Powietrzna pompa ciepła a powietrze z wentylacji

Pod artykułem, w którym omawiałem wykorzystanie jako dolnego źródła ciepła powietrza czerpanego z garażu lub poddasza (strychu), jeden z Czytelników pozostawił następujący komentarz:

Witam, zainteresował mnie ten artykuł i czuje niedosyt. Ja mam podobny ale trochę inny plan. Co Pan sądzi o takim rozwiązaniu – dom szkieletowy parterowy docieplony 35 cm wełny o pow max 100 m a jako źródło ciepła pompa ciepła powietrze-powietrze. Dom ma być wyposażony w mechaniczna wentylację z odzyskiem ciepła. Założenie jest takie żeby pompa ciepła pracowała hmm jak to ująć w zamkniętym obiegu powietrza w domu. Chcę aby pompa znajdowała się w domu, czerpała powietrze z domu i podgrzewaną je oddając do domu,oczywiscie wszystko za pomocą rur. Podobnie jakby wentylacja z odzyskiem ciepła. Zakładam że do domu trafi wstępnie ogrzanie i przefitrowane powietrze z mechanicznej wentylacji a pompa ciepła w razie konieczności podgrzewa je do oczekiwanej temperatury. Co Pan sądzi o takim rozwiązaniu?

Uznałem, że warto będzie odpowiedzieć w formie osobnego artykułu.

Technicznie rzecz ujmując, stworzenie takiego układu jest jak najbardziej wykonalne. Działałby on tak:

  • ciepłe powietrze z wnętrza domu trafia do rekuperatora (wymiennika ciepła) w centrali wentylacyjnej i jest schładzane, oddając ciepło do powietrza świeżego, z zewnątrz,
  • następnie powietrze trafia do pompy ciepła, w której jest schładzane jeszcze mocniej, nawet poniżej temperatur panujących na zewnątrz,
  • z kolei powietrze świeże jest najpierw podgrzewane w rekuperatorze, a następnie dogrzewane z użyciem pompy ciepła do temperatur zapewniających uzupełnienie strat ciepła z budynku.

Mielibyśmy więc w jednym układzie hybrydę wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła, pompy ciepła, oraz ogrzewania nadmuchowego (powietrznego).

W praktyce nie bardzo wyobrażam sobie zbudowanie takiego układu w oparciu o urządzenia w tej chwili dostępne na rynku. Wynika to ze specyfiki tych urządzeń, które konstruowane są dla innych warunków pracy.

Typowa pompa ciepła powietrze-woda, czerpiąca ciepło z powietrza atmosferycznego, do działania wymaga olbrzymich przepływów powietrza — rzędu kilku tysięcy metrów sześciennych na godzinę. Tymczasem z domowej wentylacji mamy raptem 100-200 m³/h. I wcale nie zależy nam na tym, by tego powietrza było jak najwięcej. Bo im intensywniejsza wentylacja, tym więcej ciepła tracimy, ale też tym bardziej suche powietrze w domu. To nie zawsze jest korzystne.

Nawet jeśli bylibyśmy technicznie w stanie zgrać te dwie wielkości, to pojawia się inny problem — ile ciepła da się wyciągnąć z tego powietrza opuszczającego dom?

Jeśli pompa ciepła ma działać tylko na strumieniu powietrza wentylacyjnego, do domu dostarczy tyle ciepła ile stamtąd odzyska + ciepło odpowiadające zużyciu energii przez samą pompę. W typowych pompach gruntowych na każdą 1 kWh dostarczonego ciepła przypada mniej więcej 0,25 kWh energii elektrycznej zużytej przez pompę i 0,75 kWh ciepła zaczerpniętego z wymiennika gruntowego. W przypadku pomp powietrznych jest to mniej więcej 0,33 kWh energii elektrycznej i 0,67 kWh ciepła z powietrza.

Wydawać by się mogło, że tu będziemy mieć proporcje nieco lepsze, niż w przypadku pomp powietrznych, bo temperatura tego powietrza będzie zawsze wyższa, niż temperatura powietrza atmosferycznego. Mimo szczerych chęci, wymiennik w centrali wentylacyjnej nigdy nie będzie mieć sprawności temperaturowej 100%. A skoro tak, to pompa zużyje mniej energii dla dostarczenia tej samej ilości ciepła, niż gdyby miała schładzać powietrze atmosferyczne.

