Z PRAKTYKI ogrzewanie
takie pompy ciepła
(mniejszą do c.o. większą
do c.w.u.) zamontowano
w tym domu
na parterze
pomieszczenie
z pompami ciepła
Dlaczego pan Jan
i pani Janina mają
dwie pompy
ciepła bez glikolu
Tekst: Marek Misiak Zdjęcia: Hanna Tomasiewicz-Aleksy
Inwestorzy zdecydowali się na
dwie niezależne pompy ciepła
z poziomymi kolektorami –
jedną do c.o., drugą do c.w.u.
D
odpowietrznik
oczyszczalni ściekow
74
Własny Dom 4/2012
o położonego na skraju wielkopolskiej wsi domu pana Jana i pani
Janiny nie została doprowadzona instalacja gazowa. Ma ją natomiast sąsiad po drugiej stronie drogi. Po skalkulowaniu kosztów okazało
się, że jej doprowadzenie oraz zakup i montaż kotła gazowego kosztować
będzie mniej więcej tyle samo, co instalacja pompy ciepła – natomiast
kocioł byłby długofalowo droższy w eksploatacji.
ogrzewanie Z PRAKTYKI
Opłacalne okazało się zainstalowanie nie jednego, a dwóch niezależnych układów. Większy kolektor poziomy połączony z jedną centralą
pompy ciepła zasila centralne ogrzewanie. Drugi, mniejszy, ma oddzielną centralę i dostarcza ciepłej wody użytkowej.
– Chcieliśmy też po prostu iść z duchem czasu – śmieje się pan Jan.
– Z naszego puntu widzenia najważniejszą zaletą pompy ciepła jest
bezobsługowość całego systemu. Nie trzeba martwić się o opał i jego
cenę. Nie trzeba niczego włączać lub rozpalać, gdy wróci się z pracy.
Pompa jest w pełni zautomatyzowana i dostosowuje parametry swojej pracy do panującej w domu temperatury (w pomieszczeniach są
czujniki).
1
pętle kolektora pompy c.o.
pompa
ciepła c.w.u.
pompa
ciepła c.o.
dom
Jak to działa?
Typy pomp
Podział na typy pomp ciepła zależy od dolnego źródła ciepła i zastosowanego wymiennika. W Polsce najczęściej stosuje się kolektory gruntowe dwóch typów:
1 schemat rozmieszczenia kolektorów poziomych na działce
inwestorów. Oba położone są na tym samym obszarze, ale nie łączą się
ze sobą. Kolektor pompy ogrzewającej c.w.u ma tylko jedną pętlę
2
pompa ciepła c.o.
zasobnik c.w.u.
kolektor gruntowy
ogrzewanie podłogowe
rys. Sofath
Ze wszystkich rodzajów ogrzewania domu jednorodzinnego pompa
ciepła ma zasadę działania najmniej zrozumiałą dla osoby bez fachowego wykształcenia. Specjaliści wyjaśniają, że można ją porównać
do lodówki. Popularne urządzenie AGD wyciąga ciepło z produktów
żywnościowych i za pomocą sprężarki wyrzuca je na zewnątrz. Pompa
ciepła natomiast wyciąga ciepło ze źródła położonego na zewnątrz
domu i (również przy pomocy sprężarki – tyle, że znacznie większej)
wtłacza je do wnętrza budynku.
Pompa ciepła nie wymaga żadnego paliwa i nie generuje żadnych spalin, jest zatem w pełni ekologicznym sposobem ogrzewania. Potrzebuje
jedynie prądu elektrycznego do zasilania sprężarki – a jest to ilość
prądu znacznie mniejsza niż w przypadku ogrzewania elektrycznego.
Pompa ciepła jest rzeczywiście droższa inwestycyjnie niż inne instalacje
grzewcze, ale jej późniejsza eksploatacja jest znacznie tańsza.
W domu pana Jana i pani Janiny zamontowano bardzo nowoczesną pompę ciepła firmy Sofath, różniącą się od większości tego typu
urządzeń stosowanych dotąd w Polsce. Działa ona w systemie Natea,
opartym na bezpośrednim parowaniu i skraplaniu. Ciepło przekazuje czynnik R410A, pracujący w obiegu zamkniętym. Uzyskanie i
dostarczenie ciepła odbywa się w następujący sposób: czynnik w
postaci płynnej wchodzi do pętli umieszczonej pod powierzchnią
gruntu. Tam pobiera ciepło z gruntu, co doprowadza do przejścia
czynnika w stan gazowy. Następnie trafia on rurami do serca układu – pompy ciepła, znajdującej się np. w kotłowni. Tam w procesie
sprężania podnoszone są parametry czynnika tak, aby jego temperatura była użyteczna do ogrzewania budynku. Będący wciąż
w postaci gazowej czynnik wpływa w pętle ogrzewania podłogowego, gdzie oddaje zgromadzone ciepło, jednocześnie skraplając się.
