Pompa ciepła do ciepłej wody: osobne urządzenie w kotłowni

Urządzenie tylko do wody, czyli co to właściwie jest

Pompa ciepła do ciepłej wody użytkowej to komplet zamknięty w jednej obudowie: sprężarka, parownik z wentylatorem, skraplacz i zbiornik na wodę o pojemności zwykle od dwustu do trzystu litrów. Z zewnątrz wygląda jak wysoki, smukły zasobnik z nadstawką, w której siedzi część chłodnicza. W katalogach znajdziesz ją jako podgrzewacz z pompą ciepła albo pompę ciepła powietrze-woda przeznaczoną do CWU.

Różnica wobec pompy ogrzewającej dom nie sprowadza się do rozmiaru. Urządzenie grzewcze oddaje ciepło do wody krążącej w instalacji i musi nadążać za pogodą, więc jego moc wynika z zapotrzebowania budynku w najzimniejszy projektowy dzień. Urządzenie do ciepłej wody nie dotyka instalacji grzewczej w ogóle. Podgrzewa tę wodę, którą pijesz i którą się myjesz, pracuje z mocą rzędu pojedynczych kilowatów, a tempo pracy narzuca mu rytm dnia domowników, a nie krzywa grzewcza.

Z tego wynika druga cecha: takie urządzenie pracuje przez okrągły rok w podobnym rytmie. Kocioł latem stoi, pompa grzewcza latem stoi albo chłodzi, a liczba pryszniców w lipcu jest mniej więcej taka sama jak w styczniu. Osobna pompa do wody obsługuje więc dokładnie tę część rachunku, która nie znika po wyłączeniu ogrzewania, i robi to niezależnie od tego, co grzeje dom.

Sprężarka jest w środku mała, więc ładowanie zbiornika trwa godzinami, a nie kilkanaście minut. To nie jest niedoróbka, tylko założenie konstrukcyjne. Urządzenie ma pracować wolno i tanio między szczytami poboru, korzystając z tego, że woda spokojnie poczeka w zbiorniku. Konsekwencją jest to, że pojemność ma tu większe znaczenie niż przy kotle, bo zapas musi wystarczyć na cały poranek.

Co znajdziesz w środku typowego urządzenia tej klasy:

• Obieg chłodniczy z małą sprężarką, parownikiem i wentylatorem, zamknięty i napełniony fabrycznie. Na budowie nie ma czego lutować ani uzupełniać.
• Skraplacz, najczęściej nawinięty na zewnętrznym płaszczu zbiornika, czyli poza wodą użytkową. Nie ma tu klasycznej spirali zanurzonej w wodzie, więc nie ma też powierzchni, na której odkładałby się kamień od strony wody.
• Grzałka elektryczna do dogrzewania powyżej zakresu sprężarki i do cyklu antybakteryjnego.
• Anoda i osprzęt sanitarny dokładnie taki sam, jakiego wymaga zwykły zasobnik, razem z zaworem bezpieczeństwa i naczyniem do wody użytkowej.
• Sterownik z zegarem, trybem urlopowym i najczęściej wejściem na sygnał zewnętrzny z falownika.
• W części modeli dodatkowa wężownica pod drugie źródło ciepła: kocioł, kominek z płaszczem wodnym albo kolektory słoneczne.

Sam zbiornik, jego pojemność, anodę i cyrkulację rozkładamy na części w poradniku Zasobnik ciepłej wody: jak dobrać. Tu zajmujemy się urządzeniem, które go napełnia ciepłem.

Skąd bierze ciepło: trzy sposoby na powietrze

Urządzenie potrzebuje stałego strumienia powietrza, z którego odbierze energię. Skąd ten strumień przychodzi i dokąd wraca po schłodzeniu, to najważniejsza decyzja w całym temacie, bo przesądza jednocześnie o sprawności, o tym, co dzieje się z pomieszczeniem, i o tym, gdzie w ogóle wolno urządzenie postawić.

Wariant pierwszy to powietrze z pomieszczenia, w którym urządzenie stoi. Zasysa je z kotłowni, piwnicy albo garażu i tam samo oddaje strumień już wychłodzony. Montaż jest wtedy najprostszy, bez przewiertów przez ścianę. Warunek brzmi: w tym pomieszczeniu musi być z czego brać. Zimą powietrze w nieogrzewanej piwnicy trzyma temperaturę wyraźnie dodatnią, wyższą niż na dworze, i to jest realna przewaga tego wariantu nad braniem powietrza z zewnątrz.

Wariant drugi to powietrze zewnętrzne doprowadzone kanałami. Do urządzenia dokłada się dwa przewody wyprowadzone przez ścianę: jednym wchodzi powietrze z dworu, drugim wychodzi to samo powietrze, tylko chłodniejsze. Pomieszczenie zostaje wtedy nietknięte, można więc postawić urządzenie w ciasnej kotłowni bez oglądania się na jej wielkość. Płacisz za to w dwóch miejscach. Opór kanałów obciąża wentylator, więc producent podaje maksymalną długość przewodów i dopuszczalną liczbę kolan, a każde załamanie zjada część zapasu. Drugie ograniczenie to zima: poniżej granicznej temperatury powietrza wlotowego sprężarka przestaje pracować i zbiornik ładuje sama grzałka.

