Pompa ciepła to sztandarowy obok fotowoltaiki produkt OZE, wykorzystuje więc odnawialne źródła energii do ogrzewania naszych domów. W planach politycznych ich ekspansja jest bardzo ważnym punktem tzw. transformacji energetycznej. Jest jednak kilka ,,ale" - ponieważ z punktu widzenia technicznego jest niezaprzeczalnym faktem, że pompy ciepła najlepiej sprawdzają się w określonych warunkach, do których zalicza się np. dom w nowym budownictwie z niskimi stratami ciepła, najlepiej z podłogówką. Nie jest tajemnicą, że jedynie część budynków spełnia te warunki. Każdy jednak zauważa, że pompy ciepła w starych domach w praktyce są także montowane. Jak to działa? A może sam rozważasz montaż pompy ciepła w starym domu? Jeśli tak - zapraszamy do czytania.
✅ Co musisz wiedzieć o montażu pompy ciepła w starym domu.
Stare domy często charakteryzują się dużymi stratami ciepła - to jest klucz do naszych rozważań. To stanowi poważny problem przy planowaniu wymiany tradycyjnego kotła do CO na pompę ciepła.
Badania wskazują, że pompa ciepła może pracować stosunkowo oszczędnie (mowa o poborze energii elektrycznej) w budynkach, w których starty cieplne są niskie - i tu pojawia się problem. To, co w nowym budownictwie jest opłacalne, niekoniecznie sprawdzi się w budynku starym, zwłaszcza jeśli wcześniej nie zadbaliśmy o jego prawidłową termoizolację zgodnie z trendem. To się jednak zdarza, prawidłowa termomodernizacja budynku do najtańszych czynności nie należy.
✅ Efektywność pompy ciepła w danym budynku spada znacząco, gdy straty ciepła przekraczają 60 W/m2 (można spotkać także zbliżone dane podające np. 65 W/m2 lub 70 W/m2). W takich sytuacjach, aby utrzymać odpowiednią temperaturę w domu, konieczna jest instalacja pompy o większej mocy, co wiąże się już z wysokimi kosztami zarówno zakupu, jak i późniejszej eksploatacji. Dlatego w przypadku starych domów o dużych stratach ciepła wybór pompy ciepła może okazać się nieefektywny - i w zasadzie nieopłacalny. Ale konieczność zamontowania nieco większej czy droższej pompy ciepła nie załatwia sprawy i nie zamyka problemu. Potem będziemy musieli zmierzyć się z dużo większym poborem energii elektrycznej.
Aby ocenić funkcjonalność pompy ciepła w starym budownictwie, kluczowy jest współczynnik COP (Coefficient Of Performance), który określa stosunek mocy grzewczej urządzenia do mocy elektrycznej potrzebnej do jego pracy.
W starych domach zazwyczaj występują wysokotemperaturowe systemy grzewcze z tradycyjnymi grzejnikami, zamiast bardziej oszczędnego niskotemperaturowego ogrzewania podłogowego. Pompy ciepła są najbardziej wydajne i ekonomiczne, gdy współpracują z niskotemperaturowymi systemami, takimi jak ogrzewanie podłogowe. Modernizacja budynku polegająca jedynie na wymianie grzejników na nowe może wiązać się z dużymi kosztami i nie gwarantować oczekiwanego komfortu cieplnego, bo nowe grzejniki - tzw. płytowe - również najlepiej sprawdzają się w budynkach z niskimi stratami ciepła. Dlatego przed podjęciem decyzji o zamianie dotychczasowego źródła ciepła na pompę ciepła, ważne jest, aby określić straty ciepła w domu. To pozwoli na właściwą ocenę zasadności takiej inwestycji, bo w internecie znaleźć można różne historie osób, które montując pompę ciepła w starym domu, po prostu wpadły z deszczu pod rynnę - gdy zobaczyli rachunki za prąd.
✅ Dlaczego pompy ciepła najtaniej pracują z ogrzewaniem podłogowym, a nie z grzejnikami?
