Jak dobrać pompę ciepła?
Odpowiedni dobór pompy ciepła pozwala w ekologiczny i oszczędny sposób zapewnić komfort cieplny w każdych warunkach pogodowych. Właściwy dobór mocy urządzenia nie jest prosty, ponieważ wymaga uwzględniania wielu czynników jak np. dokładne określenie zapotrzebowania budynku na ciepło. Najlepszym rozwiązaniem jest zlecenie tego zadania specjalistom, którzy przeanalizują wszystkie czynniki. Jednak warto wiedzieć, na jakie parametry zwrócić uwagę wybierając moc pompy ciepła. W tym artykule przedstawimy kilka wskazówek, które pomogą Ci w doborze odpowiedniej pompy ciepła dla Twojego budynku.
Rodzaje pomp ciepła – wybierz odpowiednią dla siebie
Istnieją trzy podstawowe rodzaje pomp ciepła: powietrzne, gruntowe oraz wodne. Każdy rodzaj pompy ciepła ma swoje wady i zalety. Pompy powietrzne są zazwyczaj najtańsze i najłatwiejsze w instalacji, ale ich wydajność zależy od temperatury otoczenia. Pompy gruntowe są bardziej wydajne, ale wymagają większej ilości miejsca do instalacji. Pompy wodne są najbardziej wydajne, ale wymagają dostępu do wody, co może być problematyczne w niektórych przypadkach. Wybór rodzaju pompy zależy od indywidualnych potrzeb i warunków na danym terenie.
Zapotrzebowanie na moc cieplną budynku – dobór urządzenia
Pierwszorzędna kwestią podczas doboru pompy ciepła, jest zapewnienie komfortu cieplnego budynku. Zapotrzebowanie jednostkowe wylicza się, bazując na odpowiednim wzorze matematycznym. Pod uwagę bierze się między innymi straty ciepła, do których dochodzi na skutek jego przenikania przez takie elementy konstrukcyjne budynku, jak podłogi i ściany. Tryb pracy pompy ciepła wybierany jest tak, aby koszty eksploatacyjne były jak najbardziej optymalne przy jednoczesnych jak najniższych kosztach inwestycyjnych.
Zamieszczony wykres przedstawia zależność temperatury zewnętrznej oraz zapotrzebowania na moc cieplną budynku w kW w trakcie sezonu grzewczego. Dobierając pompę ciepła do budynku konieczne jest spełnienie wymagania dotyczącego mocy źródła ciepła. Do obowiązków projektanta należy zweryfikowanie czy przy konkretnej temperaturze zewnętrznej, moc pompy ciepła powiększona o moc dostępnego źródła szczytowego pokrywa zapotrzebowanie projektowe w budynku dla konkretnej temperatury wody kotłowej, której wymaga instalacja.
Drugą, równie istotną kwestią jest punkt biwalencji, który jest niczym innym jak punktem przecięcia krzywej wydajności mocy pompy ciepła z krzywą zapotrzebowania budynku na ciepło. Punkt biwalencji oznacza temperaturę, w której do pracy pompy ciepła dołączy się źródło szczytowe, grzałka elektryczna pracuje równolegle z pompą ciepła.
Strefa klimatyczna a dobór pomp ciepła
Polska podzielona jest na 5 stref klimatycznych. Są one zróżnicowane. Normatywna obliczeniowa temperatura zewnętrzna w pierwszej strefie wynosi -16°C, a w piątej -24°C. Dla każdej z stref klimatycznych został określony przedział wartości temperatur dla punktu biwalentnego. Dlatego w zależności od tego, w której strefie klimatycznej jest zlokalizowany budynek, do obliczeń przyjmowane są inne temperatury zewnętrzne.
I strefa klimatyczna – zapotrzebowanie na moc cieplną budynku w kW
Na podstawie budynku znajdującego się w Gdańsku, poniżej przedstawiona została analiza zapotrzebowania na ciepło. W analizie wykorzystany zostanie budynek jednorodzinny, o powierzchni około 180 m2, zaprojektowany w Gdańsk, więc w pierwszej strefie klimatycznej. Obliczenia prowadzone podczas doboru pompy ciepła wykazały, że w warunkach projektowych, czyli dla temperatury -16 st. C, zapotrzebowanie budynku na moc wyniesie 8 kW.
Przy temperaturze zewnętrznej na poziomie -16 st. C, więc najniższej temperaturze w sezonie grzewczym dla I strefy klimatycznej, dla instalacji grzejnikowej, w której temperatura wody kotłowej wynosi 55 st. C, moc pompy ciepła wynosi 5,5 kW. Zapotrzebowanie to 8 kW, a więc minimalna wymagana moc źródła szczytowego to 2,5 kW. To oznacza, że gdyby urządzenie o takiej charakterystyce, wyposażone w grzałkę o mocy 3 kW zostało dobrane do budynku, to bez żadnych dodatkowych elementów, byłoby w stanie pokryć zapotrzebowanie na moc. Jednocześnie temperatura biwalencji na poziomie -10 st. C przekładałaby się na wyjątkowo niskie użycie grzałki elektrycznej, a więc koszty eksploatacyjne wynikające z użycia grzałki byłyby wręcz pomijalne.
Wydajność pompy ciepła – wskaźnik COP
Kolejnym ważnym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę, jest efektywność energetyczna pompy ciepła. COP wyraża wyraża stosunek ilości ciepła dostarczanego przez pompę do ilości energii, zużywanej do jej zasilania. Im wyższy wskaźnik COP (Coefficient of Performance), tym bardziej wydajna jest pompa ciepła. Warto zwrócić uwagę na to, że pompy ciepła o niższej mocy mogą mieć wyższy COP, co może wpłynąć na całkowite koszty eksploatacji.
Jeśli Twoje zapotrzebowanie na ciepło jest bardzo duże lub potrzebujesz pompy ciepła do ogrzewania budynków komercyjnych, warto rozważyć instalację systemu wspomagającego. Może on pomóc w uzupełnieniu zapotrzebowania na ciepło, co przekłada się na zmniejszenie kosztów eksploatacji i zwiększenie wydajności pompy ciepła.
Podsumowując, dobór odpowiedniej pompy ciepła to proces skomplikowany, ale bardzo ważny. Warto skonsultować się z ekspertami w dziedzinie pomp ciepła, którzy pomogą dobrać odpowiednie rozwiązanie dla Twojego budynku. Dzięki precyzyjnie dopasowanej do swoich potrzeb pompie ciepła możesz cieszyć się komfortowym ogrzewaniem i znacznie zmniejszyć koszty eksploatacji w porównaniu do tradycyjnych systemów grzewczych.
