Przewodnik inwestora – powietrzna pompa ciepła w połączeniu z grzejnikami

Modernizacja instalacji c.o. Korzyści z zastosowania powietrznej pompy ciepła w połączeniu z grzejnikami. Roczne oszczędności i porównanie kosztów użytkowania z innymi systemami ogrzewania. Wszystko to w wywiadzie, który „Ekspert Ogrzewnictwa” przeprowadził z Krajowym Doradcą ds. Pomp Ciepła Galmet – Pawłem Kurkiem. Sprawdź, ile możesz zyskać wybierając rozwiązania OZE.

Ekspert Ogrzewnictwa: W poprzednich wydaniach Eksperta Ogrzewnictwa omówiliśmy na podstawie konkretnych przykładów i obliczeń, jakie oszczędności możemy uzyskać w eksploatacji systemu grzewczego Galmet opartego na gruntowej pompie ciepła Maxima w połączeniu z ogrzewaniem podłogowym i grzejnikowym oraz układu z pompą ciepła powietrze-woda Airmax² w połączeniu z niskotemperaturową instalacją podłogową. Dla zobrazowania realnych korzyści w wyliczeniach konfrontujemy nowoczesne urządzenia, wykorzystujące odnawialne źródła energii, z tradycyjnymi źródłami ogrzewania.

W szóstej części naszego poradnika dla inwestorów planujących wykonanie nowej lub modernizację istniejącej instalacji grzewczej przyjrzymy się systemowi grzewczemu, w którym głównym źródłem jest powietrzna pompa ciepła Airmax², zasilająca klasyczną instalację grzejnikową.

Paweł Kurek (krajowy doradca ds. pomp ciepła Galmet): To bardzo popularne rozwiązanie, szczególnie atrakcyjne w modernizowanych budynkach. Często nie ma w nich możliwości zastosowania ogrzewania podłogowego, a właściciel chciałby wykorzystać możliwości nowoczesnego urządzenia zasilanego OZE, jakim jest powietrzna pompa.

Zacznijmy od przypomnienia założeń projektowych i parametrów, charakterystycznych dla naszego wzorcowego budynku, w którym testujemy wszystkie nasze układy grzewcze.

Parametry instalacji i założenia projektowe są identyczne dla każdej omawianej w kolejnych poradnikach instalacji co pozwala na łatwe porównanie wyników i korzyści z użytkowania poszczególnych rozwiązań. Dla ułatwienia wszystkie założenia podajemy w tabeli (Tab. 1).

Tab. 1 - Założenia projektowe i parametry przyjęte w obliczeniach

A jakie urządzenia wchodzą tym razem w skład naszego systemu grzewczego?

Do wyliczeń przyjęliśmy następujący wariant instalacji:

• Airmax² 12 GT – pompa ciepła powietrze-woda w klasie energetycznej A++, nominalnej mocy grzewczej 11 kWi COP na poziomie 4,72 (przy A7W35, zgodnie z normą EN 14511);
• Zbiornik SGW(S) Maxi 300 Galmet – ekonomiczny wymiennik c.w.u. o poj. nominalnej 300 l przeznaczony do pomp ciepła
• Instalacja grzewcza wypełniona wodą, więc konieczne jest zastosowanie pośredniczącego wymiennika;
• Bufor c.o. SG(B) 400 o powiększonej wężownicy spiralnej przeznaczony do pomp ciepła - zbiornik pełniący w instalacji funkcję wymiennika pośredniczącego. Bufor ten zawiera wężownicę o dużej powierzchni, która pełni rolę wymiennika glikol/woda. Przy zastosowaniu instalacji grzejnikowej zaleca się stosowanie bufora w układzie z pompą ciepła, ze względu na niską bezwładność cieplną grzejników (brak bufora powodowałby częste załączenia pompy ciepła, co wpływałoby na szybsze jej zużycie).

W tym układzie instalacja będzie wypełniona dwoma różnymi czynnikami.

Pompa ciepła Airmax² instalowana jest na zewnątrz budynku zatem obecność wody grzewczej w instalacji po stronie zewnętrznej mogłaby w przypadku jej zamarznięcia doprowadzić do uszkodzenia instalacji lub/i urządzenia. Z tego powodu w części instalacji łączącej pompę ciepła z instalacją wewnątrz budynku stosowany jest czynnik, który nie zamarznie. Czynnikiem tym jest glikol, dla którego temperatura krzepnięcia wynosi co najmniej -30°C. Glikolem można wypełnić jednak również całą instalację wewnętrzną, w tym grzejniki.