Wielu sprzedawców pomp ciepła zaprotestuje, przecież można skutecznie ogrzewać dom z grzejnikami pompą ciepła. Szczególnie jeśli system CO np. został zmodernizowany i są to nowego typu grzejniki, nie zawierające ogromnego litrażu wody itp. Niestety system grzejnikowy - nigdy nie będzie tak tani (w poborze energii) jak podłogówka. System pracy pompy ciepła idealnie się wpisuje właśnie w ogrzewanie podłogą. Przyczyny są łatwe do zrozumienia.
Pompa ciepła produkuje ciepła pobierając je z powietrza (dla uproszczenia skupiamy się na najpopularniejszym typie PC, czyli powietrze-woda). Dzięki zastosowaniu specjalnych czynników chłodniczych - np. R32, R410a, R290 itp - pobiera ciepło z powietrza, i - uwaga - robi to także w niskich temperaturach. Jest to możliwe właśnie dzięki zastosowaniu czynnika chłodniczego, który posiada właściwość nietypową w przyrodzie, mianowicie zdolność absorpcji ciepła z otoczenia, także gdy sam jest cieplejszy niż otoczenie. To tłumaczy dlaczego pompy ciepła działają także gdy na dworze mamy temperaturę minusową.
Ale w ten sposób można pozyskać jedynie część ciepła potrzebnego do ogrzania domu. Wtedy właśnie aby zwiększyć temperaturę czynnika chłodniczego - pompa ciepłą rozpoczyna proces sprężania tego gazu. Podczas sprężania - zwiększa on swoją temperaturę - i dzięki temu możemy uzyskać medium ogrzane np. do 40 czy do 60oC w zależności od potrzeb naszego CO.
I tu mamy sprawę oczywistą:
Jeśli głównym elementem pompy ciepła zużywającym na tym etapie energię elektryczną jest sprężarka - to przy grzejnikach musi ona pracować znacznie intensywniej i dłużej, aby osiągnąć wyższą temperaturę medium. Stąd przy grzejnikach zawsze jest większe zużycie energii i pompa ciepła nie osiągnie swojej maksymalnej efektywności, którą mogłaby osiągnąć przy niskotemperaturowym systemie podłogówki.
(Dla wnikliwych - pompa ciepła ma również grzałki, to one są najbardziej energochłonne, ale na razie je pomijamy, gdyż na tym etapie produkcji ciepła nie są włączone, zaczynają działać dopiero, gdy na dworze jest tak zimno, że pompa ciepła nie jest już w stanie pozyskać energii cieplnej z powietrza. Zwykle dzieje się to poniżej minus 12 lub minus 15 °C).
✅ Nie musimy oczywiście wspominać o tym, że praca pompy ciepła w trybie wyższych temperatur statystycznie szybciej zużywa komponenty pompy i statystycznie większy jest stopień awaryjności urządzeń w takich systemach. Tego nie powie Ci firma, która chce Ci sprzedać pompę ciepła do starego domu.
Wiele osób mieszkających w starych domach z tradycyjnymi kotłami, gdzie CO zasilało się temperaturą 60oC - gdy już pali w kotle - osiąga temperaturę w domu dość wysoką np. 23-24 °C. Jest to standard przy ogrzewaniu węglem czy drewnem - po czym gdy ogrzewanie nie działa - dom się znów wyziębia. Osoby te są przekonane, że 23oC (przykładowo) to temperatura, która jest niezbędna do uzyskania komfortu cieplnego, poniżej której jest po prostu zimno.
Tymczasem osoby mieszkające w nowych domach z podłogówką często utrzymują temperaturę 20-21 °C i uznają ją za wystarczającą. Temperaturę 23-24 °C uznają za zbyt wysoką - wyjątek robią może dla łazienki, w której faktycznie wyższa temperatura jest pożądana. Jak to możliwe?
✅ W przypadku podłogówki ogrzewanie zaczyna się od stóp. Jest to najważniejsza z punktu widzenia komfortu cieplnego część ciała, na której znajdują się nasze receptory cieplne. Z tego powodu mając ciepłą podłogę nie potrzebujemy tak wysokiej temperatury w domu, aby było nam ciepło. Nie musimy mówić, że życie w niższej temperaturze jest w tym wypadku zdrowsze, tym bardziej w sypialni. W artykule koncentrujemy się jednak na aspekcie ekonomicznym - nie musimy przekonywać, że ogrzewanie budynku do temperatury 21oC jest tańsze niż ogrzewanie budynku do temperatury 23 lub 24 °C. Stąd właśnie pompa ciepła w starym domu bez podłogówki nie będzie mogła być oszczędnym ogrzewaniem, choć odpowiednio dobierając urządzenie - zapewne sobie poradzi. Zapomnij jednak o oszczędności.
