10 najczęstszych błędów przy zastosowaniu pompy ciepła

Ile błędów statystycznie popełnia się przy doborze i montażu pomp ciepła?

Wpływ błędów na funkcjonowanie i efektywność pompy ciepła

Podstawowe zalecenia dla doboru i montażu pompy ciepła

Wydanie 1/2014

21.07.2014

www.eko-blog.pl www.vaillant.pl

2

Im prostsza instalacja…

Rynek pomp ciepła w Szwajcarii jest jednym z wiodących w Europie, rocznie

instalowanych jest tam około 20.000 tego typu urządzeń. Liczba reklamacji

wynosi przy tym około 0,3÷0,5%, podczas gdy kilka lat wcześniej około 1,5%.

W opracowaniu „Je einfacher die Anlage, desto höher die Arbeitszahl” (można

tłumaczyć jako „Im prostsza instalacja, tym wyższy współczynnik efektywności

SCOP (JAZ)”), znajduje się wykaz 10 głównych błędów popełnianych przy

doborze i montażu pomp ciepła.

Autorem zestawienia jest Peter Hubacher,

szef zrzeszenia pomp ciepła w Szwajcarii

FWS, a przy tym wieloletni praktyk

nazywany „doktorem od pomp ciepła”.

Warto przytoczyć więc treść opracowania,

aby mieć na uwadze 10 istotnych

czynników prawidłowego doboru i montażu

układów z pompami ciepła.

3

1. Przewymiarowana pompa obiegowa

po stronie pierwotnej (solanki)

1 Przewymiarowana pompa obiegu solanki – zbyt duże natężenie przepływu

solanki w dolnym źródle ciepła (w sondach pionowych lub kolektorze gruntowym)

Optymalna różnica temperatury w obiegu solanki

powinna wynosić 4÷5 K. Zbyt mała wynika ze zbędnego

zwiększenia natężenia przepływu solanki, co powoduje

wzrost zużycia energii elektrycznej nawet o 15÷20%

przez pompę obiegu solanki i tym samym obniżenie

efektywności pracy pompy ciepła.

Zbyt duża różnica temperatury z kolei nie zapewnia

odbioru wymaganej ilości ciepła z dolnego źródła ciepła.

SKUTEK: obniżenie różnicy temperatury pomiędzy zasilaniem, a powrotem solanki do 1,5÷2,5 K (np. na wyjściu z sond +4oC, a na powrocie do nich +2,5oC)

4

2. Niewystarczający rozmiar dolnego źródła

ciepła w stosunku do mocy chłodniczej

2 Zbyt krótkie sondy gruntowe w stosunku do wymaganej mocy chłodniczej

Przy korzystnym

doborze sond gruntowych

temperatura solanki

w sezonie grzewczym nie

jest niższa od 4÷6 oC.

SKUTEK: obniżenie temperatury solanki zasilającej pompę ciepła, a przez to spadek współczynnika efektywności COP (i średniorocznego SCOP)

-10 -5 0 5 10

5,0

4,5

4,0

3,5

3,0

Temperatura zasilania z sondy, oC W

sp

ółc

zyn

nik

, C

OP

Wówczas współczynnik COP może osiągać wartość około

4,5÷4,8 (dla temperatury po stronie grzewczej 35 oC).

Jeżeli temperatura zasilania z sond gruntowych obniży się

do 0 oC, to współczynnik efektywności COP będzie na

niższym poziomie – około 4,3. Sprawność pracy pompy

ciepła obniży się więc o około 10÷15%. Na temperatury

robocze sond gruntowych wpływa m.in. ich długość.

5

Maksymalny poziom

głośności w miejscach

zamieszkanych: nie więcej

niż 50 dB(A) w dzień oraz

35 dB(A) w nocy.

3. Zagrożenie przenoszeniem hałasu

3 Nieodpowiednia zabudowa pompy ciepła typu powietrze/woda

Minimalna odległość zabudowy pompy ciepła jest

zależna od jej głośności emitowanej u źródła, np. dla

Vaillant geoTHERM VWL 82/3 S głośność (maksymalna)

61 dB(A) obniża się do 35 dB(A) po 8 metrach.