Przy kanałach warto z góry przemyśleć dwie rzeczy, o których łatwo zapomnieć przy wierceniu otworów. Strumień opuszczający urządzenie jest zimny i wilgotny, więc wyrzutni nie kieruje się nad chodnik, nad taras ani w wąskie przejście przy ścianie, gdzie zimą powstanie oblodzenie. Czerpni z kolei nie umieszcza się tuż nad gruntem ani w miejscu, w którym zasypie ją śnieg.

Wariant trzeci to powietrze wywiewane z wentylacji. Urządzenie wpina się w instalację wywiewną i odbiera ciepło z powietrza usuwanego z kuchni, łazienek i pralni. Jest to najbardziej stabilne źródło z całej trójki, bo powietrze z wnętrza domu ma przez cały rok podobną, dodatnią temperaturę, a przy okazji niesie sporo wilgoci, która przy wykraplaniu oddaje dodatkową porcję energii. Wymaga jednak, żeby strumień wywiewu był ciągły i wystarczająco duży, a cała wentylacja została policzona razem z tym urządzeniem, a nie po jego dołożeniu.

Tu pojawia się zastrzeżenie, które w domach z rekuperacją rozstrzyga sprawę. Centrala z odzyskiem ciepła zabiera z powietrza wywiewanego to, co da się zabrać, i oddaje do nawiewu. Jeśli za nią wpięte zostanie drugie urządzenie liczące na ten sam strumień, oba będą dzielić między siebie tę samą pulę energii, zamiast dokładać coś do bilansu. Wybiera się wtedy jedno albo drugie, świadomie, a nie ustawia je szeregowo.

Część urządzeń pozwala te warianty łączyć albo przełączać sezonowo: latem brać powietrze z piwnicy, bo jej schłodzenie i osuszenie jest wtedy zyskiem, a zimą przejść na kanały albo odwrotnie. Kosztuje to więcej przy zakupie i wymaga i tak wykonania kanałów, ale w budynku, w którym oba warianty mają swoje pory roku, bywa najrozsądniejszym wyborem.

Trzy źródła powietrza dla pompy ciepła do ciepłej wody i to, czego każde z nich wymaga.

Źródło powietrza	Co daje	Czego wymaga
Powietrze z pomieszczenia	Najprostszy montaż, zimą źródło cieplejsze niż powietrze z dworu, przy okazji osuszenie piwnicy	Odpowiednia kubatura, dopływ powietrza z reszty budynku i zgoda na niższą temperaturę w tym pomieszczeniu
Powietrze zewnętrzne kanałami	Pomieszczenie zostaje bez zmian, urządzenie mieści się także w ciasnej kotłowni	Dwa przewierty, ograniczona długość i liczba kolan, spadek wydajności w mrozy i przejście na grzałkę poniżej granicy pracy
Powietrze wywiewane z wentylacji	Najbardziej stabilne źródło, dodatnia temperatura i wilgoć przez cały rok	Ciągły i wystarczający strumień wywiewu, projekt wentylacji uwzględniający to urządzenie, brak rekuperatora na tym samym strumieniu
Źródło przełączane sezonowo	Latem chłodzenie piwnicy, zimą powietrze stamtąd, skąd akurat opłaca się je brać	Droższe urządzenie, sterowanie przełączaniem i mimo wszystko komplet kanałów

Jak układa się bilans nawiewu i wywiewu oraz co centrala potrafi odzyskać, opisujemy w poradniku Rekuperacja w domu jednorodzinnym.

Wychłodzona i osuszona kotłownia: raz zaleta, raz problem

Mechanizm jest prosty i wart zrozumienia, bo z niego wynika wszystko, co dalej. Urządzenie nie tworzy ciepła, tylko je przenosi. Każda porcja energii, która trafia do wody, w większości została wcześniej zabrana z powietrza. Strumień opuszczający obudowę jest więc chłodniejszy od tego, który wszedł, i suchszy, bo na wychłodzonym parowniku część pary wodnej się wykrapla. Skroplina spływa do tacki i musi mieć dokąd odpłynąć.

Schłodzenie pojedynczego strumienia jest niewielkie, rzędu kilku stopni, ale idzie przez wiele godzin dziennie. W dużej piwnicy połączonej z resztą domu różnica bywa niezauważalna. W małej, zamkniętej kotłowni czuje się ją ręką po kilku dniach pracy, a termometr pokazuje ją jeszcze wcześniej. To samo dotyczy wilgotności: urządzenie działa w tym pomieszczeniu jak osuszacz pracujący w tle.

