fbpx

Category Archives: Systemy grzewcze

Rodzaje pomp ciepła

Rodzaje pomp ciepła

Na rynku występują różne rodzaje pomp ciepła, które różnią się od siebie budową, wydajnością czy chociażby wymiarami.

Dzięki tej różnorodności jesteśmy w stanie już na etapie budowy domu podjąć pewne oszczędności finansowe, oraz lepiej wykorzystać powierzchnię użytkową np. rezygnując z pomieszczenia, jakim jest kotłownia.

Ta różnorodność ma również szerokie zastosowanie w starszym budownictwie np. w domach termomodernizowanych, co z kolei pozwala na montaż pomp ciepła praktycznie w każdym budynku i co ważne, jest to również w pełni uzasadnione finansowo.

Jednak żeby wybrać dobry rodzaj pomp ciepła, należy w pierwszej kolejności poznać wszystkie możliwości i dopiero wtedy, biorąc pod uwagę wady oraz zalety każdego z nich, podjęta decyzja będzie w pełni obiektywna.

Stąd w tym wpisie opowiem o różnych rodzajach pomp ciepła, omówię, jak one działają, które rozwiązanie sprawdzi się najlepiej dla konkretnego przypadku.

Zapraszam do czytania.

Zasada działania pompy ciepła

Nie wchodząc mocno w kwestie techniczne, najprościej będzie, jeśli działanie pompy ciepła, niezależnie od jej rodzaju, porównamy do układu, w którym energia z jednego otoczenia jest przekazywana do innego otoczenia.

Jest to możliwe dzięki współpracy wielu elementów instalacji, które przy przekazywaniu energii, potrzebują do tego zasilania w postaci energii elektrycznej, lecz w kilkukrotnie mniejszej ilości w stosunku do energii cieplnej, którą wytworzą.

Wymiana energii między układami zachodzi na tyle efektywnie, że w zasadzie nie ma drugiego tak wydajnego rozwiązania i to stanowi główną domenę pomp ciepła jako urządzeń do ogrzewania budynku.

Typy pomp ciepła: powietrzna pompa ciepła vs gruntowa pompa ciepła

Ok, powiedzieliśmy już, że w pompach ciepła następuje wymiana energii między różnymi układami i właśnie ta różnorodność układów definiuje podział pomp ciepła na kilka rodzajów.

Gruntowe pompy ciepła

Gruntowe pompy ciepła to urządzenia, które przekazują energię z gruntu do ogrzewania domu.

Jednak, żeby takie ogrzewanie domu pompą ciepła było możliwe, wymagane jest wykonanie wymiennik ciepła, czy to poziomego, czy też pionowego.

Wymiennik poziomy

Wymiennik poziomy zakopywany jest na niewielkiej głębokości pod powierzchnią ziemi, a to sprawia, że jego wydajność jest dużo mniejsza niż w przypadku wymiennika pionowego, a także jest bardziej podatny na wahania temperaturowe.

Wymiennik pionowy

Wymiennik pionowy umieszczany jest głęboko w gruncie i skupia się na efektywnym wykorzystaniu energii termicznej z głębszych warstw ziemi.

Wymiennik tali zapewnia stabilne źródło ciepła, szczególnie w przypadku ogrzewania w okresach zimowych, kiedy temperatury oscylują w przedziale od -20 do -10 stopni Celsjusza.

Pompy ciepła powietrze woda

A co jeśli nie chcemy lub wręcz nie mamy możliwości wykonywania wymiennika ciepła w gruncie?

Tutaj alternatywą są powietrzne pompy ciepła w konfiguracji powietrze woda.

Nie wymagają one do pracy odwiertów, a energię czerpią z powietrza dzięki jednostce zewnętrznej, a następnie przekazują ją do ogrzewania domu, czy to do ogrzewania podłogowego, grzejnikowego, czy też grzania ciepłej wody użytkowej.

