Pompa ciepła typu powietrze–woda może ogrzewać budynek i przygotowywać ciepłą wodę użytkową w jednym układzie. Zawór trójdrogowy przełącza przepływ między instalacją centralnego ogrzewania a zasobnikiem CWU, ale wydajność całego systemu zależy także od właściwie dobranego zbiornika z dużą wężownicą.
Jak pompa ciepła łączy CO i CWU?
CO oznacza centralne ogrzewanie, czyli obieg zasilający na przykład ogrzewanie podłogowe lub grzejniki. CWU to ciepła woda użytkowa przeznaczona do kąpieli, mycia i innych codziennych zastosowań. Pompa ciepła powietrze–woda może obsługiwać oba odbiorniki, choć zwykle nie robi tego w tym samym momencie.
Automatyka kieruje ciepło tam, gdzie jest aktualnie potrzebne. Służy do tego zawór trójdrogowy, który działa jak przełącznik. W jednym trybie pompa zasila instalację grzewczą, a w drugim przekazuje energię do wężownicy w zasobniku CWU. Po osiągnięciu ustawionej temperatury wody układ wraca do ogrzewania budynku.
Na jakiej zasadzie działa pompa ciepła?
Powietrzna pompa ciepła odbiera energię z powietrza zewnętrznego i przekazuje ją do instalacji grzewczej. Wykorzystuje obieg chłodniczy podobny do tego stosowanego w lodówkach, ale pracujący w odwrotnym celu. Najważniejsze etapy są następujące:
- Parowanie – czynnik chłodniczy w parowniku pobiera ciepło z powietrza i przechodzi w stan gazowy. Może odparować także przy niskiej temperaturze zewnętrznej, ponieważ jego temperatura wrzenia jest odpowiednio obniżona.
- Sprężanie – sprężarka podnosi ciśnienie gazu, a wraz z nim jego temperaturę. Dzięki temu energia może zostać przekazana do CO albo CWU.
- Skraplanie – w skraplaczu gorący czynnik oddaje ciepło wodzie grzewczej, skrapla się i trafia do zaworu rozprężnego. Po obniżeniu ciśnienia cykl zaczyna się ponownie.
Najwyższą efektywność pompa zwykle osiąga przy niewielkiej różnicy między temperaturą pobieraną z otoczenia a temperaturą zasilania instalacji. Z tego powodu ogrzewanie podłogowe często tworzy korzystniejsze warunki pracy niż tradycyjne grzejniki wymagające wysokiej temperatury.
Pompa tylko do CWU czy system CO+CWU?
Pompa ciepła do CWU jest osobnym urządzeniem przeznaczonym wyłącznie do podgrzewania wody. Najczęściej tworzy zintegrowany zestaw z zasobnikiem i montuje się ją wewnątrz budynku. System CO+CWU jest natomiast pełnym źródłem ciepła dla domu. Zwykle wykorzystuje jednostkę zewnętrzną i może pracować także przy niskich temperaturach powietrza.
| Cecha | Pompa dedykowana CWU | System CO+CWU |
|---|---|---|
| Zastosowanie | Podgrzewanie wyłącznie ciepłej wody użytkowej | Ogrzewanie budynku i przygotowanie CWU |
| Miejsce montażu | Najczęściej wewnątrz, w kotłowni lub pomieszczeniu gospodarczym | Jednostka zewnętrzna oraz elementy instalacji wewnętrznej |
| Zakres temperatur pracy | Zależny od modelu, często ograniczony do dodatnich temperatur lub około –10°C | Dobierany do całorocznego ogrzewania, w tym pracy przy mrozie |
| Współpraca z CO | Nie zasila instalacji centralnego ogrzewania | Obsługuje podłogówkę, grzejniki i zasobnik CWU |
Urządzenie CWU może być rozsądnym rozwiązaniem przy modernizacji samego przygotowania wody, zwłaszcza gdy ogrzewanie domu pozostaje bez zmian. Nie zastąpi jednak pompy przeznaczonej do całorocznego ogrzewania budynku.