Bywa to zaletą i to wcale nie marginalną. Sytuacje, w których schładzanie i osuszanie gra na Twoją korzyść:

• Piwnica, w której wilgoć jest osobnym problemem, a na ścianach pojawia się wykwit albo zapach stęchlizny. Osuszanie dostajesz wtedy jako produkt uboczny podgrzewania wody, zamiast kupować osuszacz, który sam w sobie jest odbiornikiem prądu.
• Pralnia albo suszarnia. Chłodniejsze i suchsze powietrze przyspiesza schnięcie prania skuteczniej niż powietrze ciepłe i nasycone parą.
• Garaż, do którego samochód wjeżdża zimą ze śniegiem i wodą, a wilgoć nie ma jak z niego wyjść.
• Pomieszczenie gospodarcze przylegające latem do części mieszkalnej, gdzie kilka stopni mniej nikomu nie przeszkadza, a bywa mile widziane.
• Kotłownia z kotłem na paliwo stałe i składem opału obok, w której latem i tak jest cieplej niż w reszcie domu.

I bywa kosztem, którego nie widać na pierwszy rzut oka, bo nie pojawia się jako osobna pozycja na rachunku, tylko jako wyższe zużycie w zupełnie innym miejscu:

• Pomieszczenie leży wewnątrz ogrzewanej bryły budynku. Zimą ciepło, które urządzenie zabiera z powietrza, przed chwilą dostarczyło tam ogrzewanie. Odzyskujesz wtedy energię, za którą już raz zapłaciłeś, a koszt przesuwa się z podgrzewu wody na ogrzewanie, zamiast maleć.
• W kotłowni stoi kocioł pobierający powietrze do spalania z pomieszczenia. Urządzenie wprowadza w tej samej przestrzeni stały ruch powietrza, więc warunki pracy kotła i wentylacji kotłowni trzeba sprawdzić razem, a nie osobno. To pytanie do osoby znającej wymagania dla pomieszczeń z kotłami, a nie do rozstrzygnięcia na oko.
• Temperatura w pomieszczeniu schodzi zimą poniżej dolnej granicy pracy sprężarki podanej w karcie katalogowej. Urządzenie przechodzi wtedy na grzałkę dokładnie w tych miesiącach, w których woda z wodociągu jest najzimniejsza i pracy jest najwięcej.
• Przy ścianach biegną rury wodne, a pomieszczenie jest nieogrzewane i przylega do gruntu albo do ściany zewnętrznej. Kilka stopni w dół zbliża je wtedy do granicy zamarzania.
• Pomieszczenie jest małe i szczelnie zamknięte. Powietrze wychładza się w nim szybciej, niż napływa nowe, więc urządzenie zaczyna pracować na coraz gorszym źródle, które samo sobie wytworzyło.

Reguła, która porządkuje te dwie listy, brzmi tak: schładzanie jest zyskiem tam, gdzie ciepło w tym pomieszczeniu wzięło się z niczego albo jest niechciane, a kosztem tam, gdzie ktoś je wcześniej wytworzył i za nie zapłacił. Piwnica ogrzewana ciepłem gruntu i przegrzana latem należy do pierwszej kategorii. Kotłownia w środku ocieplonego domu należy do drugiej.

Kubatura, przepływ powietrza i miejsce ustawienia

Dla pracy na powietrzu z pomieszczenia producent podaje minimalną kubaturę. Wartości zaczynają się zwykle od kilkunastu metrów sześciennych i w wielu modelach sięgają dwudziestu kilku, ale sama liczba jest tylko wygodnym przełożeniem drugiego, ważniejszego wymagania: minimalnego strumienia powietrza przechodzącego przez urządzenie, podawanego w metrach sześciennych na godzinę. Kubatura mówi, ile powietrza jest do dyspozycji, strumień mówi, ile trzeba go przepuścić w ciągu godziny.

Kubaturę liczy się od podłogi do sufitu po obrysie pomieszczenia i odejmuje to, co realnie zajmuje w nim miejsce: kocioł, zasobnik, regały, skład opału. Jeżeli wynik ociera się o granicę, są dwa wyjścia. Pierwsze to powiększenie przestrzeni, z której urządzenie czerpie, przez połączenie pomieszczenia z sąsiednim kratką przepływową albo podcięciem drzwi. Drugie to przejście na wariant kanałowy, w którym kubatura przestaje mieć znaczenie.

Metry sześcienne to jednak nie wszystko, bo liczy się też, czy pomieszczenie ma skąd uzupełniać zabrane ciepło. Piwnica połączona z resztą domu otwartą klatką schodową zachowuje się jak jedna duża przestrzeń i wychładza się powoli. Kotłownia z uszczelnionymi drzwiami zachowuje się jak pudełko, w którym urządzenie po kilku godzinach pracuje już na własnym, schłodzonym powietrzu. Dlatego przy ocenie miejsca patrzymy nie tylko na wymiary, ale i na to, czy powietrze ma tam którędy krążyć.

