Dlaczego coraz więcej osób decyduje się na pompę ciepła?
Szukając komfortowego i przede wszystkim taniego w eksploatacji ogrzewania coraz więcej osób decyduje się na montaż pompy ciepła, która jest nie tylko oszczędnym, ale i niezawodnym urządzeniem mogącym bezawaryjnie pracować nawet kilkadziesiąt lat. Zainstalowanie pompy ciepła nie tylko pozwala ogrzać cały dom, ale również sprawia, że nie trzeba się już martwić o przygotowanie ciepłej wody użytkowej (c.w.u.). Podczas cieplejszych dni natomiast z powodzeniem można ją również wykorzystać do chłodzenia pomieszczeń.
Wymieniając zalety tego urządzenie nie sposób nie wspomnieć też o tym, że jest ono w pełni ekologiczne. Pompy ciepła wykorzystują bowiem odnawialne źródła energii, pobierając ciepło z otoczenia: powietrza, gruntu i wody. Dlatego też, w zależności od rodzaju źródła (tzw. dolnego), z którego pozyskują one ciepło wyróżnia się: pompy ciepła powietrzne, pompy ciepła gruntowe i pompy ciepła wodne (w ich wyborze pomoże Wam nasz ranking pomp ciepła). Wszystko to sprawia, że polska branża pomp ciepła rozwija się błyskawicznie. Jak podaje PORT PC, tylko w 2022 roku, w stosunku do 2021 roku, cały rynek tych ekologicznych urządzeń wzrósł w Polsce o 120 proc., zaś cieszących się największą popularnością pomp ciepła typu powietrze/woda aż o 137 proc.
Źródło: enerad.pl na podstawie danych PORT PC
Ogromy wpływ na popularność tych urządzeń, ma nie tylko coraz większa świadomość ekologiczna Polaków oraz możliwość uzyskanie dodatkowego wsparcia finansowego na zakup i montaż tych urządzeń w ramach programów:
Istotną rolę w obniżeniu kosztów całego przedsięwzięcia odgrywa również ulga termomodernizacyjna oraz możliwość skorzystania z dofinansowania do wymiany pieca. Wpływ na to ma także dynamicznie rozwijający się rynek fotowoltaiki. Panele fotowoltaiczne zyskały na popularności zwłaszcza dzięki programowi Mój Prąd, w ramach którego uzyskać można dofinansowanie w wysokości do 6.000 zł wyłącznie na instalację fotowoltaiczną i do 7.000 zł Na instalację PV sprzężoną z innym elementem.
Wiele osób inwestujących w fotowoltaikę coraz częściej decydują się także na pompę ciepła. Głównym tego powodem jest przede wszystkim chęć całkowitego uniezależnienia się od coraz wyższych cen prądu. Dzięki temu idealnemu duetowi, uzyskać można nie tylko praktycznie darmowy prąd, ale i ogrzewanie. Montaż paneli fotowoltaicznych i zmiana źródła ogrzewania na pompę ciepła może bowiem zmniejszyć koszty utrzymania nieruchomości nawet o 90 – 95 proc. w skali roku.
Współpraca pompy ciepła z niskotemperaturowymi systemami grzewczymi
Pompa ciepła jest urządzeniem, które może być zainstalowane niemal wszędzie, zarówno w obiekcie dopiero budowanym, jak i modernizowanym, ponieważ z powodzeniem może współpracować z różnymi instalacjami grzewczymi. Jak wiemy, pompa ciepła nie wytwarza ciepła, lecz przenosi je z otoczenia budynku do jego instalacji grzewczej. Aby jednak zapewnić sprawność całego systemu, ważniejsze od parametrów konkretnego urządzenia jest dobranie odpowiednio wydajnego źródła dolnego oraz wykonanie tzw. źródła górnego (instalacji c.o.) w ten sposób, aby mogło ono w pełni spożytkować dostarczaną przez pompę wodę grzewczą.