W sytuacji, gdy instalacja grzewcza wewnątrz budynku zostanie wypełniona wodą, zachodzi konieczność zastosowania wymiennika pośredniczącego, który zapewni przekazanie energii cieplnej na styku glikol - woda. Wymiennikiem pośredniczącym może być wymiennik płytowy - tu odpowiedni będzie model SWEP 60.

Można zastosować również bufor c.o. z wężownicą o powiększonej powierzchni wymiany ciepła, łączący w sobie funkcję bufora i wymiennika: SG(B) 400 (nr kat. 71-404100N) – nowość w ofercie Galmet.

Rys. 1 - Zbiornik buforowy SG(B) 400 z maksymalnie dużą wężownicą spiralną

Rys. 1 - Zastosowanie wymiennika pośredniczącego w postaci zbiornika buforowego

Nawet z wymiennikiem pośredniczącym pomiędzy pompą ciepła powietrze-woda, a grzejnikami instalacja i tak jest prostsza niż w przypadku układu z gruntową pompą ciepła wewnątrz budynku.

W systemie z powietrzną pompą ciepła nie zachodzi konieczność wykonania dolnego źródła, tak jak w przypadku gruntowych pomp ciepła. Dolne źródło dla pompy ciepła powietrze-woda to powietrze atmosferyczne. Żeby pompa mogła z niego odpowiednio korzystać należy jedynie odpowiednio ustawić urządzenie przy budynku, pamiętając o zachowaniu odpowiednich odległości od otaczających elementów.

Rys. 2 - Wymagane odległości montażowe pompy ciepła Airmax² 6-15 GT (widok z góry)

W przypadku modelu Airmax² 12GT odległość minimalna od ściany wynosi 40 cm. Powietrze wyrzucane jest z wentylatora pompy ciepła do przodu, więc zaleca się zachowanie odpowiedniej odległości z przodu urządzenia. Optymalne umieszczenie urządzenia względem kierunków świata zależne jest od funkcji pompy ciepła. Odpowiednie ustawienie ma na celu uzyskanie jak najbardziej korzystnych temperatur powietrza, zwłaszcza unikanie ryzyka zbyt wysokich temperatur w okresie letnim. Problem można niwelować stosując zacienienie czy zadaszenie.

Jakie jeszcze założenia przyjmujemy dla naszej instalacji grzewczej?

Podstawowe znaczenie ma łączne zapotrzebowanie cieplne na cele c.o. i c.w.u. które ma zapewnić źródło ciepła. Szacowane wartości dla naszego budynku wzorcowego podajemy w tabeli (Tab. 2).

Tab. 2 - Łączne zapotrzebowanie cieplne na cele c.o. i c.w.u. w budynku

Zwróćmy uwagę, że mimo zastosowania powietrznej pompy ciepła wg symulacji nie zachodzi konieczność dogrzewania dodatkowym źródłem np. w postaci grzałki elektrycznej. Aspekt ten jest uzależniony od przyjętej w doborze temperatury biwalencyjnej oraz temperatur panujących w danej lokalizacji. W analizowanym doborze budynek zlokalizowany jest w II strefie klimatycznej, a dokładnie we Wrocławiu.

W ciągu roku łączna ilość energii cieplnej potrzebnej w tym budynku wyniesie zatem 12 256 kWh.

Do wyprodukowania niezbędnej ilości energii cieplnej, czyli 12 256 kWh pompa ciepła Airmax² 12GT pobierze następującą ilość energii elektrycznej:

• do ogrzania budynku: 2 578 kWh/rok,
• do przygotowania c.w.u.: 1 032 kWh/rok.

Łączny koszt takiego ogrzewania otrzymamy mnożąc obliczoną zużywaną ilość energii elektrycznej przez cenę 0,6 zł/kWh.

Roczne koszty energii elektrycznej wyniosą zatem 2 166 zł brutto.

To bardzo efektywne rozwiązanie. Należy zwrócić uwagę, że sumaryczny czas pracy pompy ciepła dla ogrzewania budynku to tylko 1 047 godzin w roku, a czas pracy na potrzeby przygotowania ciepłej wody to zaledwie 347 godzin w roku.

Porównajmy to rozwiązanie do innych źródeł ciepła.

Porównanie kosztów ogrzewania dla różnych sposobów zasilania instalacji grzewczej pokazujemy na wykresie nr 1.

