Pompa ciepła zamiast klimatyzacji
Przy budowie, ale i przy termomodernizacji najlepiej jest zainwestować w rozwiązania zapewniające ciepło zimą a chłód w upały
Pompa ciepła to jedyne urządzenie grzewcze, które może jednocześnie zapewniać funkcję chłodzenia pasywnego lub aktywnego budynku. Najbardziej ekonomicznym sposobem chłodzenia z pompą ciepła, idealnym do małych i średnich domów jednorodzinnych jest wyposażenie urządzenia w moduł pasywnego chłodzenia lub wybór pompy ciepła z już wbudowanym wymiennikiem chłodzenia pasywnego.
Rozmowa z dr inż. MAŁGORZATĄ SMUCZYŃSKĄ – Business Unit Managerem NIBE w NIBE-BIAWAR Sp. z o.o.
– Przez ocieplenie klimatu jesteśmy skazani na tropikalne upały. Największych niedowiarków chyba przekonują takie anomalie, jak skok temperatury z kilku stopni Celsjusza do niemal 30 w połowie maja. Przez to też jesteśmy skazani na klimatyzację w mieszkaniach i domach?
– Zgadza się, coraz częściej nasi klienci wybierają rozwiązania, które oprócz ogrzewania domów zapewniają chłodzenie. Dane klimatyczne pozyskane z ostatnich dziesięcioleci w Polsce wyraźnie wskazują na to, że klimat się ociepla. Polska Organizacja Rozwoju Technologii Pomp Ciepła, której jesteśmy współzałożycielem i którą wspieramy, wykonała analizę tych danych. Wynika z nich, że najniższe temperatury zewnętrzne w Polsce w okresie 2011-2020 wzrosły o 2-3 stopnie Celsjusza, a średnie temperatury zewnętrzne są wyższe od temperatur projektowych nawet o 8-9o C w pięciu strefach klimatycznych, na które Polska jest podzielona, zgodnie z normą PN-EN 12831. Analizy te wskazują, że klimat w Polsce stopniowo zmienia się z klimatu chłodnego w kierunku klimatu umiarkowanego.
– Stan naszych nieruchomości mieszkalnych wskazuje, że zdecydowana ich większość nie jest dobrze dostosowana do warunków klimatycznych – ani wcześniejszych, ani obecnych. Dlatego jedni przeprowadzają termomodernizację ścian, dachów, okien i drzwi, by nie uciekało ciepło. Inni walczą ze smogiem wymieniając kopciuchy na ekologiczne nośniki ciepła, a jeszcze inni instalują panele słoneczne, by mieć tani prąd. Teraz pojawia się potrzeba klimatyzacji… Czy takie „łatanie” problemów ma sens? Nie lepiej rozwiązać je kompleksowo? Jak zrobić to najkorzystniej?
– Oczywiście, że lepiej rozwiązać ten problem kompleksowo – o ile jest to technicznie możliwe i ekonomicznie uzasadnione. Na pewno łatwiej jest zastosować pompę ciepła, która zapewni ogrzewanie i chłodzenie przy jak najniższym nakładzie inwestycyjnym. Tu rozwiązaniem są pompy powietrzne, które w większości przypadków mają wbudowaną funkcję chłodzenia aktywnego, a chłód może być rozprowadzany za pomocą instalacji grzewczej płaszczyznowej lub klimakonwektorów. Jeżeli inwestorowi zależy jednak na niskim koszcie eksploatacji, powinien wybrać pompę gruntową, która jako jedyna jest w stanie zapewnić chłodzenie pasywne, praktycznie bezkosztowe, przy wykorzystaniu chłodu zawartego w gruncie. Znacznie trudniej jest rozwiązać problem chłodzenia w istniejącym budynku z grzejnikami, bo w tym przypadku oprócz kosztu instalacji pompy ciepła, dojdzie koszt przerobienia instalacji grzewczej, np. poprzez zastosowanie klimakonwektorów i zapewnienia cyrkulacji powietrza – np. poprzez zastosowanie rekuperatorów decentralnych. Te drugie są znacznie lepszym wyborem w przypadku budynków istniejących, w których trudno byłoby prowadzić kanały wentylacyjne do wentylacji centralnej. W takich przypadkach inwestorzy czasami rezygnują z wykorzystania wbudowanej funkcji chłodzenia na rzecz zwykłych klimatyzatorów.
