W 2022 roku w Polsce sprzedano ponad 200 tysięcy pomp ciepła. Urządzenia te cieszą się w naszym kraju dużą popularnością. Nie ma w tym nic dziwnego – pomagają one znacząco obniżyć koszty ogrzewania, zadbać o środowisko naturalne, a nawet, w połączeniu z fotowoltaiką, uniezależnić się od dostaw energii ciągle rosnących cen. Pompa ciepła może efektywnie działać przez długie lata, warunek jest tylko jeden: dobór pompy ciepła musi być odpowiednio przeanalizowany i zgodny ze specyfiką budynku oraz jego potrzebami. W tym artykule podpowiadamy, jak dobrać pompę ciepła do powierzchni domu.
Pompa ciepła – czym jest i dlaczego warto na nią postawić?
Zacznijmy jednak od podstaw i wyjaśnijmy krótko, co to jest pompa ciepła. Mówiąc najogólniej, jest to innowacyjne urządzenie służące do ogrzewania pomieszczeń, a zazwyczaj także do przygotowania ciepłej wody użytkowej. Jednak w przeciwieństwie do tradycyjnych kotłów, pompa jest urządzeniem grzewczym, które wykorzystuje odnawialne źródła energii, którym może być powietrze, woda lub grunt. Pompa pobiera energię z dolnego źródła ciepła (powietrze, woda, grunt), a następnie przenosi ją do instalacji grzewczej, umożliwiając tym samym ogrzewanie budynku. Dlaczego jednak montaż pompy ciepła może być rozwiązaniem tak korzystnym?
Instalacja pompy ciepła niesie ze sobą szereg korzyści, zarówno ekonomicznych, jak i ekologicznych. Przede wszystkim należy podkreślić, że pompa ciepła jest bardzo efektywnym systemem grzewczym, który może znacznie obniżyć rachunki za energię w porównaniu z tradycyjnymi systemami grzewczymi opartymi na paliwach kopalnych. Ponadto wykorzystuje ona energię z odnawialnych źródeł, co przyczynia się do zmniejszenia emisji dwutlenku węgla i zmniejszenia negatywnego wpływu na środowisko. Wreszcie, pompa ciepła zwyczajnie gwarantuje komfort cieplny, niezależnie od tego, jaka jest liczba domowników.
Przypomnijmy w tym miejscu, że za zakupem i montażem pompy ciepła obecnie przemawia też możliwość skorzystania z różnego rodzaju programów dotacyjnych i ulg podatkowych, które umożliwiają znaczące obniżenie kosztów inwestycyjnych. Warto tu wspomnieć między innymi o programach takich jak „Czyste Powietrze” czy „Mój Prąd”.
Właściwy dobór pompy ciepła – na co zwrócić uwagę w pierwszej kolejności?
Odpowiedni dobór pompy ciepła do powierzchni domu jest oczywiście bardzo ważny, niemniej trzeba mieć na uwadze to, że sama powierzchnia budynku nie umożliwi dokonania optymalnego wyboru. Przede wszystkim powinieneś mieć świadomość tego, że są różne rodzaje pomp ciepła. Podział, który jako kryterium uwzględnia dolne źródło ciepła, obejmuje powietrzne pompy ciepła, a także modele wodne i gruntowe.
Powietrzne pompy ciepła
W przypadku powietrznych pomp ciepła energie cieplna jest pobierana z powietrza zewnętrznego, a następnie przekazywana do wnętrza domu w celu ogrzewania budynku. Powietrzna pompa ciepła jest zdecydowanie najpopularniejszym modelem wśród klientów indywidualnych – za jej kupnem przemawia atrakcyjna cena oraz nieograniczony dostęp do źródła dolnego, czyli powietrza. Dość powiedzieć, że spośród ponad 200 tysięcy pomp ciepła sprzedanych w 2022 roku w Polsce, według Polskiej Organizacji Rozwoju Technologii Pomp Ciepła aż 188,2 tysiąca stanowiły modele powietrzne.
Wodne pompy ciepła
W tych urządzeniach to woda jest wykorzystywana jako źródło ciepła, które może pochodzić z różnych źródeł znajdujących się pod powierzchnią gruntu, takich jak studnie, jeziora czy rzeki. Wodne pompy ciepła są szczególnie efektywne w obszarach, gdzie dostępne są duże ilości wody o odpowiedniej temperaturze przez większość roku. Mogą być one zamontowane w różnych typach budynków, od domów jednorodzinnych po budynki komercyjne i przemysłowe.
Konieczne jest jednak przeprowadzenie dokładnej analizy warunków terenowych, lokalnych przepisów i dostępności odpowiedniego źródła wody przed zainstalowaniem urządzenia.