✅ Jak przygotować się do montażu pompy ciepła do starego domu?
Oczywiście montaż pompy ciepła do starego domu ostatecznie jest możliwy i może się okazać jakimś rozwiązaniem. Pompa ciepła do starego domu może mieć sens, ale tylko i wyłącznie przy dobrze przeprowadzonej termomodernizacji, polegającej na przebudowie systemu grzewczego w odpowiedni sposób oraz na ograniczeniu strat ciepła. Oczywiście stary dom stworzony z innych materiałów niż te, które używamy dzisiaj, z inną izolacją od spodu niż mają obiekty nowego budownictwa - prawdopodobnie zawsze będzie prezentował większy udział strat ciepła niż obiekt nowy. Jednakże straty ciepła to nie tylko ściany, a głównie okna, dach, ocieplenie (lub jego brak) i jakość systemu grzewczego.
✅ Miej świadomość, termomodernizacja starego domu pod pompę ciepła - może być tak droga, że zdecydujesz ostatecznie, że wysokotemperaturowe źródło ciepła (kocioł CO) jest na razie jakimś rozwiązaniem.
Pierwszym etapem termomodernizacji, od którego trzeba zacząć jest audyt energetyczny - czyli ocena strat ciepła przeprowadzona przez specjalistę. Mimo, że jest to koszt od 1000 do 3000 zł - warto jest to zrobić, bo specjalista faktycznie wskaże, które punkty wymagają poprawy i będziemy mogli faktycznie działać sensownie wg planu, zwłaszcza jeśli nie jesteśmy w stanie zrobić wszystkiego naraz z uwagi na koszta. Tak jest zazwyczaj, bo trudno w jednym roku wymienić cały system grzewczy, okna, drzwi i np. dach.
Najczęstsze prace, które trzeba wykonać to poniższe czynności:
Bądźmy uczciwi - nie zawsze. Opłaca się tylko jeśli za decyzją o pompie ciepła do starego domu pójdzie decyzja o gruntowej termomodernizacji i wyłożymy na to konkretne środki. Często wielkość tych środków sprawi, że trudno uznać to za ostatecznie opłacalne.
Z drugiej strony należy jednak pamiętać o bezobsługowej pracy pompy ciepła - o to z pewnością będzie miało znaczenie jeśli w budynku mieszkają np. osoby starsze. W tym wypadku bezobsługowej pracy nie da się przeliczyć na pieniądze. Jednak bez kompleksowego przygotowania się do montażu pompy ciepła w starym domu - możemy zobaczyć rachunki grozy.
Najgorzej jest przy dużych mrozach - pompy ciepła pracują tradycyjnie do około -15 °C. Potem aby produkować ciepło muszą włączyć grzałki elektryczne. Teraz wyobraźmy sobie, że grzałki o mocy 8-9 kW pracują niemal cały czas przez 3 tygodnie i ... wyobraźmy sobie rachunki.
✅ Znane są przypadki gdzie osoby montujące pompy ciepła w starych domach odkrywały nagle, że przy mrozach rzędu -20 °C pompa ciepła pobierała 120-150 kWh na dobę, a przy tym w domu nie było wcale ciepło. Nie spodziewamy się, że te osoby były informowane przez sprzedawców przed montażem, że montaż pompy ciepła w starym domu bez gruntownej termomodernizacji - może się tak skończyć.
Pozwolę sobie na wygłoszenie być może dla niektórych kontrowersyjnego poglądu - ale dotacje dla pomp ciepła w niektórych starych domach, które widzieliśmy - wydają się ogromnym wręcz marnotrawstwem, jeśli nie przekrętem. Zdecydowanie wydawanie ogromnych środków podatnika na dofinansowania do pomp ciepła do starych domów jest irracjonalne i pozbawione logiki - i powinny pojawić się jasne ograniczenia dla dotowania pomp ciepła w niektórych budynkach. Ale oczywiście nie potępiamy osób pobierających dofinansowanie do pompy ciepła w starym domu. Dopóki jest to rozwiązanie systemowe to wykorzystywanie go jest normalne. Patrząc jednak systemowo - nie ma to nic wspólnego z racjonalnym wydawaniem pieniędzy. Nie ma to również nic wspólnego z pozytywnie rozumianą transformacją energetyczną kraju.
