Pompa ciepła do starego domu: jak dobrać urządzenie do instalacji grzejnikowej?

Czego dowiesz się z tego artykułu?

• Kiedy pompa ciepła sprawdzi się w starym domu z instalacją grzejnikową.
• Dlaczego przy modernizacji kluczowa jest temperatura zasilania grzejników.
• Kiedy warto wybrać wysokotemperaturową pompę ciepła do 75°C.
• Jak dobrać moc urządzenia do strat ciepła budynku i warunków zimowych.
• Jakie znaczenie ma technologia inwerterowa w modernizowanych instalacjach.
• Na jakie ograniczenia montażowe i techniczne trzeba zwrócić uwagę przed inwestycją.

DEFINICJA

Pompa ciepła do starego domu to ekologiczne źródło ciepła instalowane w modernizowanych budynkach (najczęściej jako zamiennik dotychczasowego kotła), które współpracuje z istniejącą instalacją grzewczą – np. grzejnikami żeliwnymi lub płytowymi. Jej zadaniem jest efektywne ogrzewanie pomieszczeń oraz, zależnie od konfiguracji, przygotowanie ciepłej wody użytkowej (c.w.u.).

W ofercie STIEBEL ELTRON pompy ciepła do modernizacji obejmują zaawansowane rozwiązania, które dzięki zdolności do osiągania wysokich temperatur zasilania idealnie sprawdzają się w połączeniu z tradycyjnymi grzejnikami.

ZASADA DZIAŁANIA

1. Ustalamy, czy budynek i instalacja wymagają wysokiej temperatury zasilania

• W starym budownictwie kluczowym czynnikiem jest to, jak ciepłej wody potrzebują obecne kaloryfery podczas mrozów,aby utrzymać komfort termiczny w pomieszczeniach.
• Jeśli istniejąca sieć wymaga znacznie wyższych parametrów niż standardowa podłogówka, optymalnym wyborem staje się wysokotemperaturowa pompa ciepła.

2. Dobieramy rodzinę urządzeń pod kątem modernizacji

• Przy instalacjach grzejnikowych (zwłaszcza z tradycyjnymi grzejnikami żeliwnymi lub płytowymi) wybiera się urządzenia zaprojektowane specjalnie z myślą o termomodernizacji.
• W asortymencie STIEBEL ELTRON dostępne są powietrzne pompy ciepła, które potrafią zasilać instalację wodą o temperaturze aż do 75°C, co pozwala na bezproblemową współpracę ze starszymi systemami.

3. Większość naszych powietrznych urządzeń to monoblokowa pompa ciepła, czyli konstrukcja z hermetycznie zamkniętym układem chłodniczym.

Moc grzewczą dopasowuje się bezpośrednio do strat ciepła budynku oraz skrajnych temperatur zewnętrznych występujących w danym regionie.

• Dla przykładu: flagowy model z naszej oferty, powietrzna pompa ciepła HPA-O 13 Premium, charakteryzuje się następującymi parametrami dla standardowych punktów pracy:

A2/W35 (temperatura powietrza 2°C / temperatura zasilania 35°C): 8,33 kW A-7/W35 (temperatura powietrza -7°C / temperatura zasilania 35°C): 12,86 kW Szeroki zakres pracy dolnego źródła wynosi w tym przypadku od -20°C do +40°C. Powyższe dane pozwalają wstępnie ocenić, czy dane urządzenie odpowiada potrzebom budynku. Pamiętaj jednak, że ostateczny dobór zawsze opiera się na rzeczywistych wymaganiach instalacji (w tym na docelowej temperaturze zasilania).

1. Weryfikujemy sposób regulacji mocy i dopasowanie do zmiennego obciążenia

• W modernizowanych domach zapotrzebowanie na ciepło zmienia się dynamicznie w zależności od pogody. Dlatego tak ważna jest elastyczność źródła. W większości systemów STIEBEL ELTRON stosujemy zaawansowaną technologię inwerterową, która pozwala na płynną i ekonomiczną regulację mocy grzewczej.

2. Sprawdzamy ograniczenia montażowe i formalne

Przy wyborze modeli powietrznych kluczowe jest zaplanowanie odpowiedniego miejsca na jednostkę zewnętrzną.

3. Większość naszych powietrznych pomp ciepła to konstrukcje typu monoblok.

Posiadają one hermetycznie zamknięty fabrycznie układ chłodniczy, co znacznie upraszcza i przyspiesza proces montażu po stronie instalatora.

ZASTOSOWANIE

Inwestycja w pompę ciepła współpracującą z tradycyjnymi grzejnikami w starym domu jest w pełni uzasadniona, gdy:

• planujesz wymianę starego kotła w domu jednorodzinnym, ale chcesz uniknąć kosztownego i uciążliwego remontu związanego z wymianą całej instalacji wewnętrznej;
• w budynku znajdują się grzejniki żeliwne lub płytowe, które do sprawnego działania potrzebują wyższej temperatury zasilania;
• rozważasz montaż efektywnego urządzenia powietrznego (instalowanego na zewnątrz) lub gruntowego, o ile pozwalają na to warunki na działce.