Gruntowe pompy ciepła
Pompy ciepła gruntowe jako źródło ciepła wykorzystują energię cieplną zgromadzoną w ziemi. Działają one poprzez pobieranie ciepła z gruntu za pomocą pętli zamkniętej zanurzonej pod powierzchnią ziemi lub poprzez studnię geotermalną. Pobrane ciepło jest następnie przekazywane do systemu grzewczego lub chłodzącego w budynku, zapewniając efektywne i stabilne źródło energii cieplnej o niskim wpływie na środowisko.
Niewątpliwą zaletą tego rozwiązania jest możliwość kupna urządzenia o nieco mniejszej mocy. Wynika to z faktu, że temperatura pod powierzchnią ziemi jest bardziej stabilna i wyższa w trakcie roku, niż temperatura powietrza.
Z drugiej strony, gruntowa pompa ciepła wymaga wykonania odwiertów i poprowadzenia rozległej instalacji. Konieczność przeprowadzenia prac ziemnych nie tylko podnosi koszty inwestycji, ale też może utrudniać jej przeprowadzenie.
Czy powierzchnia domu może wpłynąć na wybór rodzaju pompy ciepła?
Chociaż powierzchnia domu rzadko jest czynnikiem decydującym, wybór dolnego źródła ciepła może być nim częściowo podyktowany. Powierzchnia zabudowy domu może bowiem wpłynąć na dostępność miejsca na instalację systemu pompy ciepła, zwłaszcza w przypadku pomp ciepła gruntowych, gdzie wymagane jest umieszczenie pętli grzewczych pod ziemią.
Dobór pompy ciepła – powierzchnia użytkowa czy zabudowy?
Moc pompy ciepła faktycznie często dobiera się bazując między innymi na powierzchni domu jednorodzinnego (lub innego budynku). Z doświadczenia wiemy jednak, że bardzo rzadko porusza się kwestię tego, jaką powierzchnię budynku bierze się pod uwagę, obliczając moc urządzenia grzewczego.
Rozwiejmy zatem wątpliwości: dobierając pompę ciepła i biorąc pod uwagę powierzchnię domu, należy uwzględnić powierzchnię użytkową budynku, która definiowana jest jako:
„Powierzchnia wszystkich pomieszczeń w budynku (w świetle konstrukcji nośnych i nienośnych) służących do zaspakajania potrzeb bezpośrednio związanych z przeznaczeniem budynku”.
Zwracamy na to uwagę, ponieważ w dokumentacji każdego budynku mieszkaniowego można znaleźć więcej pojęć odnoszących się do powierzchni, na przykład „powierzchnia zabudowy” czy „powierzchnia netto”. Tymczasem to właśnie powierzchnia użytkowa, obejmująca wszystkie pomieszczenia budynku, jest podstawowym parametrem, wpływającym na moc cieplną, jaka musi być dostarczona do domu.
Dobór mocy pompy ciepła – dlaczego sama powierzchnia to za mało?
Z pytaniami o to, jaka moc pompy ciepła będzie odpowiednia do danej powierzchni, mierzymy się regularnie. Podkreślmy to zatem wyraźnie, znajomość powierzchni zabudowy budynku to zbyt mało, by móc przeprowadzić dokładny dobór pompy ciepła. Drugim kluczowym parametrem jest zapotrzebowanie energetyczne budynku.
Zapotrzebowanie na moc cieplną budynku to ilość energii cieplnej potrzebnej do utrzymania odpowiedniej temperatury wewnątrz budynku w określonych warunkach zewnętrznych. Wpływ na nie ma przede wszystkim jakość izolacji termicznej ścian, okien, dachu i podłóg. Zapotrzebowanie cieplne budynku jest zazwyczaj wyrażane w W/m2, choć w orientacyjnych doborach najlepiej bazować na W/m3 .
Zapotrzebowanie na moc cieplną możemy określić, bazując na orientacyjnym okresie, w którym stawiano dom i standardach, które wówczas obowiązywały:
- stary budynek: 150-170 W/m2;
- stary budynek z wymienionymi oknami: 120-150 W/m2;
- budynek docieplony: 80-120 W/m2;
- budynek energooszczędny: 50-70 W/m2;
- nowy dom energooszczędny, budowany po roku 2021: 30-45 W/m2.
Jak dobrać moc pompy ciepła, uwzględniając powierzchnię domu?
Być może powyższe dane nie przemawiają wystarczająco do Twojej wyobraźni. I doskonale to rozumiemy. Jednak za chwilę udowodnimy Ci, że przy dobieraniu mocy pompy ciepła dla domu jednorodzinnego, zapotrzebowanie budynku na ciepło odgrywa kluczową rolę.