W porównaniu z pompami gruntowymi z wymiennikiem pionowym są one bardzo mocno podatne na zewnętrzne wahania temperatur, ale najnowsze konstrukcje dysponują na tyle dużą wydajnością, że bez wątpienia mogą konkurować z gruntowe pompy ciepła, a ich zaletą jest dużo niższa cena oraz serwis, brak konieczności wykonywania odwiertów i prostszy montaż.

Pompy ciepła powietrze powietrze

Alternatywę dla wspomnianych grup urządzeń stanowią pompy ciepła powietrze powietrze, czyli nic innego jak klimatyzatory przystosowane do grzania, które przekazują energię z powietrza do ogrzewania domu.

Jednym słowem, ten rodzaj pompy ciepła to urządzenia, które transportują energię cieplną do ogrzewania pomieszczeń poprzez ciepłe powietrze.

Ta grupa pomp jest najprostsza konstrukcyjnie, najtańsza i najłatwiejsza w montażu, jednak kosztem, jaki przyjdzie nam ponieść za wybór takiego rozwiązania, będzie niższa sprawność i praktycznie zerowa bezwładność układu, czyli nie tak wysoki komfort cieplny, a to wszystko przekłada się na konieczność ciągłej pracy urządzenia oraz mniejszy współczynnik efektywności energetycznej niż w pompach grzejących wodę.

Rodzaje pomp ciepła – powietrzne pompy ciepła

Poznaliśmy podstawowe grupy pomp ciepła, zatem przejdźmy teraz do konfiguracji, w jakich występują najbardziej popularne pompy ciepła, czyli te powietrze woda.

Podział powietrznych pomp ciepła ze względu na budowę wygląda następująco.

Pompy typu split

Układ kojarzony często z klimatyzacją.

Najbardziej podstawowa instalacja składa się z połączonych chłodniczo jednostek (wewnętrznej i zewnętrznej), oraz hydraulicznie (jednostki wewnętrznej i odbiornika np. „podłogówki”).

W tym układzie zbiornik ciepłej wody użytkowej stanowi zawsze osobny element instalacji grzewczej podobnie jak pompy oraz armatura.

Pompy ciepła typu monoblok

Układ, w którym obie jednostki (zewnętrzna i wewnętrzna) zostały zamknięte w jednym urządzeniu montowanym na zewnątrz budynku, z którego w najprostszym wariancie wyprowadzane zostaje połączenie hydrauliczne do odbiornika np. „podłogówki”.

Zbiornik ciepłej wody użytkowej także jest osobnym elementem.

Pompy ciepła typu zintegrowane inaczej nazywane all in one

pompa ciepła panasonic

Układ podobny do split, lecz z tą różnicą, że jednostka wewnętrzna wyposażona została w zbiornik na ciepła wodę użytkową i opakowana jest w jedno urządzenie przypominające lodówkę.

Główne zalety powietrznych pomp ciepła

Każde z wymienionych rozwiązań posiada szereg zalet i wad, stąd niezbędna jest ich znajomość, aby poprawnie wybrać najlepsze urządzenie dla naszego domu.

Zalety i wady powietrznej pompy ciepła typu split

Układ ten jest najbardziej podatny na modyfikacje, dlatego idealnie sprawdzi się wszędzie tam, gdzie istnieje już kotłownia oraz poprowadzono w niej instalację hydrauliczną, ale i w budynkach, gdzie występuje kilka źródeł ciepła.

Do zainstalowania urządzeń tego typu niezbędne są odpowiednie uprawnienia, ponieważ jednostka wewnętrzna z zewnętrzną połączona jest układem chłodniczym.

Instalacja musi zostać odpowiednio wykonana tzn. z zachowaniem minimalnych i maksymalnych długości oraz przewyższeń instalacji, zachowaniem określonej ilości czynnika chłodniczego, oraz szczelności i usunięciu wilgoci z instalacji.

Warto również pamiętać o zastosowaniu odpowiednich materiałów podczas wykonywania połączeń, jak wymaganej izolacji.