OGRANICZENIA

Pompa ciepła może okazać się nietrafioną inwestycją lub wymagać głębokich zmian w instalacji, gdy:

• Istniejące grzejniki przez większość sezonu wymagają ekstremalnie wysokich temperatur zasilania – w takiej sytuacji standardowe urządzenie sobie nie poradzi; konieczny jest dobór specjalnej pompy wysokotemperaturowej oraz szczegółowa audyt wydajności całej sieci.
• Brak jest technicznych możliwości montażu – dotyczy to sytuacji, gdy na działce nie da się prawidłowo usytuować jednostki zewnętrznej (dla pomp powietrznych) lub przeprowadzić prac ziemnych pod dolne źródło (dla pomp gruntowych). 
• Decyzję opieramy na „poradach z forum internetowego” zamiast na rzetelnych obliczeniach – dobór urządzenia „na oko”, bez dokładnej analizy parametrów pracy instalacji, niesie za sobą ryzyko niedoboru mocy w mroźne dni lub drastycznego spadku efektywności pompy.

Słownik pojęć

A2/W35 (punkt pracy)

Oznaczenie warunków testowych, w których podaje się parametry pompy ciepła: A2 to temperatura powietrza zewnętrznego 2°C, a W35 to temperatura wody grzewczej 35°C. W takich punktach pracy określa się m.in. moc grzewczą i współczynnik COP.

A-7/W35 (punkt pracy)

Oznaczenie warunków testowych, w których podaje się parametry pompy ciepła: A-7 to temperatura powietrza zewnętrznego -7°C, a W35 to temperatura wody grzewczej 35°C. Punkt ten jest często wykorzystywany do porównania pracy urządzeń w warunkach zimowych.

COP (Coefficient of Performance)

Współczynnik wydajności określający stosunek ilości dostarczonego ciepła do zużytej energii elektrycznej w danym punkcie pracy. Wartość COP podaje się zawsze dla określonych warunków, np. A7/W35, ponieważ zmienia się ona wraz z temperaturą źródła i temperaturą zasilania instalacji.

Ciepła woda użytkowa (CWU)

Woda podgrzana do celów bytowych, takich jak kąpiel, prysznic czy zmywanie. W systemach z pompą ciepła CWU może być przygotowywana przez urządzenie pracujące w trybie priorytetu zasobnika lub przez osobną pompę ciepła przeznaczoną wyłącznie do przygotowania CWU.

Dolne źródło ciepła

Środowisko, z którego pompa ciepła pobiera energię (np. powietrze zewnętrzne, grunt lub woda). Parametry dolnego źródła wpływają na osiąganą moc i efektywność oraz na granice stosowania urządzenia w danym klimacie.

Grzejniki żeliwne

Ciężkie, segmentowe grzejniki o dużej pojemności wodnej i znacznej bezwładności cieplnej. W modernizacjach mogą wymagać wyższej temperatury zasilania niż systemy niskotemperaturowe, co należy uwzględnić przy doborze pompy ciepła i nastawach regulacji.

Grzejniki płytowe

Stalowe grzejniki panelowe, których moc zależy m.in. od powierzchni wymiany ciepła oraz parametrów zasilania i powrotu. W instalacjach modernizowanych mogą pracować z umiarkowanie podwyższoną temperaturą zasilania, o ile ich dobór i przepływy zapewniają wymaganą moc w warunkach obliczeniowych.

Modernizacja źródła ciepła

Wymiana istniejącego urządzenia grzewczego (np. kotła) na nowe źródło ciepła, przy zachowaniu części lub całości instalacji odbiorczej. W praktyce obejmuje ocenę zapotrzebowania budynku na ciepło, weryfikację temperatur zasilania i przepływów oraz dopasowanie automatyki i hydrauliki do nowego generatora.

Monoblok

Typ konstrukcji pompy ciepła powietrze–woda, w której cały układ chłodniczy znajduje się w jednostce zewnętrznej. Jednostka jest połączona z budynkiem przewodami wodnymi, a nie chłodniczymi, co upraszcza montaż i ogranicza ingerencję w obieg czynnika chłodniczego.

Moc grzewcza

Ilość ciepła, jaką urządzenie może dostarczyć do instalacji w jednostce czasu, zwykle podawana w kW. Moc zależy od warunków pracy (temperatury dolnego źródła i temperatury zasilania) i jest kluczowym parametrem do pokrycia strat ciepła budynku w warunkach obliczeniowych.

SCOP (Seasonal Coefficient of Performance)

Sezonowy współczynnik efektywności, czyli uśredniona wartość efektywności pompy ciepła w całym sezonie grzewczym. Uwzględnia zmienne warunki pogodowe w danej strefie klimatycznej, dlatego jest bardziej miarodajny do oceny pracy w skali sezonu niż pojedynczy COP z jednego punktu.

Technologia inwerterowa

Rozwiązanie polegające na płynnej regulacji prędkości obrotowej sprężarki, a tym samym mocy grzewczej. W odróżnieniu od urządzeń typu ON/OFF, inwerter dostosowuje wydajność do aktualnego zapotrzebowania budynku, ograniczając liczbę cykli włączania i wyłączania.

Temperatura zasilania

Temperatura wody grzewczej na wyjściu ze źródła ciepła do instalacji (np. do grzejników). Jej wymagana wartość zależy od typu odbiorników, ich powierzchni i warunków zewnętrznych; w modernizacjach jest jednym z kluczowych kryteriów doboru pompy ciepła, szczególnie przy instalacjach grzejnikowych.