Ogrzewanie i chłodzenie pompą ciepła. Wiele możliwości jednego urządzenia

Ogrzewanie pompą ciepła staje się powszechniejsze. To właśnie w tych energooszczędnych urządzeniach upatrywana jest przyszłość źródeł ciepła. Ale trzeba wiedzieć, że możliwości pomp ciepła jest więcej. Zapewniają nie tylko różne rozwiązania, jeśli chodzi o samo ogrzewanie, ale też chłodzenie pomieszczeń. Ta druga funkcja zresztą nabiera obecnie coraz większego znaczenia.

Spis treści

1. Różne typy ogrzewania z pompą ciepła
2. Ogrzewanie podłogowe
3. Optymalizacja temperatury zasilania
4. Podłogówka z zaworami obrotowymi z siłownikiem
5. Ogrzewanie mieszane - ogrzewanie podłogowe z grzejnikami
6. Chłodzenie pompą ciepła

Różne typy ogrzewania z pompą ciepła

Pompa ciepła jest może urządzeniem dość drogim, jednak w tym przypadku poniesione koszty rekompensują wieloletnie korzyści. Dobrze przemyślany i odpowiednio zainstalowany system wraz doborem właściwej armatury to oszczędności i komfort termiczny dla użytkowników. Efektywne ogrzewanie i chłodzenia, możliwość zastosowania ogrzewania podłogowego lub mieszanego, to tylko niektóre z dostępnych rozwiązań.

Ogrzewanie podłogowe

Instalacja ogrzewania podłogowego jest coraz powszechniej stosowanym systemem grzewczym w nowo budowanych obiektach. Sprawdza się w pomieszczeniach różnej wielkości i o różnym przeznaczeniu. Zalety ogrzewania podłogowego to:

• okazuje się przydatne w instalacjach z omawianą pompą ciepła, gdzie zalecana jest możliwie niska temperatura czynnika,
• ma korzystny dla mieszkańców rozkład temperatur (chłodniej w okolicy głowy, cieplej w niższych partiach ciała),
• estetyka wnętrza - brak grzejników nie zakłóca aranżacji wnętrza i daje możliwość swobodnego zagospodarowanie ścian.

Ogrzewanie podłogowe ma też pewnie wady, a jest to wyższy koszt inwestycyjny i ograniczenia wyboru materiału wykończeniowego podłogi. Każdy rodzaj stosowanego materiału musi mieć odpowiedni współczynnik przewodzenia ciepła. Instalację ogrzewania podłogowego należy również wyposażyć w urządzenia zapewniające optymalną temperaturę zasilania -  zbyt wysoka temperatura może skutkować uszkodzeniem podłogi, natomiast zbyt niska niedogrzaniem pomieszczenia.

Optymalizacja temperatury zasilania

To kluczowe dla prawidłowo działającej instalacji ogrzewania podłogowego. Najprostszym i najbardziej ekonomicznym rozwiązaniem, zapewniającym właściwą temperaturę pracy ogrzewania podłogowego są termostatyczne zawory mieszające serii VTA firmy ESBE. Dlaczego? Zawory termostatyczne nie wymagają zasilania elektrycznego. Co więcej, mają zakres nastawy temperatury i charakteryzują się stałotemperaturową pracą. Oznacza to, że wybrana temperatura na głowicy nastawczej zaworu utrzymuje się w obiegu grzewczym.

Termostatyczny zawór mieszający ESBE VTA320, VTA520

Autor: ESBE

Seria VTA320/VTA520 do instalacji ciepłej wody użytkowej, zastosowań wymagających wbudowanej ochrony przed oparzeniem oraz sytuacji, w której zamontowano dodatkowe urządzenia do sterowania temperaturą na bateriach. Tę serię zaworów można także stosować w instalacjach do ciepłej wody użytkowej wyposażonych w układ cyrkulacji ciepłej wody.

• Rozwiązania chroniące przed oparzeniami i bakteriami Legionella

• Precyzja regulacji

• Odpowiednia do układów z cyrkulacją ciepłej wody użytkowej

Więcej o produkcie

Podłogówka z zaworami obrotowymi z siłownikiem

Zdecydowanie bardziej złożonym, ale równie ciekawym wyborem armatury dla ogrzewania podłogowego są zawory obrotowe z siłownikiem. Ich przewagą nad zaworami termostatycznymi VTA jest możliwość dowolnej regulacji obiegu grzewczego przez użytkownika:

• stałotemperaturowo,
• według temperatury wewnętrznej,
• według temperatury zewnętrznej,
• lub według temperatury zewnętrznej z korektą temperatury pomieszczenia.

Ograniczeniem są tylko i wyłącznie możliwości układu automatyki zarządzającej pracą systemu.

Warto jednak pamiętać, że firma ESBE ma w swojej ofercie siłowniki wyposażone również w sterowniki regulacyjne. To produkty przewidziane do obiektów wyposażonych z w proste kotły grzewcze (brak układu automatyki) lub źródła ciepła z ograniczoną możliwościami regulacyjnymi (brak możliwości sterowania zaworem mieszającym lub kilkoma obiegami grzewczymi). Dzięki tym produktom możliwa jest realizacja:        

• sterowania stałotemperaturowego (dzięki sterownikom serii CRA100),

• według temperatury pomieszczenia (seria CRB100 lub CRD122) oraz według temperatury zewnętrznej,

• lub według temperatury zewnętrznej z korektą temperatury pomieszczenia (seria 90C).