Pozostałe warunki, które sprawdza się przed zamówieniem konkretnego modelu, a nie po jego przywiezieniu:

• Wysokość pomieszczenia. Urządzenie ma zwykle około dwóch metrów, a nad nim trzeba jeszcze zostawić przestrzeń na wyjęcie anody i dostęp do części chłodniczej. W niskiej piwnicy bywa to warunek rozstrzygający, a ratunkiem są wersje o mniejszej wysokości albo anoda segmentowa.
• Nośność podłoża i droga wniesienia. Zbiornik napełniony wodą waży kilkaset kilogramów, a pusty korpus trzeba jeszcze przenieść przez drzwi i schody, często w budynku już wykończonym.
• Odpływ kondensatu prowadzony ze stałym spadkiem, z syfonem. Bez niego woda z tacki trafia na podłogę kotłowni, a w nieogrzewanym pomieszczeniu potrafi w rurce zamarznąć.
• Zasilanie elektryczne wykonane zgodnie z dokumentacją. Sprężarka pobiera niewiele, ale załączenie grzałki podnosi pobór skokowo i to ono wyznacza dobór obwodu.
• Przestrzeń serwisowa z boków i z przodu, według wymiarów z instrukcji, a nie według tego, ile miejsca akurat zostało między kotłem a ścianą.
• Odległość od ściany po stronie wlotu i wylotu powietrza. Urządzenie wciśnięte w narożnik zaczyna zasysać własny, schłodzony strumień. To ten sam błąd, który psuje pracę jednostki zewnętrznej wstawionej w ciasną wnękę, tylko rozegrany wewnątrz budynku.

Hałas jest przy tym urządzeniu innym tematem niż przy pompie ogrzewającej dom, bo źródło dźwięku stoi wewnątrz budynku. Na granicy działki nikt go nie usłyszy, za to słychać go w pomieszczeniu obok i nad kotłownią. Składają się na niego dwie rzeczy naraz: szum wentylatora, który rozchodzi się powietrzem i kanałami, oraz drgania sprężarki, które wchodzą w podłogę, w ścianę i w rury.

• Sprawdź, co jest nad kotłownią i za jej ścianą, zanim wybierzesz miejsce. Urządzenie pod podłogą sypialni albo przy ścianie pokoju dziecka to najczęstsza przyczyna późniejszych pretensji domowników.
• Podkładki wibroizolacyjne pod stopami i brak sztywnego kontaktu obudowy ze ścianą. Obudowa dociśnięta do muru przekazuje mu drgania wprost.
• Elastyczne odcinki na przyłączach wodnych, żeby drgania nie wchodziły w instalację i nie roznosiły się po całym domu.
• W wariancie kanałowym tłumik akustyczny na przewodzie i unikanie długich, prostych odcinków sztywnej blachy, które zachowują się jak rura głośnikowa.
• Zegar w sterowniku. Skoro ładowanie trwa godzinami, bez trudu przesuniesz je poza czas snu. To najtańszy ze sposobów na ciszę i w większości domów wystarcza.

Jak czyta się poziom mocy akustycznej i co słychać na granicy działki przy pompie grzewczej, tłumaczymy w tekście Hałas pompy ciepła: ile realnie słychać.

Temperatura pracy, grzałka i ochrona przed Legionellą

Sprężarka w takim urządzeniu ma swój sufit temperaturowy, zapisany w karcie katalogowej. W typowych modelach woda podgrzana samą sprężarką osiąga temperaturę w zupełności wystarczającą do mycia i do zmywania, ale niższą od tej, jakiej wymaga cykl dezynfekcji termicznej. Różnicę pokrywa wbudowana grzałka i jest to rozwiązanie normalne, o ile pracuje rzadko.

Stąd bierze się najważniejsza zasada eksploatacji tego sprzętu. Im wyżej ustawisz temperaturę roboczą, tym większy udział grzałki w dobowym bilansie i tym niżej schodzi sprawność całości. Podkręcenie nastawu na maksimum, żeby wody było więcej, to najprostszy sposób na zamianę pompy ciepła w zwykły bojler elektryczny z wentylatorem. Jeżeli wody brakuje, skuteczniejsze jest przesunięcie godziny ładowania albo większy zbiornik niż wyższy nastaw.

Z drugiej strony granica jest też na dole. Urządzenie ma najlepszą sprawność, gdy pracuje na niskiej temperaturze, więc kusi, żeby zejść z nastawem możliwie nisko i tam zostać. Tyle że zbiornik trzymany stale w letniej wodzie to warunki, w których bakterie z rodzaju Legionella czują się najlepiej, a ryzyko rośnie tym bardziej, im rzadziej używasz części kranów. Optymalizacja sprawności i higiena ciągną tu w przeciwne strony i trzeba to rozstrzygnąć świadomie, a nie zostawić przypadkowi.