Wreszcie, w postaci płynnej powraca do kolektora gruntowego, na drodze napotyka jeszcze zawór rozprężny, który pozwala rozdzielić strefy
niskiego (kolektor gruntowy) i wysokiego (pętle ogrzewania podłogowego) ciśnienia czynnika.
pętla kolektora pompy c.w.u.
2 Schemat instalacji pompy ciepła z kolektorem poziomym.
Pompa dostosowuje swoją pracę do warunków pogodowych. Inwestor ma
dom parterowy, ale pompa ciepła może zasilać ogrzewanie podłogowe
również na wyższych kondygnacjach
3
3
drzwiczki z transparentną
ceramiczną płytą
3 naczynie
wyrównawcze
– element instalacji
grzewczej c.w.u. Jest
podłączone do pompy
ciepła ogrzewającej
wodę
Z PRAKTYKI ogrzewanie
4
kompresor Scroll
ie
ilan
zas yczne
r
t
elek
do
owe czeń
żytk iesz
ło u om
ciep ania p
zew
ogr
dom
grunt
ier
pob
anie
ciep
ła
kole
aw
odd
ktor
gr u
nto
wy
rys. Sofath
pęt
la w
ym
ien
g
nika
r un
tow
anie
ciep
ła
ego
obieg ogrzewania
podłogowego
w budynku
termostatyczny zawór rozprężny
4 schemat działania ogrzewania pompą ciepła w systemie
bezwymiennikowym Natea
5
5 większa pompa
ciepła ma paradoksalnie
mniejszą moc - ogrzewa
tylko c.w.u. Jej rozmiary
wynikają z fakty, że jest
kompaktowa - zawiera
zasobnik na ciepłą wodę
o pojemności 200 l.
6 pompa ciepła
ogrzewająca dom.
Cały układ sterowany
jest jednym panelem,
widocznym
w rogu
Dwie pompy, dwa kolektory
Urządzenie zainstalowane w domu pani Janiny i pana Jana wyposażone jest w poziomy kolektor gruntowy, ułożony na głębokości 100120 cm w zależności od konkretnego miejsca (działka nie jest całkowicie płaska). Powierzchnia kolektora wynosi 180 m2. Inwestorzy
mogli pozwolić sobie na ułożenie kolektora poziomego, ponieważ
dysponują dużą działką (2900 m2). Rury kolektora pompy zasilającej
ogrzewanie podłogowe tworzą pod ziemią 4 pętle, pompy grzejącej
c.w.u – jedną pętlę.
Czy nie wystarczyłaby jedna większa pompa ciepła, ogrzewająca
i dom, i c.w.u?
– Można by zamontować tylko jedną pompę. Jeśli jednak mamy
dwie, to nawet, gdy temperatura bardzo spadnie, nie ma ryzyka, że
grzejąc wodę (np. do mycia) będziemy schładzać budynek, bo pompie nie będzie już wystarczać mocy – wyjaśnia Mariusz Napierała
ekspert z firmy Wasser Mann II, autoryzowanego koncesjonera
pomp ciepła – Po prostu obie pompy będą pracować na maksymalnej mocy i będzie ciepło i w domu, i w kranie.
6
76
• pionowe, umieszczane w odwiertach o głębokości 40-100 m
przy systemie tradycyjnym (z glikolem) i 20-30 m przy systemach
Sofath;
• poziome, zakopane na głębokości 150-180 cm (w systemie tradycyjnym) lub 100-120 cm (w systemach Sofath).
Obszar zajmowany przez kolektor zależy od ogrzewanej powierzchni
(stosunek powierzchni kolektora do ogrzewanej powierzchni waha
się między 1:1,2 a 1:1,5). Wymiennikiem ciepła może być powietrze,
woda, glikol lub substancja na bazie gazu szlachetnego.
