Czym jest taktowanie pompy ciepła i jak to sprawdzić?
Wielokrotnie poruszałem temat związany z doborem pompy ciepła i za każdym razem podkreślałem, że to właśnie poprawne dopasowanie mocy pompy ciepła do budynku przekłada się na charakterystykę jej pracy i w konsekwencji żywotność.
Metod doboru pompy ciepła jest wiele. Nie będę w tym artykule omawiał możliwości i ich zalet oraz wad. Postaram się jedynie przedstawić istotę sprawy i ponownie nakreślić jak istotne jest odpowiednie projektowanie instalacji grzewczej w tym pompy ciepła.
W jaki sposób może pracować pompa ciepła?
Na początek zastanówmy się przez chwilę, w jaki sposób może pracować pompa ciepła i który rodzaj pracy będzie dla niej korzystny.
Omówmy temat na konkretnym przykładzie domu jednorodzinnego po termomodernizacji, w którym dopiero wymieniono kocioł na paliwo stałe na pompę ciepła (mamy koniec września), w budynku jest 100% ogrzewania grzejnikowego.
Zaznaczmy także, że od poprzedniego okresu grzewczego budynek nie był ogrzewany i panuje w nim średnia temperatura na poziomie 18 stopni.
Praca pompy ciepła w sposób ciągły
Zaraz po montażu pompa ciepła zostaje uruchomiona i od razu zaczyna pracę. Z uwagi na fakt, że docelowa temperatura w budynku ustalona została na pompie na 21 stopni i budynek jest już nieco wyziębiony, pompa będzie kontynuowała pracę tak długo, aż wskazanie czujnika mierzącego temperaturę docelową nie uzyska wartości zadanej.
Jeśli zatem do osiągnięcia temperatury pompa ciepła będzie potrzebowała nieustannie wygrzewać wodę przez 3 godziny, to możemy przyjąć, że po pewnym czasie przejdzie w optymalną pracę sprężarki i właśnie w takiej sytuacji będzie pracowała najefektywniej.
Taktowanie pompy ciepła
Mija kilka godzin i w budynku odnotowujemy zadowalającą temperaturę 21 stopni. Pompa się wyłącza i czeka w gotowości tak długo, aż wskazanie z czujnika nie pokaże poziomu temperatury ustalonej przez tzw. deltę temperaturową.
W omawianym przypadku delta ustawiona jest na 1 stopień, co oznacza, że pompa włączy się ponownie w trybie grzania c.o. jeśli na termostacie temperatura spadnie do 20 stopni.
Pamiętamy jednak, że mamy wczesną wiosnę, czyli okres kiedy zapotrzebowanie budynku na ciepło jest na niskim poziomie w stosunku do skrajnej temperatury np. -20 stopni.
Fakt ten sprawia, że przy tak małej delcie temperaturowej, ogrzewaniu kaloryferowym o znacznie mniejszej bezwładności niż np.: ogrzewanie płaszczyznowe, dochodzi do sytuacji, kiedy pompa do utrzymania zadanych parametrów będzie włączała się nadzwyczaj często nawet kilkanaście razy na godzinę oraz co gorsze na zbyt krótko, żeby ustalić pracę sprężarki na optymalnym poziomie – właśnie taki rytm pracy nazywamy taktowaniem pompy ciepła.
Niewprawione oko może nie zauważyć tego, że pompa ciepła taktuje, a skoro w domu jest ciepło, to teoretycznie instalator się spisał, czyż nie?
Temat ten jest o tyle niewdzięczny, że jeśli właściciel pompy ciepła faktycznie nie będzie zwracał na niego uwagi choćby z powodu niewiedzy o istnieniu zjawiska taktowania pompy ciepła, a do tego zbagatelizuje okresowe przeglądy, które powinny być wykonywane przez przeszkoloną firmę z autoryzacją producenta (na których z odczytów pracy urządzenia od razu powinno wyniknąć, że instalacja została zaprojektowana w nieodpowiedni sposób) to może się okazać, że zaniedbania nie wyjdą na jaw przez kilka pierwszych lat.
Najgorszym scenariuszem może być wymiana sprężarki ze względu na jej szybkie wyeksploatowanie, co gorsze na koszt inwestora po dwóch czy trzech latach, a przez fakt, że zostanie w takiej sytuacji jedynie zamaskowany problem, to zjawisko będzie powtarzało się aż do momentu zlokalizowania prawdziwego źródła problemu.