Większość dostępnych na rynku pomp ciepła, to urządzenia niskotemperaturowe, w związku z tym, potrzebują one odpowiedniego odbiornika ciepła, który będzie w stanie przy takim zasilaniu ogrzać daną powierzchnię. Taki rodzaj systemu grzewczego najefektywniej pracować będzie z ogrzewaniem o niskiej temperaturze emisji i dużej powierzchni grzania. Im mniejsza będzie różnica temperatury pomiędzy źródłem dolnym, a górnym, tym większa będzie moc i efektywność urządzenia oraz niższe koszty eksploatacyjne. Dzieje się tak, ponieważ moc pompy ciepła nie jest wartością stałą, lecz zmienną (w dużej mierze zależy od temperatury pomiędzy dolnym i górnym źródłem).
Optymalna dla systemu opartego o tego rodzaju pompę ciepła jest niska temperatura wody, która zasila instalację grzewczą, na poziomie 30 – 40°C. Idealnie zatem sprawdzi się w tym przypadku niskotemperaturowe ogrzewanie płaszczyznowe (ogrzewanie podłogowe lub ścienne). W zależności od konkretnego modelu pompy ciepła, rozwiązanie takie pozwala osiągnąć temperaturę zasilania na poziomie do 65°C, co umożliwia jego poprawne działanie. Zasilanie tych emiterów niskim parametrem czynnika grzewczego jest zalecane ze względu na komfort termiczny oraz względy techniczne dotyczące powierzchni emitujących ciepło tą drogą.
Jednak uwzględnienie pętli ogrzewania płaszczyznowego już na etapie projektowym, powoduje, że rozwiązanie to dedykowane jest głównie do nowo budowanych nieruchomości. Co prawda, obecnie na rynku dostępne są systemy renowacyjne umożliwiające układanie rur ogrzewania płaszczyznowego, które nie wymagają kucia posadzek i kilkucentymetrowych wylewek, jednak ich udział jest w dalszym ciągu znikomy. Ze względu więc na zbyt duże trudności w realizacji ogrzewania płaszczyznowego podczas np. modernizacji starej nieruchomości, bardziej wskazane jest wymienienie tradycyjnych grzejników na niskotemperaturowe.
Czy pompa ciepła może współpracować z tradycyjnymi grzejnikami?
Decydując się na pompę ciepła, na pewno wielu z Was zastanawiało się nad tym, czy pompa ciepła może w ogóle współpracować z tradycyjnymi grzejnikami? Otóż odpowiedź brzmi – tak. Nie ma bowiem ku temu żadnych przeciwwskazań, jednak rozwiązanie takie dla systemu grzewczego nie jest najkorzystniejsze, dlaczego? Ponieważ nowoczesne niskotemperaturowe systemy grzewcze wymagają niższej temperatury wody zasilającej instalację niż tradycyjne systemy wysokotemperaturowe. Te ostatnie obliczane są bowiem na znacznie wyższą temperaturę wody zasilającej, która zazwyczaj wynosi od ok. 60°C do 75°C (dla takich parametrów dobierana jest także wielkość grzejników).
Tak więc, pozostawanie starych grzejników ściennych po wymianie kotła na pompę ciepła i zasilanie ich wodą o temperaturze mniejszej niż wymagana spowoduje, że instalacja będzie znacznie mniej wydajna. W przypadku zasilania tradycyjnych grzejników wodą, której temperatura jest mniejsza niż wymagana, zaburzona zostanie pełna kompensacja strat ciepła w pomieszczeniach. Naturalnie, obniżenie temperatury zasilania tradycyjnych grzejników można zrekompensować np. zwiększając ich powierzchnię. Jednak wtedy traci to sens, zwłaszcza, że w niektórych przypadkach ich wielkość trzeba by było podwoić, a nawet potroić (nie wspominając w ogóle o walorach estetycznych takiego rozwiązania). Dlatego też, choć niskotemperaturowa pompa ciepła może współpracować z grzejnikami tradycyjnymi, to niestety nie jest to najbardziej optymalne i korzystne dla inwestora rozwiązanie.