Zdarza się, że inwestorzy nie wierzą, że takie urządzenie może skutecznie ogrzewać dom przez cały sezon grzewczy. Pytają, jak będzie
wyglądała wydajność pompy, gdy przyjdą duże mrozy. Producenci
pomyśleli jednak o tym – większość modeli pomp ciepła wyposażona jest w grzałki elektryczne, które w razie silnych mrozów dogrzeją
czynnik grzewczy do takiej temperatury, aby w domu panowała
zadana temperatura. Niektóre pompy są jednak na tyle wydajne, że
grzałki nie są konieczne.
W odniesieniu do pompy ciepła nie stosuje się pojęcia wydajności urządzenia (jak np. przy kotłach na paliwa stałe). Zastępują
je współczynnik wydajności grzewczej COP (ang. Coefficient Of
Performance). Jest to stosunek mocy grzejnej uzyskanej przez pompę do mocy pobranej przez sprężarkę. Im wyższa wartość tego
współczynnika pompy ciepła, tym wyższa jej efektywność.
Pompa ciepła jest tzw. niskotemperaturowym źródłem ciepła – czynnik grzewczy zasilający instalację wewnątrz budynku ma temperaturę 35-38°C. Z tego powodu pompy ciepła współpracują najczęściej z
ogrzewaniem podłogowym, które z kolei jest niskotemperaturowym
odbiornikiem ciepła. Krąży w nim woda lub bezpośrednio czynnik
grzewczy. Pompy ciepła mogą również zasilać grzejniki, ale taka instalacja jest trudniejsza w poprawnym zaprojektowaniu i instalacji.
Własny Dom 5/2012
ogrzewanie Z PRAKTYKI
– Zdarzają się opinie, że kolektory poziome są mniej wydajne – mówi
Mariusz Napierała. – Temperatura gruntu nawet na niewielkiej głębokości (1,5 m) jest jednak mniej zmienna i nie spada aż tak nisko, jak
temperatura powietrza. To na tyle głęboko, że grunt nie przemarza, ale
na tyle płytko, że ogrzewa go słońce, wiatr i woda.
Kolektor pracuje wydajnie nawet wtedy, gdy temperatura powietrza
spada do -10°C. Parametry układu są jednak dobierane na sytuacje
skrajne. Jeśli więc przez noc lub kilka dni będzie -20°C, to pompa i
tak sobie poradzi. Jeszcze nam się nie zdarzyło przy pompach tego
rodzaju, żeby przyszły takie mrozy, że pompa sobie nie poradziła. W
systemie Natea bezpośrednie odparowanie minimalizuje dodatkowo
straty ciepła.
Ważny dobór
Aby pompa ciepła była w stanie bez problemu ogrzać dom, trzeba ją
bardzo starannie dobrać do jego wymiarów i parametrów ocieplenia.
– Dobierając parametry pompy, bierzemy pod uwagę nie tylko projekt
– tłumaczy Mariusz Napierała. – Przeprowadzamy również weryfikację
gotowego budynku. Jedziemy na budowę, robimy pomiary, rozmawiamy z klientem, patrzymy, jakimi materiałami i o jakiej grubości dociepla
budynek. Można nawet użyć dobrych materiałów, ale jeśli nie robią
tego fachowcy, to pojawią się duże mostki termiczne. Przy ogrzewaniu
ciepłem ziemi trzeba uszczelniać dom wyjątkowo starannie, bo mostki
cieplne będą się mściły. Po pierwsze dlatego, że pompa jest dokładnie
dobierana, po drugie dlatego, że to niskotemperaturowe źródło ciepła i
nadmiaru ciepła praktycznie nie ma. Jeśli straty będą duże, system może być nieopłacalny – koszty jego utrzymania mogą być porównywalne
do innych źródeł ciepła. Poza tym zawsze nieco „przewymiarowujemy”
urządzenie, czyli montujemy kolektory, pompę i ogrzewanie podłogowe
nieco bardziej wydajne, niż wynika to z potrzeb danego budynku –
właśnie po to, by poradziły sobie również w surowszych warunkach. Tu
zapotrzebowanie całego domu o powierzchni 130 m2 na energię cieplną wynosi 6,75 kW, a pompa ma moc 7,15 kW. Dlatego nasze pompy
nie mają żadnych grzałek elektrycznych – zapas mocy zawsze jest dostatecznie duży. Gdyby została dobrana zbyt mała pompa, to kolektor
szybko wychłodziłby grunt – a jego regeneracja trochę trwa. Niektórzy
dają nieco za małą pompę i od razu zakładają, że będzie dogrzewanie
grzałkami, ale to zwiększa rachunki za prąd.
