O pompie ciepła powietrze-woda, jej doborze i montażu słów kilka

O pompie ciepła powietrze-woda, jej doborze i montażu słów kilka.

Decydując się na ogrzewanie pompą ciepła możemy wybierać między pompą gruntową, pompą woda-woda, a pompą powietrze-woda.

Te różne opcje stawiają też przed nami różne wymagania. W poniższym wpisie skupimy się na najważniejszych zagadnieniach, związanych z instalacją pomp ciepła powietrze-woda typu split.

Pompa składa się z dwu jednostek zewnętrznej wewnętrznej. Pierwszą montujemy na zewnątrz, to właśnie w niej przebiega większość procesów termodynamicznych związanych z transportem ciepła (parowanie czynnika chłodniczego, sprężanie oraz jego rozprężanie). W skład jednostki zewnętrznej wchodzą również:

• Parownik.
• Zawór czterodrogowy umożliwiający odwrócenie obiegu i pracę w trybie chłodzenia.
• Sprężarka spiralna z inwerterem.
• Jednostka zewnętrza zawiera dodatkowo część układu elektroniki czuwającej nad prawidłową pracą pompy ciepła.
• Tym co transportuje czynnik chłodniczy pomiędzy jednostkami są zaizolowane miedziane rury.

Jednostka wewnętrzna.

Jednostka wewnętrzna to w głównej mierze skraplacz, w którym czynnik chłodniczy oddaje transportowane ciepło do wody grzewczej. W trybie chłodzenia to tutaj następuje odparowanie czynnika i schłodzenie wody (wytwarzanie wody lodowej) – a skraplacz stanie się parownikiem. W module wewnętrznym znajduję się także grzałka elektryczna, wspomagająca pracę pompy ciepła w bardzo niskich temperaturach. Choć coraz powszechniejszy staje się układ biwalentny, w którym zamiast grzałki elektrycznej można wykorzystać inne źródło ciepła, np. kocioł na drewno. Jeśli pompa oprócz ogrzewania, podgrzewa również wodę użytkową potrzebny będzie jeszcze dodatkowy zasobnik buforowy. Niektórzy producenci oferują jednostki wewnętrzne z wbudowanym zasobnikiem o pojemnościach od 160 do 300 l. W zależności od aktualnego zapotrzebowania woda grzewcza przechodząca przez zawór 3-drogowy kierowana jest do instalacji grzewczej bądź na wężownicę w zasobniku ciepłej wody.

Moc i pojemność zasobnika.

Dobór mocy pompy i odpowiedniego zasobnika jest bardzo ważny. Moc cieplna podawana jest dla określonej temperatury dolnego źródła (powietrza zewnętrznego), która wynosi 7°C oraz temperatury wody grzewczej na wyjściu z pompy, która wynosi 35°C. Im niższa temperatura, tym mniejsza moc cieplna. Ze względu na niższą temperaturę wody grzewczej instalacją rozprowadzającą ciepło w budynku powinno być:

• Ogrzewanie podłogowe.
• Lub konwektory powietrzne.
• Lub grzejniki niskotemperaturowe.

Im większa różnica między temperaturą wewnętrzną ,a zewnętrzną tym niższy współczynnik efektywności COP. Wzrastają wówczas koszty eksploatacji.

Jeśli wspomożemy grzałkami powietrzne pompy ciepła, to wówczas mogą pracować nawet przy temperaturze powietrza niższej niż -10°C i, co bardzo ważne, osiągają przy tym współczynnik efektywności COP wyższy niż 1.

Jednostki zewnętrzne generują także niewielki poziom hałasu, na najwyższym biegu może to być ok. 50 dB – unikajmy montażu jednostki w pobliżu ścian pomieszczeń, w których mógłby przeszkadzać hałas (sypialnia, pokój gościnny).

Dobierając zasobnik c. w. u pamiętać warto, że zbiornik przy pompie cieplnej nagrzewa się dłużej, a temperatura wody grzewczej jest niższa niż w przypadku takich urządzeń jak kotły na węgiel, kotły olejowe itp.

Dlatego, aby nie narażać użytkowników na nagły brak ciepłej wody, dobrany zasobnik powinien mieć większą pojemność zapewniającą komfort w przypadku nagłego zwiększonego poboru ciepłej wody. W przypadku 4-5 os. rodziny odpowiedni będzie zasobnik o pojemności ok. 300 l.

Jednostka wewnętrzna.

Odwrotnie niż w przypadku pomp wodnych i gruntowych instalacja jednostki cieplnej - dolnego źródła ciepła, nie wymaga prac ziemnych. Najczęściej montuje się je z tyłu budynków na ścianie zewnętrznej lub betonowym podłożu. Odseparujmy jednostkę od silnych podmuchów wiatru i możliwych opadów deszczu. Jednostka usytuowana w niewielkiej odległości od domu może zostać zabudowana np. drewnem, w sposób nie utrudniający zasysanie powietrza przez wentylator, oraz zapewniając dostęp serwisowy. W trybie grzania jednostka zewnętrzna schładza powietrze, stąd na lamelach parownika skrapla się wilgoć – co w temperaturach ujemnych prowadzi do powstania warstwy lodu. Jednostka odmraża się automatycznie, odwracając chwilowo obieg. Prowadzi to do spływania na podłoże dużych ilości wody, która następnie zamarza na podłożu. Stąd zalecane jest wieszanie jednostki nad warstwą luźnego żwiru, obniżoną w stosunku do reszty terenu, w której woda może swobodnie zamarzać. Innym rozwiązaniem jest odprowadzenie wody rurą kanalizacyjną, o średnicy minimum 100 mm – unikniemy w ten sposób gromadzenia się wewnątrz niej lodu. Rura powinna być też wyposażona w kabel grzewczy uniemożliwiający zamarzanie wody wewnątrz. Niekiedy można spotkać instalacje w których woda swobodnie wykrapla się na betonowe podłoże – wówczas pamiętajmy aby zamontować jednostkę na podwieszeniu. Jednostki łączy kabel elektryczny, wraz z dwoma izolowanymi termicznie przewodami. W jednym z nich znajduje się czynnik chłodniczy-w drugim skraplający się czynnik chłodniczy. Jeśli projektujemy rozwiązania pod przyszły dom to warto aby później uniknąć kucia wcześniej przeprowadzić przewody.

Podsumowanie:

Pompa powietrzna która nie może pracować w ujemnej temperaturze, nie nadaje się do tego aby być jedynym urządzeniem grzewczym w domu, ale można ją zastosować do wspomagania pracy kotła w okresach przejściowych oraz do przygotowania c.w.u. Odpowiednie rozplanowanie instalacji splitowej pompy ciepła powietrze-woda pozwoli na uniknięcie dodatkowych przeróbek w gotowym domu, wpłynie także pozytywnie na bezawaryjność i żywotność systemu. W domu, który jest budowany, najlepiej wykonać instalację ogrzewania podłogowego, które zapewni wymaganą moc cieplną przy niskiej temperaturze zasilania. Umożliwi to uzyskanie wysokiej efektywności pompy ciepła. Łatwy montaż, brak potrzeby wykonywania robót ziemnych i efektywny odbiór ciepła sprawia, że pompy wykorzystujące powietrze jako dolne źródło ciepła zyskują coraz większą rzeszę zwolenników.

Opracowanie, redakcja: S.C.

Pogłębiaj swoją wiedzę, czytaj poradniki

Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą redakcji.