Pompy ciepła - błędy instalacyjne

Od pewnego czasu na rynku instalacji grzewczych coraz mocniejszą konkurencją dla standardowych rozwiązań stają się pompy ciepła. Trudno się temu dziwić, bowiem urządzenia te są nowoczesne, uniwersalne, bezawaryjne i działają bezobsługowo. Przynoszą również wymierne korzyści ekonomiczne.

Aby użytkownik był zadowolony z pracy pompy ciepła, musi zostać ona odpowiednio dobrana i zamontowana. Jej niepoprawne działanie może spowodować spore wydatki. Błędy w instalacji pomp ciepła obciążają najczęściej trzy grupy — producenta, projektanta dobierającego odpowiednie urządzenie lub wykonawcę.

Tanie nie zawsze znaczy dobre

Gdy zdecydujemy się na zastosowanie pompy ciepła, nie możemy podczas jej wyboru i montażu kierować się tylko chęcią zaoszczędzenia. Należy wybierać sprawdzone rozwiązania, wykonane z wysokiej jakości materiałów przez renomowane firmy posiadające doświadczenie na tej płaszczyźnie. Solidne urządzenie będzie nam służyć przez długie lata bez konieczności kosztownych napraw. Dlatego warto postawić na przedsiębiorstwa, których urządzenia posiadają atesty oraz wieloletnie gwarancje. Trzeba również zwrócić uwagę na to czy producent gwarantuje autoryzowany serwis swoich urządzeń. Zapewni to możliwość wykonywania okresowych przeglądów u doświadczonych specjalistów. Dodatkowo, w razie ewentualnej awarii, zabezpieczymy się przed koniecznością skorzystania z pomocy fachowców nieznających naszego urządzenia.

Pompa ciepła ©VIESSMANN

Podczas wykonywania montażu instalacji systemu grzewczego opartego o pompę ciepła, należy zwrócić uwagę na pompę obiegową górnego i dolnego źródła ciepła. Warto zainwestować w urządzenia, które będą solidne i energooszczędne. W innym przypadku możemy narazić się na dodatkowe zużywanie energii, którą dzięki pompie ciepła chcieliśmy zaoszczędzić.

Dobór właściwej pompy

Przyczyną niewłaściwego działania pompy ciepła jest często złe wykonanie obliczeń, a co za tym idzie, zły dobór urządzenia. Może to wynikać z niedoświadczenia projektanta lub z braku znajomości wymagań i możliwości poszczególnych urządzeń. Często popełnianym błędem jest niewłaściwe dostosowanie mocy grzewczej pompy do zapotrzebowania na ciepło budynku. Skutkuje to przewymiarowaniem lub niedowymiarowaniem instalacji. W obydwu przypadkach jest to kosztowny błąd. W sytuacji, gdy mamy do czynienia z instalacją przewymiarowaną, pompa ciepła posiada zbyt wysoką moc, a to rzutuje na niższy współczynnik efektywności. Pracuje, wykorzystując tylko część swoich możliwości, częściej uruchamia i wyłącza sprężarkę, co nie pozostaje bez wpływu na żywotność całego urządzenia. Dodatkowym skutkiem przewymiarowania są wyższe koszty inwestycyjne. Natomiast w niedowymiarowanej instalacji, pompa posiada zbyt niską moc grzewczą i powoduje częste załączanie grzałki elektrycznej uzupełniającej niedobór mocy. W rzeczywistości głównym źródłem ciepła staje się wtedy nie pompa ciepła, a grzałka. To znaczenie podnosi koszty eksploatacji.

Dolne źródło ciepła

Najpoważniejszym błędem popełnianym podczas instalacji pompy ciepła jest niewłaściwe dostosowanie dolnego źródła ciepła do pracy w systemie grzewczym.