Pominięcie jakiegokolwiek warunku będzie owocowało niepoprawną pracą instalacji, spadkiem wydajności instalacji, a w skrajnych przypadkach uszkodzeniem jednostki.

Powietrzna pompa ciepła split, zalety:

  • możliwość modyfikacji
  • szeroki wybór podzespołów instalacji grzewczej
  • możliwość łączenia kilku źródeł ciepła

Powietrzna pompa ciepła split, wady:

  • wymagane uprawnienia do montażu
  • trudniejszy montaż pompy ciepła
  • gorsza estetyka

Zalety i wady powietrznej pompy ciepła monoblok

W tym przypadku nie ma konieczności posiadania dodatkowych uprawnień, warto jednak pamiętać o tym, że nie zwalnia to instalatora z posiadania wymaganej wiedzy na temat zasady działania, projektowania, doboru i montażu pompy ciepła.

Źle dobrane i zamontowane urządzenie, jeśli nawet zadziała, będzie pobierało dużo prądu oraz drastycznie zmniejszy swą żywotność np. poprzez zbyt częste cykle załączania.

Ważnym aspektem jest również to, że z urządzenia wyprowadzony zostaje na zewnątrz budynku układ hydrauliczny i nawet przy najlepszej izolacji będzie on podatny na straty, tym większe im dłuższa będzie instalacja.

Dodatkowo należy pamiętać o fakcie, że w przypadku zaniku zasilania przy ujemnych temperaturach, układ hydrauliczny pozostaje na zewnątrz i jest podatny na zamarzanie.

Są oczywiście sposoby na zabezpieczenie się przed taką sytuacją, ale wtedy i tak pozostaje kwestia wtórnego napełniania instalacji grzewczej, a następnie jej odpowietrzenia, stąd to rozwiązanie także nie jest pozbawione wad.

Z ww. powodów nie zaleca się montażu pompy ciepła w konfiguracji monoblok w budynkach, gdzie często występują wyłączenia prądu lub bezwładność układu jest mała.

Pompa ciepła monoblok, zalety:

  • niższa cena
  • łatwość montażu

Pompa ciepła monoblok, wady:

  • podatność na zamarzanie czynnika na zewnątrz w niskich temperaturach
  • konieczność napełniania i odpowietrzania instalacji

Zalety i wady powietrznej pompy ciepła zintegrowanych inaczej nazywanych all in one

Rozwiązanie dedykowane wszędzie tam, gdzie nieprzewidziana została tradycyjna kotłownia lub zależy nam na estetyce instalacji.

Cały układ tj. wymiennik, grzałka, pompa, zawory, zbiornik na ciepłą wodę użytkową, naczynie przeponowe, przepływomierz, czujniki, elektronika, filtry itd. opakowane zostały w jedno urządzenie przypominające lodówkę, z którego w najprostszym wariancie wyprowadzone zostaje sześć rurek, dwie od układu chłodniczego prowadzone do jednostki zewnętrznej, dwie do odbiornika i dwie do ciepłej wody użytkowej.

Rozwiązanie takie pozwala zaoszczędzić miejsce, a dzięki niemalże niesłyszalnej pracy jednostki wewnętrznej pozwala na umiejscowienie jej np. w korytarzu pod schodami, czy pralni.

Jednostki te nie są jednak pozbawione wad, a jedną z największych jest nieznacznie, ale jednak wyższa cena urządzenia w tej konfiguracji, brak możliwości stosowania zamiennych elementów np. zbiornika CWU, który w przypadku uszkodzenia należy wymienić na droższy dedykowany od producenta, a także mała podatność na modyfikację.

Pompa ciepła zintegrowana, zalety:

  • mniej zajmowanego miejsca wewnątrz
  • możliwość montażu jednostki wewnętrznej nie tylko w kotłowni lub pomieszczeniu technicznym

Pompa ciepła zintegrowana, wady:

  • wyższa cena
  • brak możliwości stosowania części zamiennych

Rodzaje pomp ciepła – podsumowanie

Odpowiednie dobranie pompy ciepła do budynku to sprawa kluczowa, która bezpośrednio przekłada się na wydajność oraz koszty inwestycji i eksploatacji urządzenia.