Warto tu jednak dodać, że tradycyjne grzejniki, które do tej pory spełniały swoją rolę w instalacjach wysokoparametrowych nadal mogą służyć do ogrzewania domu przy obniżonej temperaturze zasilania. W takiej jednak sytuacji, możliwe to będzie wyłącznie gdy modernizacja instalacji nie ograniczy się jedynie do zastąpienia wysokotemperaturowego źródła ciepła innym, ale będzie wiązać się także z pracami termomodernizacyjnymi przegród zewnętrznych oraz zastosowaniem termostatyki, która szybko będzie reagować na bieżące potrzeby cieplne.
Co zamiast ogrzewania płaszczyznowego?
Problemu dotyczącego tego, czy wybrać podłogówkę, czy grzejniki nie mają inwestorzy, którzy decydują się na montaż pompy ciepła w nowym budownictwie. Kłopoty jednak pojawiają się w przypadku obiektów zmodernizowanych, w których zainstalowanie ogrzewania płaszczyznowego, podłogowego lub ściennego, może okazać się niemożliwe. Najczęściej wiąże się to bowiem z ogromnymi kosztami i przedłużeniem prac remontowych. Nie zawsze również można w pełni zastąpić nim grzejniki. Powodem tego może być np. zbyt mała nośność stropu pomiędzy kondygnacjami, wówczas wylewka kryjąca rury w podłodze byłaby zbyt ciężka. Część osób nie zamierza również zrezygnować z tradycyjnego drewnianego parkietu, wykładzin, czy dywanów, które utrudniałyby oddawanie ciepła przez podłogę. Na pierwszym miejscu stawiają one bowiem własne upodobania i estetykę, a nie wyłącznie względy ekonomiczne.
Jednak jak już wiemy, w układzie z pompą ciepła nie zawsze trzeba stosować ogrzewanie podłogowe, ponieważ równie dobrze sprawdzą się inne grzejniki niskotemperaturowe. Dla takich właśnie osób, producenci mają w swojej ofercie modele specjalnie przygotowane do współpracy z zasilaniem niskotemperaturowym. Tego rodzaju grzejniki dedykowane do pomp ciepła oraz kotłów kondensacyjnych, wyróżniają się zmniejszoną masą własną i małą pojemnością wodną, które przekładają się na minimalną bezwładność cieplną. Dzięki ich instalacji pompa ciepła będzie pracować efektywnie, a system oddawania ciepła spełni swoją rolę.
Jakie inne grzejniki do niskotemperaturowej instalacji c.o.?
Pojawienie się instalacji niskotemperaturowych zawdzięczamy, nie tylko rozwojowi technologii, ale i pojawieniu się niskotemperaturowych źródeł ciepła. Mowa tu zarówno o opisywanych przez nas pompach ciepła, które pobierają energię ze źródeł o niskim parametrze, jak i kotłach kondensacyjnych, które odzyskują ciepło ze spalin. Przejście z wysokich parametrów (dotychczasowe kotły węglowe) na niskie wartości, nie tylko wyeliminowało tak niekorzystne efekty jak spiekanie kurzu na powierzchni grzejników (i jego dalsze unoszenie, co jest obecnie jednym z najsilniejszych alergenów), ale i poprawiło komfort cieplny pomieszczenia.
Wśród odbiorników ciepła o znacznie prostszym montażu, niż w przypadku ogrzewania płaszczyznowego (jednak nadal dbających o aspekt ekonomiczny i ekologiczny ogrzewania), wyróżnić można:
Grzejniki płytowe
W instalacjach niskotemperaturowych ogromne znaczenie ma powierzchnia wymiany ciepła. Dlatego też doskonale sprawdzają się w nich grzejniki, które mają płaskie i duże powierzchnie przekazujące ciepło na drodze promieniowania. W przypadku zmodernizowanego domu najmniej problematyczne w montażu mogą okazać się grzejniki płytowe, które są współczesnym następcą tradycyjnych żeberkowych kaloryferów. Jednak w porównaniu z nimi wyróżniają się zarówno znacznie mniejsza masą, jak i wielością wymiarów (długością, wysokością i głębokością).