W przypadku gruntowej pompy ciepła, właściwy dobór długości dolnego źródła zależy od takich parametrów jak: zawilgocenie terenu, skład gleby oraz możliwości wybranego urządzenia (zakres temperaturowy pracy oraz jego czas). Problem przewymiarowania i niedowymiarowania może być tu spowodowany złym doborem głębokości odwiertu dokonanego przez projektanta lub niedbałym wykonaniem, za które odpowiedzialność ponosi wykonawca. Taka instalacja jest nie tylko kosztowna, ale w skrajnych przypadkach może w ogóle nie działać. Przez zbyt płytkie odwierty przekazywana jest nieodpowiednia ilość ciepła czynnikowi roboczemu. Z kolei zbyt głębokie są niepotrzebnym obciążeniem finansowym. Ważną kwestią jest zachowanie odpowiednich odległości między odwiertami, tak aby nie wpływały wzajemnie na siebie. Właściwe ich rozplanowanie jest istotne z punktu widzenia regeneracji dolnego źródła. Niedopilnowanie wypełnienia oraz izolacji odwiertów sond pionowych determinuje jakość przekazywania ciepła z dolnego źródła. Często jest to wynik niewłaściwego montażu lub braku wykonania wcześniejszych badań geologicznych, które pozwalają stwierdzić czy dany teren jest dogodnym miejscem dla tego typu instalacji.

Przy zastosowaniu wodnej pompy ciepła, należy zwrócić szczególną uwagę na jakość wody w studniach czerpalnych i zrzutowych. Zanieczyszczona woda zawierająca żelazo i mangan wpływa negatywnie na filtr i wymiennik ciepła w instalacji, wymuszając częste wymiany i naprawy. Zastosowanie dodatkowego wymiennika pośredniego źle oddziałuje na sprawność urządzenia. Jedynie w instalacji z powietrzną pompą ciepła, nie musimy martwić się niepoprawnym zwymiarowaniem dolnego źródła, ze względu na jej uniwersalność. W tego typu urządzeniu powietrze jest obecne wszędzie i dlatego nie ma konieczności dokładnego wymiarowania miejsca jej usytuowania.

Ponadto każdy inwestor powinien zadbać szczególnie o to, aby firma której powierzy zaprojektowanie i wykonanie instalacji była kompetentna, posiadała doświadczenie oraz wykwalifikowaną kadrę. Należy zwrócić uwagę na to czy dopełnia wszelkich koniecznych świadczeń, łącznie z wykonaniem dodatkowych badań gruntu, czy daje gwarancję i bierze na siebie odpowiedzialność za ewentualne błędy montażowe.

Regulacja instalacji

Istotnym elementem właściwej pracy każdej instalacji jest jej poprawna regulacja. Praca urządzenia na najwyższych parametrach jest wynikiem niedostosowania temperatury wody obiegowej w systemie i negatywnie wpływa na pracę oraz żywotność instalacji. Najkorzystniejszym rozwiązaniem dla pomp ciepła jest wdrożenie rozwiązania niskotemperaturowego. To z kolei wymaga odpowiednich układów dostosowanych do niskich parametrów, czyli wykorzystania ogrzewania płaszczyznowego, podłogowego, ściennego bądź sufitowego. Tu również często pojawiają się błędy w wykonaniu, spowodowane przyzwyczajeniami instalatorów do systemów składających się z tradycyjnych grzejników.

Zewnętrzny wymiennik pompy ciepła ©VIESSMANN

Nierównomierne rozkłady temperatur w różnych pomieszczeniach w obrębie układu, głośna praca oraz niezapewnianie pełnej mocy są związane z niezrównoważeniem hydraulicznym instalacji. Dlatego ważne jest, aby dokonać zrównoważenia tuż po rozruchu nowego systemu. Odpowiedzialność doregulowania danej instalacji spoczywa w tym przypadku na instalatorze, a niewykonanie jej powoduje niewłaściwą pracę całego układu.

Warto również wspomnieć, że ważnym aspektem pracy pompy ciepła wspomagającej ogrzewanie powietrzne jest odpowiednia szczelność budynku. Taka inwestycja będzie działać poprawnie i przyniesie korzyści ekonomiczne tylko wtedy, gdy dom będzie energooszczędny. Wszelkie ucieczki ciepła — przez nieszczelne okna, drzwi lub mostki termiczne — wynikające z niewłaściwej konstrukcji budynku, będą wpływały na efektywność pracy pompy, generując ogromne koszty użytkowe.