Rozstrzygnięciem jest osobna funkcja w sterowniku, wykonywana cyklicznie w zadanym dniu i o zadanej godzinie. Realizuje ją grzałka, bo sprężarka do tej temperatury nie dojdzie. W praktyce warto zwrócić uwagę na kilka rzeczy:

• Sprawdź w karcie, do jakiej temperatury urządzenie dochodzi samą sprężarką i od którego progu dokłada grzałkę. To jedna z niewielu liczb realnie różnicujących modele w tej kategorii.
• Ustaw cykl antybakteryjny na godziny, w których energia jest najtańsza albo pochodzi z własnych paneli. Skoro i tak zapłacisz za nią jeden do jednego, niech to będzie najtańsza godzina w tygodniu.
• Upewnij się, że cykl obejmuje całą objętość zbiornika, łącznie z dolną strefą, a jeśli masz pętlę cyrkulacyjną, to również ją. Podgrzanie samej góry zostawia najzimniejszą część nietkniętą.
• Zaplanuj termostatyczny zawór mieszający na wyjściu. Po cyklu woda w zbiorniku jest gorętsza niż na co dzień, a zawór utrzymuje w bateriach stałą temperaturę niezależnie od tego, co dzieje się w środku.
• Na dłuższy wyjazd włącz tryb urlopowy i wykonaj cykl po powrocie, zamiast utrzymywać ciepłą wodę dla pustego domu przez dwa tygodnie.

Osobno warto pamiętać, że pod względem sanitarnym to nadal zwykły zbiornik na wodę użytkową. Anoda zużywa się w nim tak samo, osad zbiera się na dnie tak samo, a przegląd wygląda podobnie, tylko dochodzi do niego czyszczenie parownika i sprawdzenie drożności odpływu kondensatu. Zapchany kurzem parownik to najczęstsza przyczyna wrażenia, że urządzenie z czasem zaczęło pracować dłużej i głośniej.

Co obejmuje przegląd i jak planować jego terminy, opisujemy w poradniku Przeglądy instalacji grzewczej.

Nadwyżka z fotowoltaiki, czyli gdzie to urządzenie wypada najlepiej

W rozliczeniu prosumenckim liczy się dziś przede wszystkim to, ile własnej energii zużyjesz u siebie, zamiast oddać ją do sieci i odkupić na innych warunkach. Kłopot polega na tym, że nadwyżka pojawia się w środku dnia, gdy dom bywa pusty, i trzeba mieć czym ją zagospodarować. Podgrzewanie wody jest jednym z niewielu odbiorników, które da się bez wysiłku przesunąć na tę porę, bo woda spokojnie poczeka w zbiorniku i nikt nie odczuje, o której godzinie została nagrzana.

Pompa ciepła nadaje się do tego lepiej niż zwykła grzałka i powód jest arytmetyczny. Grzałka zamienia kilowatogodzinę prądu w kilowatogodzinę ciepła, jeden do jednego. Pompa z tej samej kilowatogodziny wyciąga kilka razy więcej, bo większość energii bierze z powietrza. Ta sama nadwyżka nagrzewa więc kilkakrotnie więcej wody albo, patrząc odwrotnie, do naładowania tego samego zbiornika wystarczy kilkakrotnie mniejsza nadwyżka. Wiosną i jesienią, gdy produkcja jest umiarkowana, to bywa różnica między pełnym zbiornikiem a letnią wodą.

Jest też druga, rzadziej wymieniana zaleta. Sprężarka pobiera niewiele, rzędu kilkuset watów, więc urządzenie potrafi ruszyć z nadwyżki także w dzień pochmurny, gdy instalacja nie wyprodukuje dość, by uruchomić grzałkę czy ładowarkę samochodu. W autokonsumpcji odbiornik o małym poborze i długim czasie pracy jest wart więcej niż odbiornik duży, ale działający krótko.

Spięcie jednego z drugim można rozegrać na kilku poziomach, od zupełnie darmowego po sterowany sygnałem:

• Sam zegar w sterowniku, ustawiony na godziny największej produkcji. Nie kosztuje nic i w miesiącach z długim dniem załatwia większość efektu.
• Wejście na sygnał zewnętrzny, opisywane zwykle jako wejście fotowoltaiczne albo SG Ready. Falownik lub przekaźnik sterowany pomiarem oddawania do sieci zwiera styk w momencie pojawienia się nadwyżki, a urządzenie wtedy startuje.
• Podniesienie temperatury zadanej wyłącznie na czas nadwyżki. Zbiornik pracuje wtedy jak magazyn ciepła, a wieczorem korzystasz z tego, co powstało w południe.
• Blokada ładowania poza oknem produkcji, z wyjątkiem sytuacji, gdy woda naprawdę się skończy. Bez niej urządzenie i tak dogrzeje zbiornik wieczorem z sieci i cała strategia się rozjedzie.

Uczciwie trzeba dodać, na czym to połączenie się kończy. Zimą nie działa. W grudniu i styczniu produkcja jest niewielka, a ciepłej wody zużywasz tyle samo co w czerwcu, więc przez kilka miesięcy urządzenie pracuje z sieci. Fotowoltaika poprawia tu roczne saldo, a nie każdy miesiąc z osobna, i tak trzeba tę korzyść liczyć. Jeśli natomiast szukasz argumentu za konkretnym rozwiązaniem, to właśnie podgrzew wody jest tym odbiornikiem, który najłatwiej dopasować do własnej produkcji.