Dowiedz się:
Dlaczego dzięki jednoczesnemu wykorzystaniu pompy ciepła i fotowoltaiki, powierzchni dachu wystarczy by panele słoneczne w pełni zaspokoiły potrzeby energetyczne budynku i domowników – łącznie z ładowaniem samochodów elektrycznych
– Wiadomo – najłatwiej kompleksowo rozwiązać problemy w domach, za budowę których dopiero się zabieramy. Zwłaszcza, że teraz mobilizuje nas do tego nowa norma WT2021. Wszelkie kalkulacje wskazują, że teraz najsensowniejszym rozwiązaniem jest zastosowanie zestawu paneli słonecznych i pomp ciepła. Dlaczego?
– Tak, to prawda. Instalacja fotowoltaiczna przynosi największe oszczędności wtedy, gdy oprócz używania sprzętów AGD/RTV wykorzystujemy również system grzewczo-chłodzący, którego źródło zasilane jest również energią elektryczną, np. pompę ciepła. W takich systemach korzyści z inwestycji w system PV mogą trzy-, a nawet czterokrotnie przewyższać domy, w których zastosowano konwencjonalne kotły lub skorzystano z systemowego ciepła. Sama zaś inwestycja w instalację PV, nawet bez dotacji, zwraca się już po kilku latach.
– Jak to się dzieje – z technologicznego punktu widzenia, że pompa ciepła może też być wykorzystywana do chłodzenia i wentylacji czy daje możliwość posiadania klimatyzacji w domu bez potrzeby inwestowania w kolejną instalację, jaką jest samodzielna klimatyzacja?
– Pompy ciepła to jedyne urządzenie grzewcze, które mogą jednocześnie zapewniać funkcję chłodzenia pasywnego lub aktywnego budynku. Najbardziej ekonomicznym sposobem chłodzenia z pompą ciepła, idealnym do małych i średnich domów jednorodzinnych, z powierzchniową instalacją grzewczą, jest wyposażenie urządzenia w moduł pasywnego chłodzenia, np. NIBE PCM lub wybór pompy ciepła z już wbudowanym wymiennikiem chłodzenia pasywnego np. NIBE F1245 PC lub NIBE S1255 PC (gdzie symbole PC to skrót z jęz. ang. „passive cooling”). Jak sama nazwa sugeruje, „pasywne chłodzenie” zapewnia chłodzenie pomieszczeń w okresie letnim bez udziału sprężarki, przy wykorzystaniu procesu wymiany ciepła. Osiągamy to dzięki zastosowaniu zaworu mieszającego/przełączającego, kierującego glikol z dolnego źródła ciepła, którym może być grunt lub woda gruntowa, do dodatkowego wymiennika. Jeśli jako dolne źródło ciepła służy nam grunt, zaleca się montaż pionowych gruntowych wymienników ciepła – przy poziomych okres użytkowania chłodzenia może skrócić się nawet o połowę, zazwyczaj nie nadają się więc jako pewne źródło chłodu.
Chłodzenie aktywne może być realizowane niezależnie od typu pompy ciepła – także w modelach, w których dolne źródło ciepła stanowi powietrze atmosferyczne. System opiera się na odwróconej pracy urządzenia: parownik działa jak skraplacz, a skraplacz pełni funkcję parownika – zmienia się kierunek pracy układu.
Dowiedz się:
Instalację fotowoltaiczną w domu można wykorzystać nie tylko jako „prywatną elektrownię”. Jeśli zestawimy ją z pompą ciepła, to nawet na niewielkim dachu zamontujemy tyle paneli, ile trzeba i na produkcję prądu, na ogrzewanie i zaspokojenie wszelkich innych energetycznych potrzeb.
Z kolei sposobem na osiągnięcie standardu klimatyzacji w okresie letnim z gruntową pompą ciepła jest wyposażenie urządzenia w moduł aktywnego chłodzenia np. NIBE HPAC i podłączenie jej do systemu z klimakonwektorami. Moduł ten stanowi zespół zaworów trójdrogowych, które odwracają obieg i umożliwiają rewersyjną pracę gruntowej pompy ciepła. Zimą, gdy występuje zapotrzebowanie na ogrzewanie budynku, ciepło zostaje dostarczone przez klimakonwektory w standardowym procesie sprężarkowego obiegu chłodniczego.
