Cel: efektywność pomp ciepła
Montaż pomp ciepła nie jest trudny, lecz źle wykonany może skutkować obniżeniem efektywności urządzeń. Jakich błędów należy unikać? Przedstawiamy Państwu kilka najważniejszych uwag.
Według danych z 2016 r., udostępnionych przez PORT PC już w ok. 10% budynków w Polsce zamontowano pompy ciepła. Nadal daleko nam jeszcze do wyników osiąganych przez Szwecję, Austrię i Szwajcarię, gdzie udział pomp do ogrzewania wynosi ponad 80%, lecz zgodnie z prognozami PORT-u PC będzie się on u nas zwiększał i w 2020 r. osiągnie ok. 20% liczby wszystkich urządzeń. Europejskie badania wskazują, że jedną z barier w rozwoju branży pomp ciepła jest jednak brak doświadczonej i wyszkolonej kadry wśród instalatorów oraz projektantów. Choć pompy ciepła są w pełni bezobsługowe, najmniej awaryjne i jednocześnie najbardziej ekonomiczne ze wszystkich urządzeń grzewczych, to błędy popełniane na etapie doboru i montażu mogą znacznie osłabić ich efektywność. Nawet najlepszej klasy pompa ciepła nie przyniesie obiecanych korzyści eksploatacyjnych, jeśli źle wykonano projekt lub instalację. Jakich błędów powinni unikać instalatorzy?
Błąd 1: Dobór zbyt skomplikowanych układów hydraulicznych c.o.
Wszystkie wyniki monitoringowych badań efektywności pomp ciepła w budynkach wskazują, że stosunkowo proste układy hydrauliczne np. bezpośrednie zasilanie z pompy ciepła instalacji ogrzewania podłogowego, bez stosowania dodatkowego bufora wody grzewczej zapewniają wyższe współczynniki efektywności rocznej SPF niż te, które występują w układach z buforami wody grzewczej. Jest to związane z niższymi systemowymi temperaturami zasilania c.o. oraz mniejszą dobową liczbą załączeń pompy ciepła. Rozbudowane układy hydrauliczne (wiele obiegów grzewczych z mieszaczami) wymagają też dokładniejszej regulacji i większych nakładów na równoważenie hydrauliczne instalacji. Współpraca z pompą ciepła bufora wody grzewczej typu kombi (ze zbiornikiem wody użytkowej w buforze – zbiornik w zbiorniku) może prowadzić do ciągłego utrzymywania zbyt wysokiej systemowej temperatury wody grzewczej (ponad 50oC). To z kolei może pogorszyć wartość współczynnika sezonowej efektywności pompy ciepła SPF nawet o 25%-40%. W przypadku powietrznych pomp ciepła ze względu na odszranianie warto przewidzieć mały bufor na powrocie lub zasilaniu (wpięty szeregowo) lub zapewnić minimalną pojemność cyrkulowaną wody między 3 a 5 litrów na kW mocy pompy ciepła.
Błąd 2: Suszenie budynku za pomocą pompy ciepła
Ze względu na zjawisko suszenia nowego budynku warto zachęcić klienta do lekkiego przewymiarowania dolnego źródła pompy ciepła o min. 15-25%. Jednym z wielu powodów, dla których zachodzi konieczność zaprojektowania większego dolnego źródła, jest częsta praktyka utrzymywania wyższych temperatur w pomieszczeniach niż normatywne 20oC. W niektórych krajach przepisy budowlane i standardowe umowy zobowiązują firmy budowlane do wysuszenia budynku (za pomocą osuszaczy pomieszczeń). Warto podpowiedzieć inwestorowi przyjęcie takie klauzuli w umowach z firmami budowlanymi. Zarówno niemieckie wytyczne VDI 4640 cz. I, jak austriackie wytyczne ÖWAV-Regelblatt 207 i szwajcarska norma SIA 384/6 zwracają uwagę na to, że niedopuszczalne jest suszenie budynku tylko za pomocą pompy ciepła. Niewysuszone ściany jednowarstwowe mogą tracić kilkukrotnie więcej ciepła niż zakłada się w projekcie strat ciepła budynku.
Odczucie chłodu w nowym domu może spowodować duże niezadowolenie u jego użytkowników – szczególnie, gdy mimo ciągłej pracy pompy ciepła i instalacji centralnego ogrzewania nie można uzyskać komfortu cieplnego. Właściciele budynków wysnuwają wtedy błędne wnioski: „skoro nie jest wystarczająco ciepło, to instalacja grzewcza została nieprawidłowo wykonana”. Jak pokazuje doświadczenie, instalatorzy w konfrontacji z marznącym lokatorem często tracą pewność siebie i faktycznie zaczynają szukać błędu po swojej stronie. A tymczasem wysuszanie budynku powinno być przeprowadzane za pomocą specjalnych osuszaczy pomieszczeń – zgodnie ze standardami budowlanymi jest ono obowiązkiem firmy budowlanej.
Wysokie koszty ogrzewania w niedostatecznie wysuszonym budynku to również pole potencjalnego, przyszłego konfliktu między klientem posiadającym pompę ciepła a instalatorem. Jeżeli nie korzysta się z osuszaczy pomieszczeń, to budynek można uważać za wysuszony, gdy stoi w stanie gotowym przez cały rok. W pierwszym sezonie grzewczym po tzw. sezonowaniu nie powinno być już żadnych problemów z instalacją. W rzeczywistości często dzieje się jednak inaczej; budynki są oddawane do użytku późną jesienią lub w pierwszych miesiącach zimy, gdy są najbardziej wychłodzone oraz wilgotne.