Hałas

O ile powietrzne pompy ciepła nie powodują problemów związanych z dolnym źródłem, o tyle trudnością w ich przypadku jest głośna praca. Dzieje się tak za sprawą zainstalowanych wentylatorów, a także dużego strumienia powietrza przepływającego w instalacji. Wymusza to zlokalizowanie pompy w miejscu, w którym nie będzie ona zakłócała ciszy. Problem ten można rozwiązać z pomocą tłumików, które w pewnym stopniu zagłuszają hałas. Przed decyzją o wyborze takiego rozwiązania, należy zapoznać się z parametrami powietrza, na jakich pracuje. Od instalacji powinno oczekiwać się, aby pracowała wtedy, gdy jest zimno na zewnątrz — by dostarczała do wnętrza domu ciepło. Nierzadko zdarza się, że temperatura powietrza zewnętrznego jest zbyt niska, aby można było uzyskać odpowiednie parametry wewnątrz budynku. Skutkuje to włączaniem się grzałki, która niestety generuje wysokie rachunki za prąd.

Nowe budynki

Jeśli nasz dom odbieramy w stanie surowym zaraz po zakończeniu budowy, należy liczyć się z tym, iż przez pierwsze dwa sezony grzewcze rachunki za ogrzewanie mogą być wysokie i pamiętać, że pompa ciepła nie ma na to wpływu. Wynika to z faktu, że nowo oddany budynek musi pozbyć się wilgoci, która pozostała jeszcze z procesów budowy. W ten sposób część energii cieplnej w ciągu 18 miesięcy po odebraniu budynku, będzie przekazywana właśnie na osuszanie całej konstrukcji.

Aby cieszyć się z najtańszego rozwiązania grzewczego, jakim jest instalacja z pompą ciepła, należy powierzyć jej wykonanie kompetentnej firmie. Tylko w ten sposób będziemy mogli cieszyć się z ekologicznej i taniej energii cieplnej w naszym domu.

Anna Janik
Akademia Górniczo-Hutnicza
Wydział Górnictwa i Geoinżynierii
Inżynieria Środowiska

ZDANIEM EKSPERTA

Praktycznie o pompach ciepła

Pompy ciepła stosuje się do ogrzewania domów jednorodzinnych oraz dużych obiektów komercyjnych i przemysłowych, w zarówno powstających budynkach, jak i tych modernizowanych. Prawidłowy dobór mocy pompy powinien zapewnić ogrzewanie budynku i przygotowanie ciepłej wody w całym sezonie grzewczym oraz zachowanie odpowiednich parametrów dolnego źródła ciepła.

W systemach z pompami ciepła najbardziej sprawdza się podłogówka, ale nie jest ona warunkiem koniecznym do prawidłowej pracy instalacji grzewczej. Można stosować również grzejniki niskotemperaturowe, jednak trzeba pamiętać o ich odpowiednim zwymiarowaniu oraz zwiększeniu wydajności np. przez zastosowanie wentylatorów. Wiąże się to ze wzrostem kosztów eksploatacji, zwykle o 10-20 proc. w skali roku. Z kolei, aby uzyskać wyższe parametry na zasilaniu bez wpływu na żywotność pompy, konieczne jest zastosowanie innego czynnika chłodniczego: CO₂ lub R134 a. Trzeba pamiętać, że jego użycie powoduje obniżenie COP oraz podnosi cenę instalacji (o 10–15 proc.).

Proces montażu pomp zależy od postępu prac budowlanych oraz koordynacji trzech etapów instalacji: odwiertów, instalacji centralnego ogrzewania, montażu i uruchomienia pompy ciepła. Zwykle poszczególne etapy prac wyglądają następująco: najpierw wykonuje się odwierty. Następnie (najczęściej po wykonaniu tynków wewnątrz budynku) rozkładane jest ogrzewanie podłogowe i/lub grzejniki. Oczywiście wcześniej wykonywany jest dokładny plan instalacji CO na bazie projektu domu oraz ustaleń klienta. Na końcu (najczęściej po zrobieniu podłogi w kotłowni czy innym pomieszczeniu przeznaczonym dla pompy) wykonuje się montaż pompy i następuje pierwsze uruchomienie urządzenia oraz całego układu grzewczego. Każdy z etapów trwa ok. tygodnia.

Artur Haber
specjalista ds. pomp ciepła
Vikersonn Polska

artykuł pochodzi z kwartalnika
Kreator Projekty wydanie 04/2012
więcej o kwartalniku czytaj na
Kreator Projekty.pl