SKUTEK: poziom głośności pracy pompy ciepła powyżej dopuszczalnego, dyskomfort mieszkańców, szczególnie w budynkach sąsiednich

min. 8 m

61 dB(A) 35 dB(A)

6

4. Niewystarczająca ilość powietrza

dostarczanego do pompy ciepła

4 Za mała powierzchnia otworów wentylacyjnych lub okien przy zabudowie

w pomieszczeniu pompy ciepła typu powietrze/woda

Pompy ciepła małej mocy typu powietrze/woda służące

do podgrzewu wody użytkowej, cechują się małą mocą

grzewczą rzędu 1,5 kW. W ich przypadku ryzyko deficytu

powietrza jest niewielkie, a producenci zalecają zwykle

minimalną kubaturę pomieszczenia na poziomie 20 m3.

SKUTEK: wzmożony hałas – szum powietrza przepływającego przez nieszczelności budynku

Pompy ciepła większej mocy wymagają większej ilości powietrza, stąd producenci zalecają

najczęściej ich podłączenie do kanałów powietrznych niezależnie od powietrza

w pomieszczeniu. Należy przestrzegać wymagań producentów dla warunków zabudowy

pompy ciepła i wentylacji pomieszczenia, aby nie doprowadzać do powstawania

podciśnienia i zasysania powietrza z pomieszczeń mieszkalnych domu, co m.in. powoduje

wzrost uciążliwego hałasu.

7

5. Niestabilna praca pompy ciepła wskutek

obniżania natężenia przepływu wody grzewczej

5 Rozdział ciepła z indywidualnym sterowaniem w pomieszczeniach

przy braku lub błędnej nastawie zaworu różnicowo-upustowego.

SKUTEK: obniżenie natężenia przepływu wody grzewczej przez pompę ciepła i zmniejsza współczynnik COP (zmniejszenie przepływu o 70% COP niższy o ok. 20%)

Pompa ciepła dla prawidłowego funkcjonowania obiegu

chłodniczego wymaga zapewnienia minimalnego

natężenia przepływu po stronie odbioru ciepła. Przepływ

wody grzewczej może być znacznie obniżany, gdy

poszczególne odbiorniki (grzejniki, pętle ogrzewania

podłogowego) zmniejszą odbiór ciepła. Zachodzi wówczas ryzyko gwałtownego wzrostu

ciśnienia w obiegu chłodniczym i awaryjnego wyłączenia urządzenia z pracy. W tego

rodzaju systemach grzewczych należy więc instalować przede wszystkim zawory

różnicowo- upustowe, które przy wzroście oporów przepływu w instalacji ogrzewania,

zawrócą część wody grzewczej do pompy ciepła, zapewniając jednocześnie minimalne

natężenie przepływu i łagodne – opóźnione w czasie wyłączenie pompy ciepła.

8

6. Zbyt mała powierzchnia wymiany ciepła

m.in. dla wężownic podgrzewaczy wody

6 Zbyt mała powierzchnia wężownicy w podgrzewaczu pojemnościowym.

SKUTEK: niedostateczny odbiór ciepła przez wodę użytkową, w efekcie wzrost temperatury i ciśnienia w obiegu chłodniczym alarm wysokiego ciśnienia

Wężownica w podgrzewaczu

pojemnościowym powinna posiadać

powierzchnię dostosowaną do mocy

grzewczej pompy ciepła. Zalecany jest

wskaźnik rzędu 0,3÷0,4 m2 na 1 kW.

Przykład podgrzewacza specjalnie przystosowanego do współpracy

z pompą ciepła Vaillant geoSTOR VIH RW 300 litrów, którego

wężownica ma powierzchnię 2,9 m2, podczas gdy wersja „standardowa”

przewidziana do współpracy z kotłem grzewczym – jedynie 1,6 m2.