REKLAMA
7
szafka z rozdzielaczem
ogrzewania
podłogowego
7 instalacja Ogrzewania podłogowego przed zalaniem
betonem. Srebrna folia chroni znajdujący się pod nią styropian przed
nasiąkaniem wodą z wylewki i odbija promieniowanie cieplne
8
8 gotowa podłoga przykryta marmurowymi płytami. Materiał ten
sam w sobie akumuluje ciepło – w domu panuje komfortowa temperatura
nawet wtedy, gdy ogrzewanie podłogowe przez 1-2 dni nie pracuje
hewalex
5/2012 Własny Dom
77
Z PRAKTYKI ogrzewanie
Jak przebiega instalacja?
9
9 Kominek pełni funkcję wyłącznie dekoracyjną - nie jest
podłączony do instalacji c.o ani c.w.u. Anemostaty wydmuchują ciepło
tylko w salonie. Inwestorzy korzystają z kominka sporadycznie
10 ułożenie kolektora poziomego wymaga rozkopania powierzchni
działki przy pomocy koparki. Również przy układaniu kolektora wymagana
jest precyzja, aby pompa miała deklarowaną moc grzewczą
10
Instalacja układu grzewczego przebiega już podczas budowy domu,
w dwóch etapach.
W I fazie w ziemi zakopywany jest kolektor gruntowy. Prace te odbywają się przy użyciu koparki – należy uważnie kontrolować pracę je
operatora, aby poprawnie wykonał wykop, a zasypując go potem nie
uszkodził kolektora.
– Wykonanie kolektora zajęło około tygodnia, w tym samo kopanie 2
dni (jeden dzień kopanie i jeden zasypywanie) – opowiada pan Jan.
Prace bardzo ułatwiało i przyspieszało to, że można było składować
urobek tuż obok wykopu, a działka jest długa i szeroka.
– Koszty wykopu są różne – wyjaśnia Mariusz Napierała. Zależy to
od kształtu działki, możliwości jeżdżenia po niej koparką i odkładania
urobku, wielkości kolektora czy typu koparki. Tutaj wyszło 1500 zł.
Jeśli tylko jest to możliwe, w tym samym czasie wewnątrz budynku
układane jest ogrzewanie podłogowe – można od razu wylać jastrychy.
II faza to podłączenie centrali pompy ciepła w pomieszczeniu technicznym wewnątrz domu.
– Pompa ciepła nie wymaga dużego pomieszczenia technicznego
– tłumaczy inwestor. – Można ją też zamontować w nieogrzewanym
garażu – tylko zasobnik musi być w ogrzewanym pomieszczeniu.
KOSZT!
Wydatki obejmujące wszystkich instalacji (obu pomp, obu kolektorów
oraz ogrzewania podłogowego) i ich zamontowania (ze wszystkimi
pracami) zamknęły się w 43.000 zł. Zdaniem inwestorów i eksperta
inwestycja ma się zwrócić po ok. 5 latach. Miesięczne rachunki za
ogrzanie domu to ok. 200 zł w zależności od miesiąca. Ogrzanie samej c.w.u to ok. 50 zł miesięcznie.
fot. Sofath
zabezpieczenie podłogi
11 po ułożeniu kolektora i zasypaniu go na przykrywającej go
cienkiej warstwie ziemi można posadzić trawę i kwiaty. Nie wolno tam
jednak stawiać żadnych zabudowań ani sadzić drzew
fot. Sofath
katalog.wlasnydom.pl
OKIEM REDAKTORA
Marek Misiak
Opłaca się iść
z duchem czasu
11
szukasz
pompy
ciepła?
78
Własny
Dom 5/2012
Ile trzeba zapłacić?
Inwestorzy postanowili wykorzystać
rozmiary działki i zainstalować kolektor poziomy, który zajmuje mniejszą powierzchnię niż w
innych technologiach. Zdecydowali się też na pompę ciepła
wyjątkowo nowoczesnego typu – a właściwie dwie pompy,
w dodatku niewyposażone w rezerwowe grzałki. Wykazali
się więc nie tak częstym wśród polskich inwestorów zaufaniem do nowych technologii grzewczych. Dali sobie tym
samym szansę na długofalowe oszczędności i odczuwalny
komfort cieplny w domu. Opłaca się iść z duchem czasu!
Download

dwie pompy