Dlaczego zasobnik CWU ma tak duże znaczenie?
Zasobnik CWU magazynuje podgrzaną wodę. Ciepło trafia do niej przez wężownicę, którą przepływa woda grzewcza z pompy. Nie każdy zbiornik przeznaczony do kotła będzie dobrze współpracował z pompą ciepła.
Kocioł gazowy lub stałopalny może dostarczać wodę o znacznie wyższej temperaturze. Pompa ciepła pracuje zwykle z niższymi parametrami, dlatego potrzebuje większej powierzchni wymiany ciepła. Wężownica o zbyt małej powierzchni ogranicza moc przekazywaną do zasobnika, wydłuża czas podgrzewania wody i może wymuszać pracę pompy przy wyższej temperaturze, co pogarsza jej efektywność.
Zasobnik do pompy ciepła powinien mieć wężownicę wyraźnie większą niż typowy zbiornik do kotła. Liczy się nie tylko pojemność zbiornika, lecz także powierzchnia i parametry wymiennika wskazane przez producenta.
W domach jednorodzinnych często stosuje się zasobniki o pojemności około 150–300 litrów, ale właściwy wybór zależy od liczby mieszkańców, zwyczajów kąpielowych i liczby punktów poboru. Duża wanna, deszczownica lub jednoczesne korzystanie z kilku łazienek zwiększają zapotrzebowanie na CWU. Przewymiarowany zbiornik także nie jest dobrym rozwiązaniem, ponieważ powoduje większe straty postojowe i wymaga podgrzewania większej ilości wody.
Na co zwrócić uwagę przy wyborze pompy CO+CWU?
Dobór urządzenia powinien wynikać z parametrów konkretnego budynku i instalacji, a nie tylko z jego powierzchni. Najważniejsze czynniki to:
- Zapotrzebowanie cieplne budynku – moc pompy warto określić na podstawie obliczeń OZC. Zbyt duże urządzenie może częściej taktować, a zbyt małe nie zapewni wymaganej mocy podczas mrozów.
- Temperatura zasilania – podłogówka pracuje zwykle na niższych temperaturach niż grzejniki, co sprzyja wyższemu współczynnikowi COP. Przy istniejących grzejnikach trzeba sprawdzić, czy ich powierzchnia wystarczy po obniżeniu temperatury zasilania.
- Liczba mieszkańców i zużycie wody – te dane wpływają na moc potrzebną do przygotowania CWU oraz pojemność zasobnika.
- Parametry wężownicy – należy sprawdzić jej powierzchnię, dopuszczalną moc oraz wymagany przepływ. Zbiornik z przypadkowo dobraną, małą wężownicą może ograniczyć możliwości całej instalacji.
- Możliwość współpracy z fotowoltaiką – sterowanie może uruchamiać podgrzewanie CWU w czasie produkcji energii przez instalację PV. Zmniejsza to pobór prądu z sieci, choć rzeczywisty efekt zależy od profilu zużycia, pogody i zasad rozliczania energii.
- Miejsce montażu i hałas – trzeba przewidzieć przestrzeń na jednostkę zewnętrzną, zasobnik, armaturę oraz dostęp serwisowy.
Nie da się wiarygodnie określić stałego rocznego kosztu pracy bez danych o izolacji, temperaturze zasilania, pogodzie, zużyciu CWU i cenie energii. Dobrze dobrana pompa może jednak efektywnie współpracować z niskotemperaturową instalacją oraz fotowoltaiką.
Pompa ciepła CO+CWU ma sens wtedy, gdy dobierze się ją razem z instalacją grzewczą i zasobnikiem. Najczęstszy błąd polega na wyborze zbiornika z wężownicą przeznaczoną do kotła, a nie do niskotemperaturowej pracy pompy ciepła.