Wykres 1 - Porównanie kosztów ogrzewania (w zależności od przyjętych cen nośników energii) dla różnych sposobów zasilania instalacji grzewczej

Pompa ciepła wypada ewidentnie najlepiej.

Wyraźnie widać, że w przypadku wykorzystania powietrznej pompy ciepła do ogrzewania domu koszty eksploatacyjne są najniższe. Wyniki obliczeń potwierdzają, że system z pompą ciepła Airmax² (c.o. i c.w.u.), w stosunku do konwencjonalnych źródeł zasilania budynku w energię cieplną, jest zdecydowanie najtańszy w użytkowaniu. Jest też rozwiązaniem bezobsługowym.

A jak to wygląda w porównaniu do systemu z gruntową pompą ciepła?

Analizując dane, które uzyskaliśmy w układach opisanych w poprzednich wydaniach Eksperta Ogrzewnictwa można stwierdzić, że rozwiązaniem jeszcze tańszym w eksploatacji jest pompa gruntowa, która stanowi najtańsze źródło ogrzewania, jednak wiąże się z wyższym kosztem inwestycyjnym. W każdym indywidualnym przypadku należy jednak przeanalizować sytuację i wybrać optymalne rozwiązanie pod kątem inwestycyjnym i eksploatacyjnym.

Nie ma też dużej różnicy kosztów eksploatacji systemu z ogrzewaniem podłogowym, a tym z tradycyjnymi grzejnikami...

Ogrzewanie grzejnikowe wymaga wyższych temperatur zasilania w stosunku do podłogowego, co skutkuje nieco niższym sezonowym współczynnikiem efektywności pompy ciepła. Występuje zależność: im wyższa temperatura górnego źródła w pompie ciepła (instalacji wewnątrz budynku), tym niższa efektywność pracy, stąd najlepszym dla pompy ciepła systemem ogrzewania jest ogrzewanie podłogowe (niskotemperaturowe). Różnice w kosztach eksploatacyjnych między systemem nisko-, a wysokotemperaturowym nie są jednak duże. Dla systemu grzejnikowego uzyskaliśmy w teście koszty roczne na poziomie 2 166 zł, natomiast w poprzednim wydaniu poradnika, gdzie analizowana była analogiczna instalacja z ogrzewaniem podłogowym, uzyskaliśmy wartość 1 859 zł.

Różnica wynosi zaledwie 307 zł.

Zatem inwestor, który zdecyduje się na budowę domu i zastosowanie grzejników lub modernizację istniejącej instalacji bez problemu może zastosować również pompę ciepła, gdyż jest to bardzo efektywne i tanie w eksploatacji rozwiązanie. Należy tu też wspomnieć o wyjątkowym komforcie użytkowania tego ekologicznego rozwiązania. Pełną kontrolę nad pompą ciepła Airmax² zapewnia nam nie tylko specjalny serwis www, ale także intuicyjna aplikacja. Warto też pamiętać, że cała wytwarzana przez omawianą pompę ciepła energia cieplna pochodzi ze źródeł odnawialnych co pozytywnie wpływa na środowisko, w którym żyjemy.

Każdy inwestor może liczyć na bezpłatną pomoc ekspertów Waszego Centrum w odpowiednim zaplanowaniu inwestycji?

Tak. Klienci zawsze mogą liczyć na pomoc specjalistów Krajowego Centrum Doradztwa Techniki Grzewczej w doborze, konfiguracji i dopasowaniu urządzeń grzewczych do konkretnego budynku, wybranego systemu i istniejącej infrastruktury. Zawsze staramy się przedstawić komplet informacji, które mogą być pomocne klientom. Pomagamy nie tylko wybrać, skonfigurować i określić koszty eksploatacji systemu, ale również znaleźć autoryzowanego instalatora, a nawet źródła finansowania i dofinansowania inwestycji, np. w ramach samorządowych i wojewódzkich programów dotacyjnych. Pompy ciepła Airmax² objęte są również ogólnopolskim programem dotacji „Czyste Powietrze”. W ramach programu dotowany jest m.in. zakup i montaż pompy ciepła typu Airmax² 6 – 30 GT wraz z osprzętem w wysokości do 60% faktycznie poniesionych kosztów.

W przypadku zapytań o dobór pompy ciepła, korzyści z jej użytkowania i potencjalne oszczędności prosimy o kontakt:

mgr inż. Paweł Kurek
Krajowy doradca ds. pomp ciepła
tel. +48 77 403 45 60
pompyciepla@galmet.com.pl