Montaż pompy ciepła - z czym się wiąże?

Przed montażem: obliczenie zapotrzebowania energetycznego i mocy pompy

Prace montażowe muszą być poprzedzone audytem i obliczeniami, aby dobrać odpowiednie urządzenie dostosowane do budynku i jego użytkowników. Kluczowym parametrem jest zapotrzebowanie energetyczne budynku. Obliczenie tego zapotrzebowania zależy od wielu czynników, takich jak powierzchnia użytkowa, lokalizacja, zastosowane materiały budowlane i ich współczynnik przenikania ciepła (U).

Proces obliczania zapotrzebowania na ciepło budynku jest złożony i zależy od wielu zmiennych. Dla przykładu energooszczędny dom jednorodzinny o powierzchni 180 m² w Warszawie zamieszkany przez 5-osobową rodzinę (zużycie wody: 60 l / os. / doba; temp. c.w.u. 45°C), ma roczne zapotrzebowanie energetyczne 13,460 kWh (9000 kWh na ogrzewanie i 4460 kWh na ciepłą wodę).

Dobór mocy pompy ciepła (Pg) wymaga uwzględnienia zapotrzebowania energetycznego, liczby godzin pracy i współczynnika COP. Dla pompy powietrznej o COP = 3.0 pracującej 2000 godzin rocznie Pg wynosi około 2,24 kW, co jest niewystarczające. Uwzględniając maksymalne zapotrzebowanie na moc grzewczą (50-70 W/m²), moc szczytowa wynosi 12,6 kW. Zaleca się zatem pompę ciepła o mocy 10-12 kW, np. Vitocal 252-A, pompę hybrydową Vitocal 250-AH czy Vitocal 200-A.

Montaż pompy ciepła – na czym polega?

Instalacja grzewcza z pompą ciepła obejmuje trzy główne elementy: dolne źródło ciepła, urządzenie grzewcze oraz górne źródło ciepła. Rodzaj pompy warunkowany jest dolnym źródłem ciepła, czyli miejscem, z którego pobierana jest energia cieplna ogrzewająca czynnik chłodniczy w obiegu zamkniętym pompy. Źródłem tym mogą być powietrze, grunt lub wody gruntowe, stąd trzema podstawowymi typami pomp ciepła są: powietrzne, gruntowe oraz wodne.

W domach jednorodzinnych stosuje się najczęściej pompy gruntowe lub powietrzne. Wybór konkretnego urządzenia wpływa na specyfikę jego montażu oraz związane z nim koszty. Pompy gruntowe są efektywniejsze od powietrznych, jednak instalacja takich urządzeń jest bardziej kosztowna, ponieważ wiąże się z koniecznością spełnienia specjalnych wymagań montażowych.

Montaż gruntowej pompy ciepła

Urządzenia tego typu wykorzystują do celów grzewczych energię zakumulowaną w gruncie. Jest to stosunkowo stabilne źródło, nawet gdy na zewnątrz panuje niska temperatura. Dzięki temu pompy gruntowe mogą pracować efektywnie również w okresie wysokich mrozów bez konieczności stosowania tzw. szczytowego źródła ciepła wspomagającego ich pracę (np. grzałki elektrycznej czy kotła). Urządzenia te mogą również pasywnie chłodzić pomieszczenia w okresie letnim.

Wysoka efektywność pomp gruntowych ma jednak swoją cenę – ich montaż wymaga wykonania dolnego źródła ciepła: wymiennika pionowego (kolektorów) lub pionowego (sonda). Pierwszy jest tańszy, ale wymaga rozległej działki. Drugi może być zastosowany przy ograniczonej powierzchni, jednak wiąże się z potrzebą wykonania głębokich odwiertów, a to wymaga uzyskania odpowiednich pozwoleń oraz zwiększa koszty inwestycji.