Ogrzewanie mieszane - ogrzewanie podłogowe z grzejnikami

Ogrzewanie podłogowe nie zawsze bywa jedynym systemem grzewczym w nowoczesnym domu. W instalacjach w układzie mieszanym kluczowe jest zapewnienie rozwiązań pozwalających na stabilne dostarczanie ciepła do wszystkich pomieszczeń. Jest to konieczne, gdyż oba typy ogrzewania (podłogowe i grzejnikowe) charakteryzuje różna temperatura zasilania i stosowanie ich w jednym obiegu nie jest możliwe.

Kompleksową regulację instalacji z rozdzieleniem na poszczególne obiegi zapewniają grupy pompowe. W instalacji na poniższym schemacie zastosowane zostały 3 grupy pompowe zainstalowane na rozdzielaczu ze sprzęgłem hydraulicznym - przykładowo jeden obieg ogrzewania podłogowego oraz dwa grzejnikowego.

Grupy pompowe:

1. GFA100 - odpowiada za zasilanie obiegu ogrzewania podłogowego. Wyposażona w wydajną pompę elektroniczną (Wilo lub Grundfos) oraz termostatyczny zawór mieszający (nastawy o zakresie 20-55ºC) Wydajność grupy pozwala na zasilanie ogrzewania podłogowego o powierzchni nawet 270 m². Dzięki zastosowaniu zaworu termostatycznego grupa nie wymaga podłączenia sterowników. Temperatura zasilania ma stałą wartość ustawioną na zaworze.
2. GRA100 - zasila ogrzewanie grzejnikowe. Ma wydajną pompę obiegową, progresywny zawór mieszający oraz siłownik 230V. Służy do przygotowania właściwych parametrów zasilania układu grzewczego wg sterownika kotła. W nowoczesnych kotłach kondensacyjnych stosuje się zaawansowane sterowniki z możliwością zarządzania siłownikami zaworów mieszających. Najczęściej pracują one na zasadzie sterowników pogodowych.

GRC100 (w przypadku bardziej wymagającego użytkownika można zastosować grupę pompową GRC140) - wyposażona w sterownik zintegrowany z siłownikiem (łączący funkcje sterownika pogodowego i sterownika temperatury wewnętrznej). Nadrzędną funkcją sterownika jest szybka i sprawna regulacja temperatury zasilania w zależności od zapotrzebowania ciepła. Reguluje temperaturę zasilania na podstawie odczytu temperatury wewnętrznej z jednostki pokojowej z wyświetlaczem, która jest dołączona do grupy pompowej. Dodatkowo (dzięki zastosowaniu czujnika temperatury zewnętrznej) temperatura zasilania może być korygowana z wyprzedzeniem, reagując na zmianę temperatury poza budynkiem. Jednostka pokojowa dołączona do grupy GRC140 pozwala na kontrolę parametrów pracy obiegu grzewczego oraz jego zdalne programowanie.

Chłodzenie pompą ciepła

Zapotrzebowanie na klimatyzację w domach rośnie z roku na rok. Warto wiedzieć, że pompa ciepła (oprócz funkcji grzewczej), może też chłodzić pomieszczenia w upalne lata. Szacunkowe koszty eksploatacyjne chłodzenia pompą ciepła są nawet 10-krotnie niższe w porównaniu z systemami typu multisplit. Chłodzenie pompą ciepła może być realizowane w trybie pasywnym lub aktywnym.

• Tryb pasywny (nazywany także chłodzeniem naturalnym) zachodzi wyłącznie poprzez gruntowe pompy ciepła. W tym przypadku tryb chłodzenia jest realizowany poprzez wymiennik oraz zawór trójdrogowy z siłownikiem. W instalacji na poniższym zdjęciu instalator zastosował zawory obrotowe 3-F z siłownikami serii 90 firmy ESBE. Siłowniki o sygnale 3-punktowym zapewniają odpowiedni stopień zmieszania czynnika chłodzącego.

Chłodzenie pasywne ma dwie ważne zalety:

• wysoką efektywność energetyczną, co oznacza niskie koszty eksploatacji, wynikające z niewielkich strat mocy,
• korzystny wpływ pracy w trybie chłodzenia na regenerację dolnego źródła po zimowym sezonie grzewczym. W omawianym trybie chłodzenia dolne źródło jest podgrzewane ciepłem pobieranym z pomieszczenia.

• Tryb aktywny - może być realizowany niezależnie od typu pompy ciepła. System funkcjonuje na zasadzie odwróconego działania pompy ciepła. Parownik działa jak skraplacz, a skraplacz pełni funkcję parownika, dzięki czemu zmienia się  kierunek przepływu ciepła.

Jak umożliwić chłodzenie aktywne?

Pompę ciepła należy wyposażyć w zespół zaworów trójdrogowych lub zaworów trójdrogowych zintegrowanych ze sterownikiem. Z myślą o tego typu zastosowaniach firma ESBE proponuje sterownik pogodowy 90C. Doskonale sprawdza się on w instalacji chłodzenia aktywnego, umożliwiając precyzyjną regulację kilku obiegów.

Funkcja aktywnego chłodzenia obiektu znajduje zastosowanie w budynkach wyposażonych w klimakonwektory oraz systemy ogrzewania płaszczyznowego. Chłodzenie aktywne pozwala na uzyskanie znacznie niższej temperatury w pomieszczeniach niż podczas chłodzenia pasywnego. Jest to rozwiązanie, które sprawdza się więc w obiektach o podwyższonym standardzie klimatyzacji oraz w obiektach przemysłowych, gdzie istnieje zapotrzebowanie na określone parametry temperatury. 

Partnerzy