Nadal jednak jest to rodzaj instalacji rzadko stosowany przez instalatorów. Często można bowiem spotkać się z taką informacją, że grzejniki płytowe nie nadają się do zastosowania z pompą ciepła. Z doświadczenia wielu osób wynika jednak, że ich montaż nie jest niczym złym. Przy czym, nie trzeba ich “przewymiarowywać”, a jedynie odpowiednio zwymiarować. Dlatego tak ważne jest, aby zarówno ich dobór, jak i montaż całego systemu powierzyć wyłącznie doświadczonej firmie instalacyjnej. Warto od razu podkreślić, że instalacja pompy ciepła z grzejnikiem płytowym w całym budynku jest o ok. 10 – 20 proc. droższa, niż instalacja z ogrzewaniem podłogowym (dotyczy to energii elektrycznej pobieranej przez pompę ciepła).
Rozwiązanie to sprawdzi się zwłaszcza w przypadku osób, które wymieniają stare źródło na pompę ciepła, jak i tym, którym zależy w nowym domu na położeniu np. drewnianej podłogi. Są zatem w stanie ponieść dodatkowe koszty ze względu na własne upodobania. Zdecydowanie wygodniejszym, choć droższym od tradycyjnych, są grzejniki płytowe z podłączeniem środkowym, dzięki czemu instalacja taka nie tylko zachowuje estetykę pomieszczenia, ale także w przypadku braku komfortu cieplnego, szybko i bez uciążliwego remontu pozwala zamienić mniejszy grzejnik na większy. Ponadto, zwiększenie wymiarów nie zawsze musi oznaczać zmianę szerokości grzejnika, ponieważ wiele modeli dostępnych jest w układzie jedno, dwu, trzy i cztero płytowym oraz kolumnowym, dzięki czemu można w optymalny sposób dopasować moc grzewczą do własnych potrzeb. Natomiast w sytuacji, kiedy ilość ciepła oddawanego przez grzejniki niskotemperaturowe jest niewystarczająca, to wówczas posiłkować można się takimi rozwiązaniami, jak np. wentylatory wymuszające konwekcję na elementach grzejnika. Sposób ten pozwala podnieść moc grzejnika nawet o ponad 50 proc. względem jego mocy bazowej generowanej przy niskich parametrach.
Klimakonwektory
Kolejną świetną alternatywą dla tradycyjnych instalacji grzewczych są klimakonwektory, dzięki którym można zarówno ogrzewać, jak i chłodzić pomieszczenia. Ponadto wyróżniają się one zgrabnymi i kompaktowymi wymiarami oraz precyzyjnym utrzymywaniem temperatury w pomieszczeniu. Klimakonwektory swoim wyglądem przypominają zwykłe grzejniki i tak samo jak one podłączone są do instalacji wodnej centralnego ogrzewania. Jednak różnią się od nich zastosowaną technologią (przepływ powietrza wokół lamel wymiennika wymuszany jest poprzez wentylator). Posiadają także tacę ociekową i system odprowadzania skroplin, który umożliwia pracę w trybie chłodzenia. Klimakonwektory ze względu na sposób ich montażu dzielić się na: wiszące, kasetonowe, kanałowe i konsole.
Od wielu już lat wykorzystywane są w budownictwie (przede wszystkim w dużych obiektach, takich jak: biurowce, galerie handlowe, czy hotele), co wynikało z faktu, że w domach jednorodzinnych rzadko stosowano instalacje chłodnicze. Postępujące w ostatnim czasie zmiany klimatu sprawiły jednak, że nawet w Polsce temperatury latem stają się nieznośne. Coraz większym zainteresowaniem cieszy się więc ich zastosowanie również w budownictwie jednorodzinnym. Urządzenia te są bowiem niskotemperaturowymi odbiornikami, co pozwala na pracę pompy ciepła na niskim parametrze z wysoką efektywnością przez cały rok.