Czy taki zakup da się objąć programem wsparcia, zależy od aktualnej listy kosztów kwalifikowanych i od tego, czy przy okazji zmieniasz źródło ciepła w budynku. To pytanie sprawdza się w regulaminie obowiązującym w dniu składania wniosku, a nie rozstrzyga w poradniku, bo zakresy programów bywają korygowane.

Zasady rozliczenia i to, dlaczego autokonsumpcja waży dziś tyle co moc instalacji, wyjaśniamy w tekście Net-billing: rozliczenie prosumenta. Zakres naszych prac przy instalacjach opisujemy na podstronie Fotowoltaika.

Osobne urządzenie czy podgrzew z pompy grzewczej

Jeśli w domu stoi już pompa ciepła ogrzewająca budynek, wodę użytkową robi zwykle ona sama. Sterownik przestawia zawór trójdrogowy, urządzenie podnosi temperaturę zasilania i ładuje zasobnik przez wężownicę, po czym wraca do ogrzewania. Działa to poprawnie i w większości domów nie ma żadnego powodu, żeby dokładać drugą sprężarkę. Warto jednak wiedzieć, co ten układ kosztuje, bo dopiero wtedy porównanie ma sens.

• Tryb ciepłej wody wypada u pompy grzewczej najsłabiej z całego jej repertuaru, bo woda w zbiorniku ma być cieplejsza niż woda w podłogówce. Im większy udział tego trybu w roku, tym niżej schodzi średnia sezonowa całego urządzenia.
• Latem pompa grzewcza pracuje wyłącznie na wodę. Odbiera wtedy niewielkie porcje ciepła w krótkich cyklach, czyli w warunkach, w których urządzenie dobrane do ogrzania całego domu wypada najgorzej.
• Zimą ładowanie zasobnika przerywa ogrzewanie, bo priorytet ciepłej wody odcina na ten czas obieg grzewczy. W dobrze ocieplonym domu jest to niezauważalne, w słabo ocieplonym przy dużym mrozie bywa odczuwalne.
• Wąskim gardłem bywa powierzchnia wężownicy w zasobniku. Jeżeli jest za mała dla pracy przy niskim parametrze, sterownik nadrabia to podnoszeniem temperatury zasilania albo grzałką.

Osobne urządzenie zdejmuje wszystkie cztery pozycje naraz, bo ma własną, małą sprężarkę dobraną dokładnie do tego zadania i pracuje niezależnie od tego, co dzieje się z ogrzewaniem. W zamian dokłada swoje: drugi układ chłodniczy do serwisowania, kolejne miejsce w kotłowni, następny sterownik do ogarnięcia i stały pobór ciepła z pomieszczenia, o którym była mowa wyżej.

Dwa sposoby przygotowania ciepłej wody w domu, w którym pracuje pompa ciepła.

Kryterium	Podgrzew z pompy grzewczej	Osobna pompa do ciepłej wody
Praca latem	Duże urządzenie pracuje krótkimi cyklami tylko na wodę	Mała sprężarka dobrana do tego zadania, praca wolna i równomierna
Zima i mrozy	Ładowanie zbiornika przerywa ogrzewanie na czas podgrzewu	Ogrzewanie pracuje bez przerw, ale źródłem dla wody jest chłodniejsze powietrze
Miejsce w budynku	Zasobnik obok jednostki wewnętrznej, bez wymagań co do kubatury	Wysokie urządzenie plus wymagana kubatura pomieszczenia albo kanały powietrzne
Serwis i przeglądy	Jeden układ chłodniczy i jeden termin w roku	Dwa układy chłodnicze, do tego czyszczenie parownika i odpływu kondensatu
Sterowanie nadwyżką z paneli	Możliwe, ale tryb wody konkuruje z ogrzewaniem o ten sam sprzęt	Osobny odbiornik o małym poborze, łatwy do wpięcia w sygnał z falownika
Awaria źródła ogrzewania	Brak ogrzewania i brak ciepłej wody w tym samym momencie	Ciepła woda jest niezależna od tego, co grzeje dom

Sytuacje, w których osobne urządzenie broni się najmocniej, dają się wyliczyć dość konkretnie. Kocioł na paliwo stałe, który latem stoi wygaszony, a ciepłą wodę robi wtedy grzałka w zasobniku. Dom z kotłem gazowym, w którym przez pół roku jedynym zadaniem kotła jest kilkanaście krótkich startów dziennie na potrzeby prysznica. Budynek z dużą, wilgotną piwnicą, której osuszenie jest wartością samą w sobie. Instalacja fotowoltaiczna z nadwyżką, dla której brakuje sensownego odbiornika w środku dnia. W każdym z tych czterech przypadków korzyść jest podwójna, bo urządzenie nie tylko grzeje wodę taniej, ale zdejmuje przy okazji zadanie z tego źródła, które robiło to najgorzej.

Jak tryb ciepłej wody wpływa na roczny rachunek za pompę grzewczą, pokazujemy w tekście Ile kosztuje ogrzewanie pompą ciepła.

Kiedy osobna pompa do ciepłej wody nie ma sensu

To urządzenie ma wąski, ale realny obszar, w którym jest najlepszym możliwym wyborem. Poza nim bywa wydatkiem, który nic nie zmienia albo przesuwa koszt w inne miejsce. Poniżej sytuacje, w których mówimy wprost, że lepiej go nie kupować.