Pompa ciepła do starej instalacji - to także się zdarza. Niekiedy zdarza się sytuacja braku możliwości modernizacji układu. Jeśli musimy zamontować pompę ciepła do starej instalacji, która pracuje w układzie otwartym - z pewnością nie możemy po prostu dopiąć się do niej z nowoczesnym urządzeniem grzewczym takim jak pompa ciepła, zresztą z piecem gazowym jest podobnie.
W takich sytuacjach należy oddzielić pompę ciepła od starej instalacji za pomocą wymiennika ciepła płytowego, jednak musi być to starannie wybrany wymiennik ciepła pod pompę ciepła - gdyż zbyt mały wymiennik sprawi, że dom będzie niedogrzany, a pompa ciepła nie będzie pracować optymalnie, co również skończy się zwiększeniem poboru energii.
W ten sposób powstaną niejako 2 systemy - jeden system CO otwarty z naczyniem przelewowym, który może kiedyś także uda się przekształcić w nowocześniejszy i zdrowszy system. Drugi zaś to system zamknięty, obieg, w którym będzie pracować nasza pompa ciepła.
Mimo użycia wymiennika należy pamiętać, że pompa ciepła aby utrzymać stosunkowo wysokie COP powinna pracować z w miarę możliwości efektywną instalacją. Jeśli mamy starą instalację i nie możemy jej od razu wymienić na nową - to, co możemy zrobić to choćby rozważenie zastosowania magnetycznego separatora nieczystości. Może nie będzie ona tak efektywna jak nowa, zamknięta instalacja - ale z pewnością nieco poprawi jej wydajność i ochroni wymiennik ciepła przed zanieczyszczeniami z układu. Warto także rozważyć użycie inhibitorów korozji.
Strzał w dziesiątkę. Bardzo dobrym pomysłem jest ewentualnie zabezpieczenie się pozostawieniem dodatkowego źródła ciepła np. starego kotła czy kominka. Jest to świetna alternatywa, na wypadek surowej zimy - bo trzeba jasno powiedzieć, że w przypadku niezbyt mroźnych zim gdy temperatura wynosi około 0oC - właściwie nie musimy się obawiać dużych rachunków i wówczas pompa ciepła do starego domu nie jest złym pomysłem. Problem zaczyna się, gdy powraca realna zima. Wówczas można by wykorzystać kocioł grzewczy, aby przetrwać najsurowsze mrozy - po czym powrócić do ogrzewania pompą ciepła.
Rozwiązanie to rodzi jednak pewne problemy, mianowicie jeśli korzystamy z dotacji na pompę ciepła - to najczęściej warunkiem jest zezłomowanie poprzedniego źródła ciepła. Nawet jeśli jest stosunkowo nowe i sprawne - to tak a propos ekologii. Często warunkiem uzyskania dofinansowania jest posiadanie jednego tylko źródła ciepła - czyli pompy ciepła, co należy bezwzględnie sklasyfikować jako fatalnie niepraktyczne i nieprzewidujące podejście do sprawy.
Dodatkowe źródło ciepła, nawet jeśli ma pracować w układzie otwartym - jak np. kocioł węglowy czy kominek - nie będą problemem z uwagi na to, że można w prosty sposób połączyć je z instalacją układu otwartego za pomocą wspomnianego urządzenia - czyli wymiennika płytowego.
Niedowymiarowanie wymiennika ciepła - co to oznacza w praktyce?
Przewymiarowanie wymiennika ciepła - czemu to służy?
Izolacja termiczna wymiennika ciepła płytowego - czy jest potrzebna? Czy coś realnie zmienia?
Jaki wymiennik ciepła do basenu?
Jak dobrać wymiennik ciepła do kotła gazowego?
Jak prawidłowo podłączyć wymiennik płytowy Nordic Tec? Czy można zamienić kierunki przepływów z tabliczki znamionowej?
Zostaw komentarz