Dodatkowo, klimakonwektory charakteryzują się dużą dynamiką w porównaniu do ogrzewania podłogowego. Praktycznie nie posiadają bezwładności cieplnej, dzięki czemu natychmiast dostarczają ciepło lub chłód. W budynku jednorodzinnym z powodzeniem można stosować jedynie samą instalację klimakonwektorów, najczęściej jednak stosowanym rozwiązaniem jest łączenie jej z systemem ogrzewania podłogowego (w ten sposób uzyskuje się w pełni zróżnicowany, oszczędny i wydajny system).
Grzejniki kanałowe z konwekcją wymuszoną
W ostatnich latach widoczny jest w budownictwie trend polegający na “otwieraniu” pomieszczeń na zewnątrz, przez co część mieszkalna przechodzi płynnie do części ogrodowej. Realizowany jest on za pomocą dużych okien sięgających posadzki i kończących się przy nadprożu. Tak duże powierzchnie szklane nadal stanowią poważne wyzwanie, bez względu na ich jakość. Ponieważ pozostają przegrodą, przez którą straty ciepła są większe niż przez dobrze zaizolowaną ścianę. Zamontowane w ich pobliżu grzejniki kanałowe z konwekcją wymuszoną tworzą barierę dla przenikającego przez nie chłodu. Zasada ich działania polega na zastosowaniu specjalnych wentylatorów dla zwiększenia dynamiki przepływu powietrza (sterownik załącza ich pracę, gdy temperatura spadnie poniżej zadanej, natomiast wyłącza je, gdy osiąga ona w pomieszczeniu oczekiwany przez nas poziom).
Mała masa grzejników kanałowych z konwekcją wymuszoną, zapewnia niską bezwładność cieplną, która przekłada się na szybką reakcję na zapotrzebowanie na ciepło. Idealnie sprawdzają się one w niskich temperaturach zasilania ze względu na wysoką efektywność wynikającą z precyzyjnego sterowania i właściwości użytych do ich budowy materiałów. Na rynku dostępne są modele z dodatkowym wentylatorem, co czyni je jeszcze bardziej energooszczędne.
Ponadto urządzenia te wyrównują temperaturę przy szkle i mogą zapobiegać roszeniu szyb (czyli ich parowaniu, które pojawia się wtedy, gdy wilgotność powietrza jest wysoka, a różnica temperatur w pomieszczeniu i na zewnątrz duża). Nie bez znaczenia są również ich walory estetyczne, bowiem grzejniki dyskretnie schowane w podłodze można dopasować praktycznie do każdego stylu wyposażenia (jedynym śladem obecności grzejnika w pomieszczeniu jest dekoracyjna drewniana bądź metalowa kratka).
Jaki rodzaj pompy ciepła ze względu na temperaturę zasilania wybrać?
Do współpracy z pompą ciepła najlepiej nadają się instalacje niskotemperaturowe, takie jak ogrzewanie płaszczyznowe, ponieważ przy niskiej temperaturze zasilania instalacji grzewczej to właśnie ono osiąga najwyższą sprawność. Z praktyki wielu firm instalacyjnych wynika jednak, że o ile istnieje taka możliwość, to można zostawić instalację grzewczą opartą o grzejniki. Ogrzewanie podłogowe może bowiem wymagać przeprowadzenia prac termomodernizacji “do samych murów”, co często jest utrudnione, a nawet niemożliwe. Wówczas w większości przypadków grzejniki nie są wymieniane. Wcześniej jednak należy dokładnie przeanalizować, to czy dana pompa ciepła zapewni odpowiednią temperaturę zasilania. Po drugie, ważne jest wybranie rodzaju urządzenia.
