Jak dobrać moc pompy ciepła?

Pompa ciepła jest ekologicznym i oszczędnym rozwiązaniem, jeżeli chodzi o ogrzewanie domu czy budynku. Niemniej jednak źle dopasowana pod kątem mocy, może nas narazić na wyższe rachunki za prąd niż się spodziewaliśmy. Dlatego tak ważną rzeczą jest dobór urządzenia o parametrach wydajnościowych dopasowanych do naszych potrzeb. 

Omówmy te czynniki po kolei.

Na etapie projektowania domu, projektant zazwyczaj wyznacza zapotrzebowanie cieplne poszczególnych stref budynku. Jeżeli jednak nie mamy takiej informacji, możemy skorzystać z danych zawartych w poniższej tabelce.

Tabela przedstawia zapotrzebowanie na moc cieplną budynku w zależności od grubości zastosowanej izolacji termicznej. Obecnie dla energooszczędnych domków jednorodzinnych stosujemy izolację z wełny mineralnej o grubości 12-15 cm. Zatem współczynnik cieplny dla nowopowstałego domu o izolacji termicznej 15 cm wyniesie ok. 40 W/m2.

Powierzchnia domku jednorodzinnego pomoże nam obliczyć całkowite zapotrzebowanie cieplne naszego domku. Obecnie budowane półbliźniaki, szeregowce lub domki wolnostojące mają powierzchnię 80 m2- 160 m2. Dlatego do naszego schematu obliczeniowego możemy przyjąć powierzchnię domu np. 120 m2.

Pompy ciepła na ogół spełniają dwie funkcje. Służą jako źródło ciepła dla samego budynku, jak i do podgrzania ciepłej wody użytkowej (C.W.U). W tym ostatnim wypadku ma znaczenie ile osób mieszka w naszym domu, ponieważ wpływa to na zużycie wody.

Na podstawie liczby domowników określamy moc potrzebną do podgrzania wody w naszym domu. Na ogół przyjmuje się wartość 250 W na jedną osobę. Zatem gospodarstwo domowe liczące sobie 4 osoby potrzebuje ok. 1 kW na podgrzanie C.W.U.

Powietrzne pompy ciepła mają to do siebie, że ich wydajność zależy od temperatury zewnętrznej. Im niższa temperatura na zewnątrz, tym bardziej ich sprawność spada. Producenci pompy ciepła projektują swoje urządzenia tak, aby pracowały nawet w temperaturze na zewnątrz – 20°C. Niemniej jednak jej parametry wydajnościowe, gdy na dworze mamy aż taki mróz, będą zdecydowanie mniejsze od nominalnych. Stąd pompy ciepła mają różną wydajność COP dla różnych zakresów temperatur.

Niespecjalnie nas to jednak interesuje przy doborze mocy grzewczej pompy. Tutaj ważna jest nie jej wydajność, ale to, ile ciepła jest w stanie zapewnić w najzimniejszedni w roku. Oczywiście nie mówimy tutaj 25 stopniach C podczas zimy stulecia, tylko o zapewnienie komfortu cieplnego w statystycznie wyliczone najzimniejsze dni w roku.

Skoro już znamy wszystkie czynniki wpływające na zapotrzebowanie w ciepło, zobaczmy, jak w łatwy sposób możemy wybrać właściwą dla nas pompę.

Producenci pomp ciepła podają parametry wydajnościowe swoich urządzeń dla warunków klimatycznych danej okolicy. Na etykiecie energetycznej mamy przedstawione orientacyjne parametry mocy urządzenia, przeprowadzonych na podstawie analiz temperaturowych określonego regionu. Zatem szacunkową moc urządzenia dla naszego regionu klimatycznego możemy odczytać z etykiety energetycznej.

Mamy podaną:

• powierzchnię naszego domu, która wynosi w tym przypadku 120 m2
• zapotrzebowanie cieplne budynku to 40 m/W2 . Przyjęliśmy, że domek został ocieplony wełną mineralną o grubości 15 cm.
• źródło ciepła- wodne ogrzewanie podłogowe o temp. nominalnej 35°C
• liczba domowników to 4 osoby.

Zatem wstępnie możemy obliczyć wymaganą moc grzewczą (Pg) naszej pompy ciepła. Powierzchnię domu (120 m2) mnożymy przez wskaźnik zapotrzebowania mocy (40 m/W2).

120 x 40= 4800 W= 4,8 kW

Do tego należy doliczyć jeszcze zapotrzebowanie na moc grzewczą, potrzebną do podgrzania C.W.U. W domu mieszkają 4 osoby. Zatem 250 W x 4 = 1 kW energii cieplnej, potrzebnej na zaopatrzenie mieszkańców w ciepłą wodę użytkową.

Dodając moc grzewczą 4,8 kW + 1 kW mocy grzewczej C.W.U., otrzymujemy 5,8 kW, czyli całkowitą moc naszej pompy ciepła, która zapewni nam pełen komfort cieplny w naszym domu.

W tym konkretnym przypadku pompa ciepła Airmax 9GT będzie dobrym rozwiązaniem, bo jak wynika z etykiety energetycznej, ma moc grzewczą równą 6 kW.

Przy obliczaniu mocy grzewczej pompy ciepła bierzemy również pod uwagę tzw. współczynnik biwaletności [Kb]. Parametr ten określa na ile nasza pompa ciepła ma nam pokryć zapotrzebowanie cieplne w naszym domu. Jeżeli ma ona ma być jednym źródłem ciepła w naszym domu, to wtedy Kb=1, jak w tym konkretnym przypadku. Gdy nasza pompa ciepła ma współpracować z innymi źródłami ciepła, to ten współczynnik odpowiednio się zmieni. Na przykład, gdy urządzenie ma zaspokoić nasze potrzeby cieplne w 70 % i będzie do niego podłączone jeszcze wspomagające źródło ciepła (np. grzałka elektryczna), to w tym przypadku kb=0,7.

Zatem wzór na moc grzewczą pompy ciepła ostatecznie wynosi:

Pg= Kc x pow. domu x Kb + Pcwu

gdzie:

• Pg- moc grzewcza pompy ciepła
• Kc-współczynnik cieplny
• Kb- współczynnik biwalentności
• Pow.domu- powierzchnia domu
• Pcwu-moc cieplna podgrzania CWU

Obliczeniowa moc grzewcza pompy ciepła jest wartością orientacyjną, która pomoże nam skierować nasze poszukiwania w kierunku urządzeń w obszarze konkretnych parametrów wydajnościowych. Znając moc grzewczą Pg, dobierz urządzenie o mocy większej lub równej obliczonej wartości.