– Czy pompę ciepła do klimatyzacji można zastosować także w mieszkaniach, w których jest centralne ogrzewanie? Czy ma to sens technologiczny i ekonomiczny?
– Można, ale trzeba wykonać analizę ekonomiczną konkretnego przypadku, biorąc pod uwagę możliwości techniczne instalacji w budynku zabudowy wielorodzinnej, rodzaju systemu rozprowadzenia chłodu. Z doświadczenia wynika, że w takich budynkach częściej zastosowanie znajdują klimatyzatory lub pompy powietrze/powietrze, a rzadziej pompy powietrze/woda.
– Wiele wspólnot mieszkaniowych i małych spółdzielni, korzystając z dotacji, zamienia ogrzewanie z lokalnych kotłowni czy nawet pieców gazowych na panele słoneczne. Czy są też takie, które w ramach termomodernizacji stawiają na pompy ciepła?
– Tak, mamy wiele tego typu obiektów, w których największe oszczędności przynosi instalacja pomp ciepła, a nieco mniejsze instalacja fotowoltaiczna czy termicznych kolektorów słonecznych. A to dlatego, że pompa ciepła potrafi obniżyć rachunki za ogrzewanie bloku nawet o 80%, a instalacja fotowoltaiczna redukuje tylko pozostałe 20%, pokrywając zapotrzebowanie pompy ciepła na energię elektryczną i sprowadzając koszt ogrzewania niemal do zera. Montaż samych paneli fotowoltaicznych czy kolektorów słonecznych w budynkach wspólnot i spółdzielni mieszkaniowych nie ma według mnie większego sensu, ponieważ w takim przypadku panele PV mogą produkować energię elektryczną tylko na potrzeby zasilania części wspólnych, czyli np. dla oświetlenia na klatkach schodowych, a z kolei termiczne kolektory słoneczne zapewniają zazwyczaj tylko niewielką część energii cieplnej potrzebnej do produkcji ciepłej wody użytkowej, ponieważ mają ograniczoną moc i pracują efektywnie tylko w okresie wiosna-jesień.
Dowiedz się:
Dlaczego w 2021 roku pompy ciepła są pilnie poszukiwanymi urządzeniami przez wszystkich, którzy rozpoczynają budowę własnego domu i jeszcze chętniej kupowane przez osoby decydujące się na przedsięwzięcia termomodernizacyjne
– A jak z tym jest w przypadku domu, który korzysta z pompy ciepła tylko do ogrzewania? Czy możliwa jest modernizacja o uaktywnienie funkcji wentylacji i chłodzenia? Obu jednocześnie, czy np. tylko wentylacji?
– Jak najbardziej jest to możliwe. W przypadku chłodzenia za pomocą pompy z wbudowaną funkcją chłodzenia – wszystkie modele powietrznych pomp ciepła NIBE oraz gruntowe pompy z funkcją PC-passive cooling – chłodzenie możemy aktywować w każdej chwili przy wykorzystaniu istniejącej instalacji płaszczyznowej (np. ogrzewanie podłogowe), poprzez odpowiednie ustawienie sterownika. W przypadku pompy gruntowej bez wbudowanej funkcji chłodzenia, wymagany będzie zakup takiego modułu i niewielka przeróbka instalacji. W przypadku chęci aktywowania funkcji wentylacji, niezbędny będzie zakup rekuperatora (może to być rekuperator wolnostojący lub sterowany z pompy ciepła) lub modułu wentylacyjnego i w tym drugim przypadku połączenie go z systemem pompy ciepła. Oba te warianty wymagają jednak rozprowadzenia kanałów wentylacyjnych w budynku. Jeżeli tego nie przewidzieliśmy, to idealną opcją będzie zakup rekuperatorów pokojowych decentralnych (np. NIBE DVC), których montaż nie wymaga wykonywania wewnętrznej instalacji wentylacyjnej i montuje się je w wybranych pomieszczeniach, najczęściej poprzez przewiercenie ściany nad poziomem okien, zaś ich komunikacja i sterowanie jest zdalne.
– Dziękuję za rozmowę.