Podczas wyboru konkretnego rozwiązania warto przeanalizować dany przypadek indywidualnie, ponieważ każde z przedstawionych rozwiązań posiada swoje unikalne zalety i wady, co w mniejszym lub większym stopniu przełoży się na parametry i funkcjonowanie instalacji.

Warto jednak pamiętać, że wybrane rozwiązanie ma odpowiadać oczekiwaniom i potrzebom użytkownika, a wszelkie występujące niedogodności techniczne podczas montażu powinny być tylko i wyłącznie w kwestii osoby projektującej instalacje.

Sprawdź również wpis o: Pompa cie­pła czy piec indukcyjny?

Pompa cie­pła czy piec indukcyjny?

Pompa cie­pła czy piec indukcyjny?

Sto­isz przed decy­zją wymiany dotych­cza­so­wego źró­dła cie­pła na pompę cie­pła lub piec induk­cyjny? Jeśli tak to nie omi­jaj tego arty­kułu, przyj­rzymy się w nim jakie zalety i wady ma każde z urzą­dzeń.

Zużycie energii elektrycznej

Różnicę pomiędzy pracą pompy ciepła a pieca indukcyjnego, czy też pieca elektrycznego warto w pierwszej kolejności przedstawić od strony zapotrzebowania na energię elektryczną każdego z nich.

W przypadku pieca elektrycznego i indukcyjnego sprawa jest dosyć prosta. Sprawność takich urządzeń nie przekracza wartości 1, co bezpośrednio przedkłada się na fakt, że z 1 kilowata energii elektrycznej będziemy w stanie wygenerować 1 kilowat energii grzewczej. Jeśli zatem przyjmiemy, że zapotrzebowanie na ciepło w budynku w pewnej temperaturze wynosi 10 kW, to aby dostarczyć tę ilość ciepła piecem indukcyjnym lub elektrycznym, będziemy musieli pobrać z sieci aż 10 kW energii elektrycznej w ciągu każdej godziny.

Sytuacja wygląda zupełnie inaczej w przypadku pompy ciepła. Rozpatrując sprawność tych urządzeń, warto posługiwać się parametrem COP i SCOP (czyli ilością zużytej energii elektrycznej do wyprodukowanej cieplnej chwilowo i sezonowo), który w zależności od rozwiązania, producenta, parametru odbiorników itd., będzie przyjmował różne wartości w przedziale od 2,5 do nawet 5. Takie sprawności powodują, że wcześniej przedstawiony budynek o zapotrzebowaniu na ciepło 10 kW będziemy w stanie ogrzać przy użyciu jedynie 2 kW energii elektrycznej na godzinę (w przypadku SCOP 5), czyli o 5 razy mniej.

Przy założeniu, że oba urządzenia będą pracowały ze stałą wydajnością przez choćby 2,5 tys. godzin rocznie, to zakładając koszt 1 kWh na poziomie 65 groszy, koszt ogrzewania ww. budynku piecem indukcyjnym wyniesie ponad 16 tys. zł natomiast pompą ciepła tylko 3,2 tys. zł.

Cena zakupu

Wiemy już, z jakimi kosztami za energię elektryczną musimy się liczyć podczas eksploatacji każdego z omawianych urządzeń. Teraz czas, żeby odpowiedzieć sobie na pytanie, które z rozwiązań będzie tańsze w zakupie.

Dla wiarygodności porównania ustalmy, że przedstawiane urządzenia będą jakościowo z tej samej „półki”, bo oczywiście zawsze znajdą się tańsze i droższe odpowiedniki.