• Jedynym miejscem jest małe, szczelne pomieszczenie wewnątrz ogrzewanej części domu, a kanałów nie da się poprowadzić. Urządzenie zabiera wtedy ciepło, które wcześniej dostarczyło ogrzewanie, i całość sprowadza się do przesunięcia kosztu z jednej pozycji rachunku na drugą.
• W domu pracuje sprawna pompa ciepła z poprawnie dobranym zasobnikiem i wężownicą o odpowiedniej powierzchni. Zysk z drugiego urządzenia jest wtedy niewielki, a dokładasz kolejną sprężarkę, kolejny przegląd i kolejne miejsce w kotłowni.
• Zużycie ciepłej wody jest małe: jedna albo dwie osoby, prysznice, bez wanny. Wolno pracująca sprężarka ma wtedy niewiele do roboty, a stratę postojową dużego zbiornika ponosisz przez wszystkie dni w roku.
• Pomieszczenie schładza się zimą poniżej dolnej granicy pracy sprężarki. Urządzenie przechodzi wtedy na grzałkę akurat w miesiącach, w których woda z wodociągu jest najzimniejsza, czyli traci sens dokładnie wtedy, gdy jest najbardziej potrzebne.
• W tym samym pomieszczeniu stoi kocioł pobierający powietrze do spalania z otoczenia i nie ma jak rozdzielić tych dwóch potrzeb. Bezpieczeństwo jest tu ważniejsze od sprawności i nie ma tu pola do kompromisu.
• Potrzebujesz szybkiej odbudowy zapasu. Ta konstrukcja ładuje zbiornik godzinami, więc jeśli po opróżnieniu chcesz mieć ciepłą wodę w kilkadziesiąt minut, zrobi to grzałka, a nie sprężarka. Odpowiedzią jest wtedy większa pojemność albo inne źródło.
• W domu działa rekuperacja, a jedynym rozsądnym źródłem powietrza byłby jej wywiew. Dwa urządzenia odzyskujące ciepło z tego samego strumienia dzielą się tym, co jest, zamiast cokolwiek dokładać.
• Planujesz w najbliższych sezonach wymianę źródła ciepła na pompę grzewczą. Sposób przygotowania ciepłej wody rozstrzyga się wtedy razem z nią i przy okazji doboru zasobnika, a nie osobno i wcześniej.

Warto też odróżnić dwa różne powody zakupu, bo prowadzą do różnych decyzji. Jeżeli kupujesz to urządzenie po to, żeby taniej grzać wodę, decyduje bilans opisany wyżej i miejsce, w którym stanie. Jeżeli kupujesz je głównie po to, żeby osuszyć piwnicę, a tańsza woda jest przy okazji, to sprawdź najpierw, skąd ta wilgoć się bierze. Osuszanie objawu przy przeciekającej izolacji poziomej albo zatkanej wentylacji nie zastąpi usunięcia przyczyny, choć rzeczywiście poprawi sytuację na co dzień.

Zanim podejmiesz decyzję, zbierz kilka informacji. Wszystkie da się ustalić w jedno popołudnie, a każda z nich potrafi przesądzić sprawę:

• Kubaturę pomieszczenia po odjęciu tego, co w nim stoi, oraz jego temperaturę zmierzoną w środku zimy, a nie oszacowaną z pamięci.
• Minimalny strumień powietrza i dolną granicę pracy sprężarki z karty katalogowej modelu, który rozważasz.
• Wysokość pomieszczenia razem z zapasem nad urządzeniem oraz drogę, którą trzeba je będzie wnieść.
• Możliwość poprowadzenia odpływu kondensatu ze spadkiem i ewentualnych kanałów powietrznych przez ścianę zewnętrzną.
• To, co znajduje się nad kotłownią i za jej ścianą, czyli kto usłyszy urządzenie pracujące w nocy.
• Realne zużycie ciepłej wody i godziny, w których się je zużywa, bo od nich zależy zarówno pojemność, jak i harmonogram ładowania.

Ostatnia uwaga dotyczy kolejności, bo to najczęstszy błąd w tym temacie. Sposób przygotowania ciepłej wody ustala się razem ze źródłem ogrzewania, a nie po jego wyborze i nie w oderwaniu od niego. Osobna pompa do wody bywa świetnym uzupełnieniem kotła, który latem i tak stoi, i bywa zbędnym dodatkiem obok dobrze dobranej pompy grzewczej. Ta sama rzecz, dwa różne domy, dwie różne odpowiedzi.

Od czego zaczyna się dobór urządzenia grzewczego dla całego budynku, opisujemy w poradniku Jak dobrać pompę ciepła do domu. Zakres naszych prac znajdziesz na podstronie Pompy ciepła.

Najczęstsze pytania

Czym pompa ciepła do ciepłej wody różni się od pompy ogrzewającej dom?

