Strona główna » Pompy ciepła – dlaczego są tak popularne?

Pompy ciepła – dlaczego są tak popularne?

Pompy ciepła powietrze-woda typu monoblok oraz split. Dlaczego tak popularne? Wady i zalety każdego z rozwiązań?

Powietrze zewnętrzne jest medium dostępnym w każdym miejscu i dlatego może zostać wykorzystane jako dolne źródło ciepła przy stosunkowo niewielkich nakładach inwestycyjnych. Rozwiązanie to nie jest również obwarowane koniecznością uzyskania zezwolenia na eksploatację.
Pompy ciepła powietrze-woda mogą występować w ustawieniu na zewnątrz (typu monoblok) oraz wewnątrz budynków (typu split). Różnica polega na odmiennym sposobie przenoszenia energii cieplnej od powietrza zewnętrznego do instalacji grzewczej. Schemat ideowy obu typów został przedstawiony na poniższej ilustracji:

(www.rynekinstalacyjny.pl, dostęp: 27.10.2019)

Powietrze zewnętrzne zasysane za pomocą wentylatora trafia na powierzchnię parownika pompy ciepła, gdzie ulega schłodzeniu. Właśnie w tym elemencie energia cieplna powietrza zostaje oddana czynnikowi roboczemu, aby następnie poprzez obieg pompy ciepła zostać podniesiona na wyższy poziom temperatury. Przekazanie energii to obiegu grzewczego realizowane jest przez skraplacz, skąd ciepło rozprowadzane jest –zwykle instalacją wodną- do budynku

POMPY CIEPŁA TYPU MONOBLOK
Wszystkie elementy składowe budujące urządzenie oraz stanowiące obieg chłodniczy pompy ciepła mieszczą się w obudowie, lokalizowanej na zewnątrz budynku. Energia cieplna wytwarzana przez pompę ciepła transportowana jest rurociągami do instalacji grzewczej budynku. Wykorzystywanym nośnikiem ciepła jest woda (ze względu na typ pompy ciepła: powietrze-woda), zatem rurociągi stanowią przedłużenie instalacji grzewczej. Schemat instalacji grzewczej wraz z pompą ciepła typu monoblok zobrazowano poniżej:

(Tweetop, 2019: EcoHeat Complex kompleksowe rozwiązanie do ogrzewania domu. Poradnik projektanta.)

Wadą przedstawionego rozwiązania jest możliwość zamarznięcia wody w rurociągach przy występowaniu ujemnych temperatur zewnętrznych oraz jednoczesnym braku cyrkulacji; woda stając się ciałem stałym uniemożliwia jej przetłaczanie. Przewody wyposaża się zatem w odpowiednią warstwę izolacyjną.

Ryzyko eksploatacyjne stwarza również wstrzymanie dostarczania energii elektrycznej w okresie zimowym. Praca pomp obiegowych oraz cyrkulacyjnych zostaje przerwana, skutkując zatrzymaniem przepływu czynnika w instalacji. Długi czas trwania tego stanu powoduje zamarznięcie wody znajdującej się w części instalacji umieszczonej na zewnątrz. Dlatego instalacja grzewcza powinna posiadać armaturę umożliwiającą awaryjne opróżnienie odcinka znajdującego się poza granicami budynku.

POMPY CIEPŁA TYPU SPLIT
Pompa ciepła typu split została zaprojektowania w celu wyeliminowania zagrożenia zamarznięcia nośnika ciepła. Zmiany konstrukcyjne względem monobloku polegają na rozdziale poszczególnych elementów składowych urządzenia. Skraplacz został przeniesiony do wnętrza budynku tworząc moduł wewnętrzny, reszta komponentów stanowi umieszczony na zewnątrz budynku moduł zewnętrzny, jak to zostało przedstawione poniżej:

(Tweetop, 2019: EcoHeat Complex kompleksowe rozwiązanie do ogrzewania domu. Poradnik projektanta.)

Czynnikiem płynącym w rurociągu łączącym oba moduły jest więc czynnik chłodniczy pompy ciepła. Zatem w pompach ciepła typu split woda z instalacji grzewczej nie jest nigdy wyprowadzona na zewnątrz budynku. Temperatury zamarzania stosowanych obecnie czynników chłodniczych – np. dla R410A wynosi -139 °C – wykluczają możliwość ich zamarznięcia w warunkach klimatycznych charakterystycznych dla Polski.

Eliminacja wszystkich wad posiadanych przez pompy ciepła typu monoblok wiąże się jednak z koniecznością wykonania szczelnego rurociągu łączącego moduł wewnętrzny z modułem zewnętrznym, z zachowaniem wszelkich standardów wymaganych dla czynników chłodniczych. Dlatego połączenia te powinny zostać wykonane przez instalatora posiadającego odpowiednie uprawnienia oraz doświadczenie

PODSUMOWUJĄC
Pomimo maksymalnej dokładności w procesie instalacji pompy typu split nigdy nie uzyskamy deklarowanej przez producenta sprawności. Jest to wynikiem niedokładności urządzeń pomiarowych ilości czynnika chłodniczego przy napełnianiu układu pompy ciepła oraz dostosowania połączenia jednostek wewnętrznej i zewnętrznej do warunków na miejscu montażu –inna długość oraz przebieg przewodów łączących względem warunków określonych przez producenta. Wszystko to sprawia, że monoblok pomimo ryzyka zamarznięcia czynnika, które możemy wykluczyć przy zastosowaniu odpowiednich rozwiązań jest urządzeniem cechującym się większą sprawnością energetyczną oraz szczelnością układu niż pompa ciepła typu split (w przypadku monobloku szczelność jest sprawdzana przez producenta przed opuszczeniem linii produkcyjnej; brak ludzkiego czynnika podczas montażu i możliwości powstania wycieku lub mikropęknięcia).