Problem polega na tym, że pompa będzie musiała schładzać to powietrze bardziej, niż gdyby działała na powietrzu atmosferycznym, bo będzie go mniej.

W praktyce więc pompa będzie działać gorzej, niż gdyby po prostu korzystała z powietrza na zewnątrz. Gorzej, czyli zużyje więcej prądu.

Dlatego mimo wszystko bym to rozwiązanie odpuścił.

A zamiast tego — skierowałbym wywiew z wentylacji w kierunku pompy ciepła, żeby nieco podnieść temperaturę powietrza trafiającego do pompy.;

Powietrzna pompa ciepła i grzejniki

Dostałem jakiś czas temu ciekawe pytanie od jednego z Czytelników, na które chciałbym odpowiedzieć w ramach osobnego wpisu. Oto treść tej wiadomości…

Dom wybudowany w latach 80″ z suporeksu, ocieplony styropianem 5 cm, okna plastikowe, piwnica i 3 kondygnacje po około 55 m2 powierzchni (razem 220m). Jakie są możliwości zastosowania pompy ciepła? Chodzi mi o jak najmniejszą ingerencję w dom typu zakładanie ogrzewania podłogowego. Czy jest np możliwość zamontowania pompy ciepła z ciepłem pobieranym z atmosfery – bez wiercenia w ziemi? Czy z takiej pompy ciepła da się uzyskać ciepło do podgrzania wody użytkowej i do ogrzewania domu za pomocą kaloryferów? Dom zamieszkuje 6 os.

Będę wdzięczny za wskazówki i pomysły.

Oczywiście wszystko to, co opisał Czytelnik, jest jak najbardziej możliwe — przynajmniej patrząc pod kątem technicznych ograniczeń. Czytaj dalej wpis p.t. Powietrzna pompa ciepła i grzejniki →

Dolne źródło pompy ciepła

Fizycznie dolne źródło pompy ciepła często umieszczone jest niżej, niż sama pompa czy budynek, którym jest ogrzewana. Dzieje się tak dlatego, że często tym źródłem jest gruntowy wymiennik ciepła z rurką z glikolem, albo pionowy odwiert w gruncie, z taką rurką.

To jednak nie jest powód, dla którego mówimy o dolnym źródle ciepła. Pojęcie to bierze swój początek z zasad termodynamiki. Czytaj dalej wpis p.t. Dolne źródło pompy ciepła →

Pompa ciepła a grzejniki

Pisałem ostatnio, że pompa ciepła najlepiej działa z ogrzewaniem podłogowym. To oczywiście nie oznacza, że nie może współpracować z grzejnikami. Dziś chciałbym napisać właśnie o tym.

Pompa ciepła działa tym lepiej, im niższa temperatura zasilania instalacji CO, czyli im chłodniejsza woda wychodząca z pompy. Wynika to z praw fizyki, podnoszenie temperatury ciepła jest tym bardziej energochłonne, im wyższa ma być ta temperatura. Czytaj dalej wpis p.t. Pompa ciepła a grzejniki →

Dlaczego pompa ciepła lepiej działa z ogrzewaniem podłogowym?

Pisałem ostatnio na temat tego, co może być tzw. dolnym źródłem pompy ciepła. Czyli — skąd pompa ciepła może czerpać ciepło. Dolnych źródeł może być kilka rodzajów — wymiennik gruntowy, woda gruntowa, powietrze atmosferyczne, itd.

Górnych źródeł, czyli miejsc, do których pompa ciepła odda ciepło, też jest kilka rodzajów. Mamy pompy powietrze-powietrze z nadmuchem ciepłego powietrza, a więc górnym źródłem jest powietrze. Mamy pompy woda-woda, w których pompa oddaje ciepło do wodnej instalacji centralnego ogrzewania — czyli grzejników lub ogrzewania podłogowego. Czytaj dalej wpis p.t. Dlaczego pompa ciepła lepiej działa z ogrzewaniem podłogowym? →

Dolne źródło pompy ciepła

Jak wspomniałem w artykule o zasadach działania pomp ciepła, dostarczają one do wnętrza budynku ciepło czerpane z zewnątrz, z tak zwanego dolnego źródła. Nazwa ta nie pochodzi od fizycznego umieszczenia tego źródła niżej, niż stoi pompa ciepła, a od temperatur, które tam panują. Są one niższe, niż we wnętrzu domu.