Zadaniem i skalą. Urządzenie grzewcze oddaje ciepło do instalacji centralnego ogrzewania i musi nadążać za pogodą, więc jego moc wynika z zapotrzebowania budynku. Pompa do ciepłej wody nie dotyka instalacji grzewczej w ogóle: ma własny zbiornik w tej samej obudowie, pracuje z mocą rzędu pojedynczych kilowatów i podgrzewa wyłącznie wodę użytkową. Pracuje przez cały rok w podobnym rytmie, bo zapotrzebowanie na prysznice nie zmienia się z porą roku.

Skąd taka pompa bierze ciepło?

Zawsze z powietrza, ale są trzy warianty jego doprowadzenia. Pierwszy to powietrze z pomieszczenia, w którym urządzenie stoi, czyli z kotłowni, piwnicy albo garażu. Drugi to powietrze zewnętrzne doprowadzone dwoma kanałami przez ścianę, przy czym poniżej granicznej temperatury sprężarka przestaje pracować. Trzeci to powietrze wywiewane z wentylacji, najbardziej stabilne, bo przez cały rok ma dodatnią temperaturę i sporo wilgoci. Część urządzeń pozwala przełączać źródło sezonowo.

Jaka kubatura pomieszczenia jest potrzebna?

Producent podaje minimalną kubaturę dla pracy na powietrzu z pomieszczenia i wartości zaczynają się zwykle od kilkunastu metrów sześciennych, sięgając w wielu modelach dwudziestu kilku. Liczy się ją po obrysie pomieszczenia, odejmując to, co realnie zajmuje w nim miejsce. Ważniejszy od samej kubatury jest minimalny strumień powietrza podany w karcie oraz to, czy pomieszczenie ma skąd uzupełniać zabrane ciepło. Jeśli wynik jest na granicy, pomaga kratka przepływowa do sąsiedniego pomieszczenia albo przejście na wariant kanałowy.

Czy pompa ciepła do wody wychłodzi kotłownię?

Tak i jest to normalny efekt jej pracy, bo ciepło oddane do wody zostało wcześniej zabrane z powietrza. Strumień opuszczający urządzenie jest o kilka stopni chłodniejszy i suchszy, a wykroplona woda spływa do odpływu kondensatu. W dużej piwnicy połączonej z resztą domu różnica bywa niezauważalna, w małej zamkniętej kotłowni jest wyraźna. Schładzanie jest zyskiem tam, gdzie ciepło wzięło się z niczego albo jest niechciane, a kosztem tam, gdzie dostarczyło je ogrzewanie.

Czy takie urządzenie ma sens razem z fotowoltaiką?

To jedno z jego najmocniejszych zastosowań. Podgrzew wody da się przesunąć na godziny największej produkcji, bo woda poczeka w zbiorniku, a sprężarka pobiera niewiele, więc rusza z nadwyżki nawet w dzień pochmurny. W przeciwieństwie do grzałki, która zamienia energię jeden do jednego, pompa z tej samej nadwyżki wyciąga kilka razy więcej ciepła. Sterowanie realizuje zegar albo wejście na sygnał z falownika. Zimą ta korzyść znika, więc efekt liczy się w skali roku, a nie miesiąca.

Czy potrzebna jest grzałka i cykl antybakteryjny?

Tak. Sprężarka ma sufit temperaturowy niższy niż wymaga tego dezynfekcja termiczna, więc cykl realizuje wbudowana grzałka, w zadanym dniu i o zadanej godzinie. Warto ustawić go na najtańsze godziny i upewnić się, że obejmuje całą objętość zbiornika oraz pętlę cyrkulacji. Nie warto natomiast podnosić na stałe temperatury roboczej, bo każdy dodatkowy stopień powyżej zakresu sprężarki oznacza większy udział grzałki i niższą sprawność całości.

Osobna pompa do wody czy podgrzew z pompy grzewczej?

Jeżeli w domu pracuje poprawnie dobrana pompa ciepła z zasobnikiem o odpowiedniej wężownicy, drugie urządzenie zwykle nie jest potrzebne. Osobna pompa broni się tam, gdzie źródło ogrzewania robi ciepłą wodę najgorzej: przy kotle na paliwo stałe, który latem stoi wygaszony, przy kotle gazowym startującym latem kilkanaście razy dziennie na kilka minut, w domu z wilgotną piwnicą oraz przy fotowoltaice bez sensownego odbiornika nadwyżki.

Czy pompa ciepła do ciepłej wody jest głośna?

Sama w sobie nie jest głośna, ale stoi wewnątrz budynku, więc dźwięk trafia do pomieszczeń obok i nad nią, a nie na granicę działki. Składa się z szumu wentylatora, który idzie powietrzem i kanałami, oraz drgań sprężarki przenoszonych przez podłogę, ścianę i rury. Pomagają podkładki wibroizolacyjne, elastyczne odcinki na przyłączach, tłumik na kanale i przede wszystkim wybór miejsca z dala od sypialni. Ponieważ ładowanie trwa godzinami, najprostszym rozwiązaniem jest przesunięcie go zegarem poza czas snu.