W sprzedaży bowiem dostępne są zarówno niskotemperaturowe pompy ciepła, cieszące się największą popularnością, jak i wysokotemperaturowe pompy ciepła. Te pierwsze są idealne do systemów w nowym budownictwie mieszkaniowym, biurowcach czy też instalacjach przemysłowych. Natomiast wysokotemperaturowe pompy ciepła to doskonałe rozwiązanie skierowane do starszego budownictwa (w którym nie można przeprowadzić modernizacji instalacji grzewczej i wymusza to pracę z wyższymi temperaturami zasilania) oraz obiektów zabytkowych czy sakralnych.
Pompy ciepła niskotemperaturowe i wysokotemperaturowe a stare budownictwo
Przy niskich temperaturach zewnętrznych, temperatura wody na zasilaniu spada (kluczem jest zatem, aby ten spadek był jak najmniejszy). Dla przykładu, klasyczna niskotemperaturowa pompa ciepła, która przy temperaturze -15°C na zewnątrz, generuje temperaturę wody niższą niż 50°C, zasilając tradycyjne grzejniki, nie zapewni dostatecznej mocy grzewczej dla utrzymania odpowiedniej temperatury panującej w domu. Jedynym rozwiązaniem w tym wypadku jest więc zwiększenie liczby grzejników, powierzchni wymiany ciepła czy też załączanie (podczas niskich temperatur zewnętrznych) grzałki elektrycznej, która uzupełniłaby brakującą temperaturę zasilania.
Tradycyjne grzejniki, aby mogły ogrzać pomieszczenia wymagają temperatury wejścia 60 – 70°C. Tak więc, grzanie niskotemperaturową pompą ciepła do tak wysokiej temperatury traci w ogóle sens, ponieważ uzyskane COP (współczynnik wydajności, wyrażający stosunek ilości dostarczonego ciepła do ilości energii elektrycznej zużytej przez pompę) jest praktycznie żadne. W takiej sytuacji bowiem grzejemy praktycznie samym prądem. Osobom, które chcą wymienić stare źródło ciepła na nowe, przychodzą z pomocą nowoczesne rozwiązania z udziałem wysokotemperaturowych pomp ciepła, gdzie uzyskać można na wyjściu temperaturę do 80°C.
Wysokotemperaturowe pompy ciepła zatem idealnie nadają się do projektów renowacji oraz zastępowania starych kotłów. Większość dostępnych na rynku urządzeń z łatwością integruje się z istniejącą instalacją rurową oraz tradycyjnymi grzejnikami. W ten sposób zatem można cieszyć się efektywnością energetyczną pompy ciepła, nie wymieniając przy tym całego układu.
Podsumowując, istnieją dwie opcje, które umożliwiają pozostawienie tradycyjnych grzejników w instalacji z pompą ciepła. W przypadku gdy inwestor zdecyduje się na niskotemperaturową pompa ciepła, to prawdopodobnie konieczne będzie zwiększenie powierzchni lub ilości grzejników. Natomiast, gdy jego wybór padnie na wysokotemperaturową pompę ciepła to wówczas istniejące grzejniki będzie można zostawić, jednak wpłynie to na spadek efektywności pracy instalacji.
Generalnie PC we współpracy z grzejnikami tradycyjnymi czy też nowszymi płytowymi nie bardzo się sprawdza. Trzeba wymusić wyższe temperatury w systemie grzewczym co skutkuje gwałtownym wzrostem kosztów energii elektrycznej. Pewnym rozwiązaniem może być wentylacja mechaniczna z rekuperacją i dodatkowym wymiennikiem po stronie nadmuchu powietrza. Wymiennik ten winien być dość mocno przewymiarowany dla pracy na niskich parametrach generowanych przez PC. Generalnie trzeba sobie jasno powiedzieć że każdy *C w nastawie PC ma istotne znaczenie co do zużycia energii elektrycznej. Jakkolwiek można na rynku spotkać PC „wysokotemperaturowe” to nie znaczy że taka pompa będzie tania w eksploatacji. Klimakonwektory też są rozwiązaniem ale mają dość istotną wadę przy zastosowaniu w mieszkalnictwie : – hałas generowany wentylatorem – generalnie dla mnie osobiście jest to nieakceptowalny .