoenergetyczne potrzebują około 40W ciepła na metr kwadratowy,
• domy z dobrą izolacją potrzebują około 50 W ciepła na metr kwadratowy,
• domy ze słabą izolacją termiczną potrzebują około 120W ciepła na metr kwadratowy.

Jeśli więc chcemy zamontować pompę ciepła w domu niskoenergetycznym o powierzchni 120 metrów kwadratowych nasze zapotrzebowanie energetyczne wynosić będzie szacunkowo 40 W x 120 m2, czyli 4800 W. Potrzebować będziemy w związku z tym urządzenia mającego moc cieplną na poziomie 4,8 kW.

Zapotrzebowanie na ciepło można także wyliczyć na podstawie rocznego zużycia paliwa będącego dotychczasowym źródłem ciepła lub korzystając z pomocy specjalistów w tej kwestii.

Roczne zużycie c.w.u

Istotną kwestią dla doboru mocy pompy ciepła jest także to czy będzie ona wykorzystywana do podgrzewania wody użytkowej. W takim przypadku jej moc powinna być bowiem odpowiednio większa. Wartość tę oblicza się na podstawie ilości mieszkańców budynków, zakładając przy tym, że jedna osoba zużywa około 50 litrów wody, do której podgrzania potrzeba około 250 W mocy. Wobec tego w przypadku 3-osobowej rodziny chcącej podgrzewać wodę za pomocą pompy ciepła należy dobrać jej moc odpowiednio większą o 0,75 kW.

Rodzaj instalacji odbierającej i rozprowadzającej ciepło

Ostatnią z kwestii, jaką należy wziąć pod uwagę nie, tylko jeśli chodzi o moc, ale także rodzaj źródła ciepła, jakie będzie wykorzystywać pompa, jest natomiast rodzaj odbiornika ciepła. Urządzenia te pracują bowiem najlepiej po podłączeniu do systemu grzewczego, który potrzebuje niskiej temperatury czynnika grzewczego oraz mają duża powierzchnie, np. ogrzewania podłogowego, w których woda powinna mieć temperaturę około 45 stopni Celsjusza. Nie oznacza to jednak, że nie możliwe jest zastosowanie tradycyjnych grzejników z pompą potrzebujących czynnika grzewczego o temperaturze około 60 stopni Celsjusza. W takiej sytuacji należy jednak właściwie dobrać jej moc oraz rodzaj źródła dolnego.

Na co dodatkowo zwrócić uwagę dobierając pompę ciepła?

Przeanalizowanie dokładnie powyższych czynników, według których powinna być dobrana moc grzewcza urządzenia, pozwala na jego właściwe dopasowanie do potrzeb przyszłych użytkowników. Dodatkowo wybierając pompę do ogrzewania budynku, warto jednak zwrócić także na poniższe parametry.

Moc elektryczna oraz chłodnicza wskazywana przez producenta, (sprawdźmy tutaj jak najlpeszy polski porducent pomp ciepła wypada) ponieważ to od nich zależą finalne koszty eksploatacji urządzenia oraz jego wydajność. Wobec tego im niższy wskaźnik Pe tym użytkowanie pompy ciepła będzie tańsze. Z kolei w przypadku mocy chłodniczej określa on, z jaką mocą sprężarka jest w stanie pobierać ciepło z dolnego źródła w przypadku różnych temperatur na zewnątrz.

Istotnym parametrem jest także współczynnik COP oraz SCOP pompy ciepła. Wskaźnik COP określa bowiem to, ile dany model pompy ciepła jest w stanie wygenerować energii cieplnej z jednego kWh energii elektrycznej w danym momencie, a SCOP dotyczy tych samych parametrów jednak w ujęciu średniorocznym. Im wartość tych wskaźników jest wyższa tym wobec tego lepiej, ponieważ jeśli COP pompy równa się 4, oznacza to, że z 1 kWh energii elektrycznej jest ona w stanie dostarczyć aż 4 kWh energii cieplnej.

Podsumowując, aby poprawnie dobrać pompę ciepła, należy zwrócić uwagę na szereg elementów związanych z jej późniejszym użytkowaniem, a także dokładnie przeanalizować parametry, jakie podają ich producenci. Warto więc skorzystać w tym celu z pomocy specjalistów, którzy mają odpowiednią wiedzę oraz doświadczenie w zakresie doboru pomp ciepła. Dzięki nim korzystanie z tych urządzeń będzie bowiem mogło być w pełni ekonomiczne i ekologiczne.