2,9 m2

9

7. Niewłaściwy dobór wymaganej mocy

grzewczej pompy ciepła – przewymiarowanie

7 Przewymiarowany układ z pompą ciepła – dobór zbyt dużej mocy cieplnej.

SKUTEK: nieprawidłowe warunki eksploatacji dla pompy ciepła i efekcie tzw. taktowanie pracy sprężarki

Praktyka wskazuje, że bardzo często pompa ciepła

dobierana jest z zawyżoną mocą grzewczą, często jest to

nawet o 30÷35% zawyżona wartość w stosunku do

potrzeb. Wynika to z nieuwzględniania zysków ciepła

budynku (np. nasłonecznienie, ludzie, wyposażenie AGD

itp.) i zakładaniu współczynnik bezpieczeństwa doboru.

Przewymiarowana pompa ciepła może pracować z tzw. taktowaniem, co objawia się

częstym załączaniem sprężarki (nawet kilkadziesiąt razy na dobę) i krótkimi czasami jej

pracy (kilka minut). Wpływa to niekorzystnie na trwałość sprężarki i wzrost zużycia energii

elektrycznej oraz nadmiernie obciążania dolne źródło ciepła (np. sondy pionowe).

10

8. Nieodpowiednia izolacja cieplna

przewodów – dobór i wykonanie

8 Niewłaściwa izolacja cieplna przewodów w pomieszczeniach i piwnicy, itp..

SKUTEK: zwiększenie strat ciepła do otoczenia, wzrost kosztów eksploatacji pompy ciepła

Izolacja rur średnicy do Ø22 mm, powinna wynosić co

najmniej 20 mm, a dla średnicy do Ø35 mm: 30 mm.

Dodatkowo dla pompy ciepła pracującej także w trybie

chłodzenia należy zwrócić większą uwagę na kwestię

wykraplania wilgoci na powierzchni „zimnych” rur.

Izolacja cieplna nie może w takim przypadku być nasiąkliwą i musi szczelnie przylegać

do ścianek rur. Również kwestia dokładności wykonania decyduje o stratach ciepła

z orurowania, które w skali roku mogą być znaczące, szczególnie przy prowadzeniu rur

przez pomieszczenia nieogrzewane.

11

9. Ryzyko przenoszenia drgań w instalacji

ogrzewania i wody użytkowej

9 Za krótkie lub brak elastycznych przewodów przyłączeniowych pompy ciepła

Elastyczne przyłącza ograniczają możliwość

przenoszenia drgań do instalacji grzewczej budynku,

co jest szczególnie istotne w takim urządzenia jak

pompa ciepła zawierająca sprężarkę (źródło drgań).

SKUTEK: zwiększona możliwość przenoszenia drgań z pompy ciepła do instalacji centralnego ogrzewania oraz ciepłej wody użytkowej

Przyłącza elastyczne mogą być zabudowane

fabrycznie wewnątrz pompy ciepła, dzięki

czemu nie wymaga się zachowania

dodatkowego miejsca dla montażu

oddzielnych przyłączy elastycznych. Przyłącza elastyczne pompy Vaillant geoTHERM

12

10. Brak kontroli nad pracą dodatkowych

urządzeń elektrycznych (np. grzałka)

10 Niekontrolowana praca dodatkowego źródła ciepła – w szczególności

grzałki elektrycznej lub elektrycznego podgrzewacza przepływowego

Należy do minimum ograniczyć w nastawach regulatora

pompy ciepła, warunki pracy grzałki lub podgrzewacza

elektrycznego. Należy kontrolować przede wszystkim

w nowej instalacji z pompą ciepła, czasy pracy

dodatkowego źródła ciepła, aby posiadać świadomość

miejsca powstawania dodatkowych kosztów eksploatacji

i móc je w porę ograniczyć.

SKUTEK: wzrost zużycia energii elektrycznej i wzrost kosztów eksploatacyjnych pompy ciepła

13

Podsumowanie

Większa część błędów bierze swój początek

na etapie doboru urządzeń i warunków ich zabudowy

w budynku i w systemie grzewczym…

Należy przestrzegać zaleceń, jakie producenci

zawierają w wytycznych projektowych, instrukcjach

montażu, uruchamiania i konserwacji pomp ciepła.

Chłodzenie

www.eko-blog.pl www.vaillant.pl

Ogrzewanie

Energia odnawialna

Kotły gazowe

Kotły olejowe

Pompy ciepła

Kolektory słoneczne

Systemy wentylacji