Średnia cena pieca indukcyjnego o mocy 9 kW to koszt około 15 tys. zł netto w górę, natomiast pompa ciepła o takiej samej mocy będzie nas kosztować 20 tys. zł netto i to w przypadku rozwiązania gdzie SCOP jest na poziomie 3.

Pompa ciepła jest zatem droższa w zakupie o 25%. Wcześniej jednak policzyliśmy koszt eksploatacji, a ten może być nawet o 5 razy mniejszy, rozpatrując samo zużycie prądu elektrycznego i nawet jeśli wliczymy coroczne przeglądy pompy ciepła i ich jednorazowy koszt na poziomie 600 zł to i tak nie jest to wystarczającym argumentem, żeby stwierdzić, że piec indukcyjny będzie tańszym rozwiązaniem.

Piec indukcyjny czy warto?

Czy zatem piec indukcyjny ma jakieś zalety?

Oczywiście! Jedną z największych zalet tego rozwiązania jest jego prostota. Urządzenie to nie posiada żadnych wirujących i wycierających się części, nie jest tak wrażliwe, jak pompa ciepła na jakość wody w układzie oraz nie wymaga tak częstych i skrupulatnych serwisów jak pompa. Ponadto gwarancja na piece indukcyjne jest dłuższa średnio dwukrotnie. Nie jest jednak tak, że jeśli pompa ciepła ma 5 lat gwarancji to oznacza, że po tym okresie się popsuje. Prawidłowo dobrana i zamontowana pompa ciepła renomowanej marki (Mitsubishi Electric, Daikin, Panasonic) będzie z pewnością służyła nam równie długo co piec indukcyjny z tą różnicą, że po pewnym czasie niektóre elementy mogą się wyeksploatować i będzie trzeba je wymienić, ale z takim zjawiskiem mamy również do czynienia, chociażby w motoryzacji i nikogo ten fakt nie powinien dziwić.

Dodatkowe zalety

Jeśli kogoś nie przekonuje analiza ekonomiczna obu rozwiązań, to warto poznać cechy pomp ciepła, których w piecach indukcyjnych nie znajdziemy.

Przede wszystkim mówiąc o pompach ciepła, należy zdać sobie sprawę, że są one w stanie nie tylko efektywnie i w pełni bezobsługowo grzać, ale mogą równie wydajnie chłodzić. Ponadto pompy ciepła sterowane są płynnie, przez co jesteśmy w stanie utrzymać w domu idealny komfort termiczny, nie przegrzewając ani nie wychładzając zbędnie budynku.

Warto wiedzieć też, że większość polecanych przez nas urządzeń jest w stanie obsłużyć więcej niż jeden rodzaj odbiorników (np. kaloryfery + podłogówka, ustalając różne temperatury wody dla każdego z nich) bez większej ingerencji w układ hydrauliczny. Taka sama sytuacja jest w przypadku konfiguracji pompy z dodatkowym źródłem ciepła np. piecem gazowym czy solarami, kiedy zależy nam, aby w określonych warunkach wspomagać pracę pompy innym generatorem ciepła.

Podsumowanie

Podczas wyboru odpowiedniego źródła ciepła do budynku na pewno warto zapoznać się z mocnymi i słabymi stronami każdego z urządzeń. Taka analiza poparta dodatkowo rachunkiem ekonomicznym z pewnością będzie dobrym wyznacznikiem i pomoże skierować uwagę w dobrą stronę.

Pamiętajmy jednak, że każdy przypadek należy traktować indywidualnie na podstawie parametrów związanych z samym budynkiem, instalacją hydrauliczną oraz elektryczną i przede wszystkim oczekiwaniami i potrzebami inwestora.

Jeśli jednak na którymś z etapów pojawią się jakiekolwiek obiekcje, warto zwrócić się ze sprawą do specjalisty, który przeanalizuję potrzeby i możliwości oraz określi, które rozwiązanie będzie odpowiednie.

Sprawdź również wpis o:  Czy system ogrzewania w postaci pompy ciepła będzie wystarczający, aby zapewnić ciepło w każdych warunkach?