Optymalną moc pompy ciepła orientacyjnie możemy obliczyć, mnożąc powierzchnię zabudowy przez zapotrzebowanie budynku na ciepło. Spróbujmy zatem dobrać moc pompy ciepła do domu jednorodzinnego o powierzchni 200 m2 w dwóch wariantach: w pierwszym odniesiemy się do starego budynku z wymienionymi oknami, którego zapotrzebowanie cieplne wynosi 130 W/m2, a w drugim – do domu wybudowanego po roku 2021 zgodnie z najnowszymi standardami, który ma zapotrzebowanie cieplne na poziomie 40 W/m2.
- Przypadek 1 (dom stary): 200 m2 x 130 W/m2 = 26 000 W, czyli 26 kW.
- Przypadek 2 (dom nowy energooszczędny): 200 m2 x 40 W/m2 = 8 000 W, czyli 8 kW.
Zauważ, że wykonaliśmy dobór pompy ciepła do dwóch budynków o tej samej powierzchni, jednak parametry pompy ciepła, które otrzymaliśmy, są całkowicie odmienne. To dobitnie pokazuje, że nie da się odpowiedzieć na pytanie o dopasowanie mocy pompy do powierzchni domu bez odniesienia do konkretnego budynku.
Jednocześnie zwracamy w tym miejscu uwagę na fakt, że podane wyżej obliczenia są orientacyjne i należy je traktować wyłącznie jako pewną wskazówkę. Dokładna moc grzewcza powinna być obliczona przez doświadczonego i akredytowanego audytora, który weźmie pod uwagę dodatkowo typ pompy, specyfikę instalacji czy wydajność pompy ciepła przy dużych mrozach.
Montaż pompy ciepła – na co zwrócić uwagę?
Dobierając pompę ciepła do powierzchni budynku, warto też zwrócić uwagę na dwa współczynniki: COP (Coefficient of Performance) oraz SCOP (Seasonal Coefficient of Performance). Odgrywają kluczową rolę w doborze pompy ciepła do efektywnego ogrzewania lub chłodzenia budynku.
Współczynnik COP określa efektywność pompy ciepła podczas ogrzewania, czyli ilość ciepła dostarczonego do budynku w stosunku do ilości energii elektrycznej zużytej przez pompę. Im wyższy COP, tym bardziej efektywna jest pompa ciepła. Z kolei SCOP określa efektywność pompy ciepła przez cały sezon grzewczy, uwzględniając zmienne warunki zewnętrzne. W praktyce dobierając pompę ciepła do powierzchni budynku, należy zwrócić uwagę na oba te współczynniki, aby zapewnić optymalną wydajność i minimalny koszt eksploatacji systemu ogrzewania lub chłodzenia.
Mała powierzchnia budynku – z jakimi ograniczeniami może się wiązać?
Czy stosunkowo niewielka powierzchnia domu może wymusić na Tobie kupno konkretnego rodzaju pompy ciepła? Wiele zależy od indywidualnych preferencji Twoich i Twoich bliskich, jednak rzeczywiście w niektórych sytuacjach metraż domu może mieć wpływ na to, czy lepszym wyborem będzie pompa ciepła split czy monoblok.
Pompa ciepła typu split charakteryzuje się obecnością dwóch jednostek: jednej znajdującej się na zewnątrz budynku, a drugiej – wewnątrz. Oznacza to, że w domu powinno znaleźć się specjalne pomieszczenie niemieszkalne. Może to być nawet niewielkie pomieszczenie gospodarcze, jednak niewątpliwie jest ono kluczowe. W domach o małej powierzchni może to być problematyczne, dlatego w takich okolicznościach rekomendowanym rozwiązaniem bywa pompa ciepła typu monoblok, w której wszystkie elementy znajdują się w obudowie zewnętrznej.
Z drugiej strony, dom mający stosunkowo dużą powierzchnię zabudowy także może wymusić w pewnym stopniu zastosowanie konkretnych rozwiązań przy doborze pompy ciepła. Przykładowo, jeżeli układ pomieszczeń w domu oraz położenie budynku na działce budowlanej wymusi montaż jednostki wewnętrznej pompy ciepła split w dużej odległości od jednostki zewnętrznej, konieczne może być wybranie urządzenia o większej mocy grzewczej. Wydłużenie ścieżki chłodniczej osłabia bowiem efektywność pompy.
Dobór pompy ciepła do powierzchni domu – jak do tego podejść?
W dzisiejszych czasach coraz większą uwagę przywiązuje się do wyboru odpowiednich rozwiązań grzewczych, które nie tylko zapewnią komfort termiczny, ale także będą ekologiczne i oszczędne. Pompa ciepła jak najbardziej wpisuje się w te trendy, jednak tylko wtedy, gdy jest odpowiednio dobrana do powierzchni domu. Dlatego kluczowe jest to, by rozsądnie podejść do inwestycji, dokładnie analizując wszystkie czynniki, które mogą wpłynąć na wydajność pompy i efektywność systemu grzewczego. W tym celu skontaktuj się z naszymi specjalistami YORK: pomożemy Ci dobrać optymalną moc pompy ciepła!