Największy problem pojawia się w budynkach z jednowarstwowymi ścianami zewnętrznymi. Pustaki keramzytowe lub ceramiczne tracą właściwości izolacyjne wraz ze wzrostem wilgotności. Straty przez ściany zewnętrzne, w powiązaniu z odprowadzaniem wilgoci na zewnątrz, mogą wzrosnąć nawet kilkakrotnie. Gdy temperatura powietrza spada poniżej 0 oC i przemarzają budowlane elementy ceramiczne, wilgotność wzrasta, co prowadzi do jeszcze większych strat ciepła budynku. Obniżona temperatura wewnętrzna przegród zmniejsza temperaturę odczuwalną i pogarsza komfort cieplny użytkowników, powoduje też zwiększenie zadanej temperatury pomieszczenia np. do 23oC. Przyrost temperatury w pomieszczeniu o 1 K nowych budynkach zwiększa koszty ogrzewania nawet o ok. 8-10% (w zależności od konstrukcji budynku).
W przypadku zastosowania pomp ciepła w niewysuszonych budynkach, koszty ogrzewania mogą przekroczyć nawet 200-300% prognozowanych, standardowych kosztów. Jeżeli montujemy pompy ciepła typu solanka/woda, może się zdarzyć, że po nadmiernym wychłodzeniu dolnego źródła, np. w styczniu, i jego zamrożeniu (zbyt niskiej temperaturze roztworu glikolu), następuje awaryjne, przeciwzamarzaniowe wyłączenie sprężarki w pompie ciepła. Przez resztę sezonu możliwa jest praca tylko grzałki elektrycznej.
Wskazówka
Jeżeli zareagujemy odpowiednio wcześnie, to niemal w każdym przypadku uda nam się uniknąć problemów z wysokimi rachunkami za ogrzewanie w nowych, niewysuszonych budynkach.
Błąd 3: Zbyt duży hałas pompy ciepła
Normy hałasu na zewnątrz określa Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 stycznia 2002 r. w sprawie wartości progowych poziomów hałasu - Dz. U. 2002 nr 8 poz. 81).
Dopuszczalny poziom hałasu wyrażony równoważnym poziomem dźwięku A w dB*
W terenach zabudowy mieszkaniowej zaleca się nie przekraczać granicznego poziomu hałasu 35dB(A) – hałas powinien być niższy lub równy poziomowi tła nocnego. Nocny poziom tła na terenie miejskim nie spada poniżej 40 dB(A) w nocy, a na terenach pozamiejskich ok. 33-35 dB(A)!
Normy hałasu wewnątrz budynków określa rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U Nr 75, poz. 690 z 2002 r.) oraz polska norma PN 87/B-02151/02.
Dziesięć podstawowych wskazówek dotyczących głośności wg poradnika PORT PC/BWP:
- Należy wziąć pod uwagę rodzaj obszaru, w którym będzie zamontowana pompa ciepła (jednostka zewnętrzna). Przy doborze weźmy pod uwagę maksymalne wartości głośności obowiązujące w nocy. Zaleca się nie przekraczać wartości ciśnienia akustycznego 35 dB (w odległości 0,5 m od okna sąsiada)
- Należy zawsze uwzględniać zalecenia producenta dotyczące wyboru miejsca instalacji pompy ciepła.
- Poziom hałasu np. przy wystąpieniu drugiego źródła dźwięku o tym samym natężeniu, ulega zwiększeniu o 3 dB. Dla przeciętnego ucha ludzkiego dopiero wzrost o 10 dB jest odbierany jako dźwięk dwukrotnie głośniejszy.
- Zmierzony poziom ciśnienia akustycznego jest zawsze zależny od odległości od źródła dźwięku.
- Poziom ciśnienia akustycznego jest specyficznym parametrem dźwięku, zależnym od odległości i kierunku, który może zostać określony jedynie na podstawie obliczeń lub pomiarów.
- Należy preferować dźwiękochłonne powierzchnie otaczające. Korzystniej jest np. zamontować jednostkę zewnętrzną pompy ciepła na trawniku niż na zamkniętej powierzchni betonowej.
- Podwojenie odległości od źródła dźwięku zmniejsza o 6 dB (A) poziom natężenia ciśnienia akustycznego.
- Aby zminimalizować wibracje i hałas w budynkach, pompy ciepła powinny być oddzielone w miarę możliwości od konstrukcji budynku (płyty antywibracyjne).
- Jednostki zewnętrzne pompy ciepła należy zainstalować w taki sposób, aby strumień powietrza nie był ograniczony z żadnej strony. W przeciwnym razie poziom hałasu rośnie i wpływa niekorzystnie na efektywność pompy ciepła.
- Przy podłączeniu pompy do instalacji ciepłej wody, c.o. i przewodów elektrycznych należy zwrócić uwagę na ich oddzielenie akustyczne od pozostałej części instalacji centralnego ogrzewania w budynku – np. poprzez odpowiednie ułożenie węży elastycznych.
Paweł Lachman,
Prezes Zarządu Polskiej Organizacji Rozwoju Technologii Pomp Ciepła „PORT PC”
źródło: Wszystko działa- Magazyn Nowoczesnego Instalatora. , nr 1/2017, (wydawany przez Międzynarodowe Targi Poznańskie we współpracy z Polskim Związkiem Pracodawców Hurtowni Branży Grzewczej, Sanitarnej, Instalacyjnej, Klimatyzacji i Wentylacji)