Taktowanie, a żywotność pompy ciepła
Jeśli wierzyć producentom pomp ciepła, to sprężarki przeliczone są na 50 – 100 tys. cykli pracy. Żeby zobrazować te wartości załóżmy, że średnio pompa ciepła będzie włączała się raz na godzinę, przyjmijmy że rocznie będzie to 4500 godzin pracy, daje nam to żywotność sprężarki na poziomie 11 – 22 lat.
Na szkoleniach niektórych producentów pomp ciepła można jednak usłyszeć stwierdzenie, że dopuszczalna ilość załączeń pompy w ciągu godziny może wynosić nawet cztery razy, a częstsze załączenia świadczą o błędach projektowo – wykonawczych.
Zbierając w całość wcześniej przytoczone argumenty, powinniśmy po raz kolejny dojść do wniosku, że wręcz obowiązkiem każdego instalatora, ale i też użytkownika powinno być dopilnowanie tematów związanych z doborem mocy urządzenia, ale i też całej instalacji.
Niestety w rzeczywistości nieustannie można spotkać systemy, które właśnie z uwagi na zaniedbania wymienione wcześniej, działają niewystarczająco dobrze, zużywając albo za dużo energii elektrycznej, albo po prostu psując się w okresie znacznie krótszym, niż zostało to przewidziane.
Dowodzi to tezie, iż rynek merytorycznie wciąż nie dogonił bańki na rynku instalacji OZE i głównym kierunkiem, na którym powinni się nieustannie skupiać wykonawcy, jest poszerzanie kompetencji nie tylko z montażu nowych urządzeń, ale co ważniejsze z ich doboru i projektowania całych systemów grzewczych.
A jak w praktyce się to udaje? Poniżej przedstawiam kilka screenów z naszych instalacji na przykładzie pomp ciepła Panasonic serii HP zainstalowanych w podobnym okresie.
Na pierwszy rzut oka widać sporą rozbieżność między wskazaniami, a jest to efekt różnych odbiorników w domach.
System gdzie pompa załącza się najrzadziej to instalacja z ogrzewaniem podłogowym i jeżeli jest on poprawnie zaprojektowany i wykonany, to właśnie na jedno załączenie od dwóch do trzech godzin możemy liczyć.
Proszę zauważyć, że w tym konkretnym przypadku żywotność sprężarki wydłuża się ponad 2 razy.
Pozostałe dwie grafiki przedstawiają instalacje z ogrzewaniem w postaci grzejników. Przypadek z ilością załączeń raz na półtorej godziny to system z dodatkowym buforem ciepła o pojemności 200L, druga instalacja jest bez bufora stąd częstsze załączenia.
Wnioski
Początkowe założenie uśrednionej ilości załączeń raz na godzinę faktycznie jest realne. Z pewnością jesteśmy jednak w stanie poprawić ten wynik i tym samym zagwarantować sobie wieloletnią pracę urządzenia.
Gołym okiem widać, że żywotność pompy ciepła można w prosty sposób wydłużyć, zwiększając choćby samą ilość wody do wygrzania w układzie.
Należy jednak pamiętać, że pomimo swojej prostoty rozwiązanie nie sprawdzi się w każdym przypadku. Temat ten rozwinę w innym wpisie, teraz pragnę tylko zaznaczyć, że odpowiednie dobranie pojemności bufora do instalacji jest tak samo istotne jak dobranie mocy pompy do budynku, a w skrajnym przypadku bufor nie tylko nie pomoże, ale wręcz zaszkodzi instalacji.
Drugim wnioskiem, który także się nasuwa, jest znacznie korzystniejsza praca pompy ciepła z instalacją ogrzewania podłogowego. Do tego przy ogrzewaniu podłogowym pompa pracuje wydajniej i tym samym zużywa mniej energii elektrycznej.
Warto byłoby także zastanowić się nad stwierdzeniem, czy nieodpowiednie dobranie pompy ciepła jak i całej instalacji jest częstą praktyką?
Posłużę się konkretnymi przypadkami użytkowników pomp ciepła Panasonic, którzy zamieścili swoje wyniki na grupie Panasonic Aquarea – Użytkownicy
Sprawdź również wpis o: Czym jest krzywa grzewcza w pompie ciepła i jak ją ustawić?