Artykuł sponsorowany
Pompa ciepła powietrze-woda nie ogrzewa budynku dzięki spalaniu paliwa. Wykorzystuje energię zgromadzoną w powietrzu zewnętrznym i przekazuje ją do instalacji grzewczej. Samo urządzenie to jednak tylko część całego układu. O jego działaniu decydują również wymienniki, sprężarka, czynnik chłodniczy, automatyka, instalacja hydrauliczna oraz sposób odbioru ciepła w budynku.
Z powietrza zewnętrznego do instalacji grzewczej
Podstawą działania jest obieg termodynamiczny. Jednostka zewnętrzna pobiera powietrze i kieruje je przez parownik, w którym czynnik chłodniczy odbiera energię cieplną. Nawet przy ujemnej temperaturze na zewnątrz powietrze zawiera energię, którą można wykorzystać. Czynnik zmienia stan skupienia, a następnie trafia do sprężarki. Tam rośnie jego ciśnienie i temperatura.
Gorący czynnik przepływa później przez skraplacz, gdzie oddaje ciepło wodzie krążącej w instalacji. Po przejściu przez zawór rozprężny jego ciśnienie i temperatura spadają, a cykl zaczyna się od nowa. Właśnie ten obieg sprawia, że pompa ciepła może dostarczać energię do ogrzewania budynku bez spalania gazu, pelletu czy drewna. Zużywa przy tym energię elektryczną potrzebną przede wszystkim do pracy sprężarki, wentylatora i układów sterowania.
Jednostka zewnętrzna to dopiero początek
Najbardziej widocznym elementem systemu jest jednostka zewnętrzna. Znajdują się w niej między innymi wentylator, parownik i część układu chłodniczego. Wentylator wymusza przepływ powietrza przez wymiennik, a automatyka dostosowuje pracę urządzenia do aktualnych warunków. Przy niskiej temperaturze i dużej wilgotności może pojawić się szron na wymienniku. Dlatego system wykonuje cykle odszraniania, podczas których na krótko zmienia sposób pracy obiegu.
W instalacji typu monoblok cały obieg chłodniczy znajduje się w jednostce zewnętrznej. Do budynku prowadzą przewody wodne. W wersji split część układu chłodniczego znajduje się również w jednostce wewnętrznej, a obie jednostki łączą przewody z czynnikiem chłodniczym. To istotna różnica projektowa, ponieważ wpływa na sposób montażu, zabezpieczenie instalacji i wymagania dotyczące wykonania połączeń.
Co znajduje się wewnątrz systemu?
Oprócz jednostki zewnętrznej potrzebne są elementy odpowiedzialne za przekazanie energii do instalacji. W zależności od konkretnego układu mogą to być między innymi pompa obiegowa, zawory, filtry, naczynie przeponowe, odpowietrzniki, czujniki temperatury oraz sterownik. System może również współpracować ze zbiornikiem ciepłej wody użytkowej i buforem.
Nie każdy budynek wymaga dokładnie takiego samego zestawu. Inaczej projektuje się instalację w nowym domu z ogrzewaniem podłogowym, a inaczej modernizowany budynek z grzejnikami. Eksperci z Defro zwracają uwagę przede wszystkim na dopasowanie parametrów urządzenia do charakterystyki budynku i instalacji. Sama moc nominalna nie wystarczy do prawidłowej oceny systemu.
Monoblok i split, gdzie leży najważniejsza różnica?
W przypadku monobloku instalator prowadzi do budynku wodę grzewczą. Przy takim rozwiązaniu trzeba szczególnie dobrze zabezpieczyć przewody przed zamarznięciem, zwłaszcza jeśli część instalacji znajduje się na zewnątrz. Stosuje się odpowiednie zabezpieczenia hydrauliczne, a w określonych układach również rozwiązania zapobiegające skutkom postoju urządzenia podczas mrozu.
Split ma inną konstrukcję. Przewody między jednostką zewnętrzną i wewnętrzną prowadzą czynnik chłodniczy, natomiast woda grzewcza pozostaje wewnątrz budynku. Montaż części chłodniczej wymaga jednak odpowiednich uprawnień i prawidłowego wykonania połączeń. Nie jest to detal techniczny, który można traktować drugorzędnie. Błąd na tym etapie może wpływać na szczelność obiegu i późniejszą pracę urządzenia.
Jak system przekazuje ciepło do domu?
Energia odebrana z powietrza trafia ostatecznie do instalacji centralnego ogrzewania. Najlepsze warunki do pracy zapewniają instalacje niskotemperaturowe, szczególnie ogrzewanie podłogowe. Wynika to z temperatury wody potrzebnej do ogrzewania pomieszczeń. Im niższej temperatury zasilania wymaga budynek, tym łatwiej urządzeniu pracować z wysoką efektywnością.
Nie oznacza to jednak, że modernizowany dom z grzejnikami automatycznie odpada. Trzeba sprawdzić ich powierzchnię, wymaganą temperaturę zasilania oraz straty ciepła budynku. Czasami wystarczy modernizacja części instalacji, w innych przypadkach potrzebne są większe zmiany. Właśnie dlatego dobór urządzenia powinien poprzedzać analizę budynku, a nie odwrotnie.
Od projektu zależy więcej niż od samego urządzenia
Pompa ciepła powietrze-woda jest częścią większego systemu, dlatego jej parametry trzeba rozpatrywać razem z instalacją odbiorczą, przygotowaniem ciepłej wody użytkowej i sposobem sterowania. Znaczenie ma również miejsce montażu jednostki zewnętrznej. Trzeba zapewnić odpowiedni przepływ powietrza, odprowadzenie skroplin i dostęp serwisowy, a jednocześnie uwzględnić hałas oraz odległość od przegród budynku.
Przy planowaniu inwestycji warto też sprawdzić aktualne zasady programów wsparcia. Program „Czyste Powietrze” dotyczy określonych przedsięwzięć związanych z poprawą efektywności energetycznej i wymianą źródła ciepła, dlatego nie każdy zakup urządzenia automatycznie oznacza możliwość uzyskania dotacji. W przypadku nowych budynków funkcjonują natomiast odrębne instrumenty, takie jak „Moje Ciepło”, których warunki trzeba analizować według aktualnych zasad.
W praktyce największy błąd polega na traktowaniu pompy jako samodzielnego urządzenia, które wystarczy dobrać według powierzchni domu. Liczą się straty ciepła, temperatura zasilania, rodzaj odbiorników, sposób przygotowania CWU i hydraulika całego układu. Dobrze zaprojektowany system będzie działał przewidywalnie. I właśnie od projektu, a nie od samej etykiety na obudowie, warto zacząć.