I tak jak pompa wodna czerpie wodę ze źródła i dostarcza ją do kranu, tak pompa ciepła czerpie energię pod postacią ciepła z dolnego źródła i dostarcza ją do górnego źródła, czyli domowej instalacji centralnego ogrzewania. Czytaj dalej wpis p.t. Dolne źródło pompy ciepła →

Powietrzna pompa ciepła a powietrze z garażu lub poddasza

W dzisiejszych czasach pęd ku energooszczędności zaczyna być coraz wyraźniejszy. Bardzo mnie to cieszy. Inwestorzy chcą płacić mniej za energię zużywaną w domu – za ogrzewanie, za przygotowanie ciepłej wody użytkowej, za prąd do oświetlenia i napędu sprzętów AGD. Wszystkie te tendencje są jak najbardziej godne pochwały, w końcu nikt rozsądny nie prognozuje spadku cen energii.

Niestety, inwestorzy często nie mają pojęcia o tym, jak oszczędzać energię. Kończy się to złymi wyborami, inspirowanymi przez sprzedawców różnego rodzaju sprzętu. Ale kończy się niekiedy również średnio dobrymi pomysłami, które się im pojawiają w głowie. Czytaj dalej wpis p.t. Powietrzna pompa ciepła a powietrze z garażu lub poddasza →

Kiedy warto użyć powietrznej pompy ciepła?

Powietrzne pompy ciepła cechują się mniejszą efektywnością, niż pompy gruntowe (glikolowe lub wodne). Wynika to z tego faktu, że temperatura pobierania ciepła jest przez większość sezonu grzewczego niższa, niż w przypadku pomp gruntowych. Powietrze po prostu jest zimniejsze.

Powietrze ma też mniejsze ciepło właściwe i z racji innych jego cech więcej energii trzeba zużyć, by odebrać tę samą ilość ciepła z powietrza, niż z wody czy glikolu. Już samo przetłoczenie 1m³ powietrza wymaga więcej energii, niż przetłoczenie 1 litra wody. Czytaj dalej wpis p.t. Kiedy warto użyć powietrznej pompy ciepła? →

Wodne, glikolowe i powietrzne pompy ciepła

Na rynku występuje szereg różnych rodzajów pomp ciepła. W zależności od tego, skąd czerpią ciepło, możemy mówić o pompach powietrznych, wodnych i glikolowych.

O pompach powietrznych (powietrze-woda lub powietrze-powietrze) mówimy wtedy, gdy dolnym źródłem ciepła jest powietrze. Najczęściej jest to powietrze atmosferyczne. Tak działają pompy dostarczające ciepło do domowych instalacji ogrzewczych. Niekiedy stosuje się pompy ciepła do podgrzewania wody użytkowej (przygotowywania ciepłej wody użytkowej) odbierające ciepło od powietrza wentylacyjnego, usuwanego z domu. Czytaj dalej wpis p.t. Wodne, glikolowe i powietrzne pompy ciepła →

Zasady działania pompy ciepła

Choć pompy ciepła posiadają mnóstwo zalet i sprawdzają się w wielu przypadkach, nie można powiedzieć, że dla każdego budynku i każdej działki będą optymalnym rozwiązaniem. W odpowiedzi na pytanie „czy warto, bym zainwestował w pompę ciepła” pomoże znajomość tego, jak działają te źródła ciepła.

Na początek przypomnijmy, że pompa ciepła jako taka nie wytwarza ciepła, tylko przenosi je z jednego punktu do innego, jednocześnie „podnosząc jego temperaturę”. Odbiera ciepło przy niskich temperaturach, oddaje w wyższych. Czytaj dalej wpis p.t. Zasady działania pompy ciepła →