W zależności od wybranego źródła montaż pompy gruntowej może przebiegać następująco:

• Pompa gruntowa z kolektorem pionowym: Na początku wybiera się lokalizację i wykonuje pionowe odwierty o głębokości ok. 70-150 metrów, w które wprowadza się sondy geotermalne. Następnie sondy są wypełniane materiałem przewodzącym ciepło i podłączane do pompy ciepła wewnątrz budynku. Po instalacji systemu wewnętrznego całość jest uruchamiana, napełniana płynem roboczym i przeprowadzane są testy działania.
• Pompa ciepła z kolektorem poziomym: wymagane jest wykonanie wykopów o głębokości ok. 1,4-2 metra na dużej powierzchni działki, gdzie umieszcza się rury kolektora poziomego. Kolektory są następnie podłączane do systemu hydraulicznego, a wykopy zostają zasypane i zagęszczone. Następnie, po połączeniu rur z pompą ciepła wewnątrz budynku, system jest napełniany płynem roboczym, uruchamiany i testowany pod kątem sprawności.

Montaż powietrznej pompy ciepła

Pompy powietrzne dzielą się na dwie podkategorie: powietrze/powietrze i powietrze/woda. Pierwsze to nic innego jak klimatyzatory z funkcją grzania, drugie – systemy ogrzewania wody w budynku, połączone z instalacją centralnego ogrzewania (np. ogrzewaniem podłogowym czy grzejnikami). Ponadto pompy ciepła powietrze/woda dzielą się na urządzenia typu split i monoblok (Zobacz: Powietrzna pompa ciepła: monoblok kontra Split). W pierwszych układ chłodniczy rozdzielony jest na dwie jednostki - wewnętrzną i zewnętrzną, w drugim układ chłodniczy zamyka się w kompaktowej obudowie jednej jednostki.

Powietrzne pompy ciepła są mniej efektywne, ale tańsze i mniej skomplikowane w montażu, niż pompy gruntowe, stąd decyduje się na nie większość inwestorów: właścicieli domów jednorodzinnych. Dolne źródło ciepła w tego typu urządzeniach stanowi powietrze zewnętrzne, a temperatura wody uzyskiwana z takiej instalacji może sięgać nawet 60°C. Pompy powietrzne zaspokajają wymagania energetyczne większości domów, funkcjonując jako systemy samodzielne lub współpracując z uzupełniającym źródłem ciepła.

Montaż powietrznej pompy ciepła zależy od tego, czy decydujemy się na urządzenie typu split, czy monoblok:

• Monoblok: Jednostkę monoblokową montuje się na zewnątrz budynku – na solidnym podłożu. Następnie prowadzi się rury hydrauliczne do systemu grzewczego w budynku, a potem podłącza zasilanie elektryczne. Po podłączeniu hydrauliki do systemu wewnętrznego należy napełnić układ wodą, uruchomić pompę i przeprowadzić testy działania.
• Split: jednostkę zewnętrzną umieszcza się na na zewnątrz budynku, wewnętrzną – w kotłowni lub innym wybranym pomieszczeniu. Następnie prowadzi się pomiędzy nimi rury chłodnicze i przewody elektryczne. Potem uzupełnia się pompę czynnikiem chłodniczym, uruchamia i testuje.

Bez względu na typ konstrukcji montaż pompy powietrznej jest zdecydowanie mniej skomplikowany, niż w przypadku pomp gruntowych czy wodnych. Nie wymaga odwiertów, posiadania rozległej działki, pozwoleń czy dostępu do źródeł geotermalnych. Należy jednak zaznaczyć, że instalator urządzeń typu split musi posiadać tzw. uprawnienia f-gazowe. Taki wymóg nie występuje w przypadku urządzeń monoblokowych, gdzie nie ingeruje się w układ chłodniczy podczas montażu.

Ile kosztuje montaż pompy ciepła?

Cena montażu pompy ciepła zależy od kilku czynników, takich jak: rodzaj urządzenia, zakres prac instalacyjnych, wybór urządzeń i komponentów dodatkowych (w tym ich marki oraz modelu), kosztów projektowych i administracyjnych. Trudno jednoznacznie wskazać, ile kosztuje montaż w przypadku pompy powietrznej, a ile w przypadku gruntowej czy wodnej, ponieważ są to kwestie indywidualne. W istocie koszt zakupu i montażu pompy ciepła wcale nie przewyższa wydatków związanych z inwestycją w kompletną kotłownię gazową czy piec na pellet – zwłaszcza że na zakup i montaż pomp można otrzymać niemałą dotację.