Ciepła woda użytkowa i pompa ciepła. Jak grzać wodę pompą ciepła?
Woda użytkowa może być podgrzewana przez to samo źródło ciepła, które zapewnia ogrzewanie pomieszczeń, albo osobno, w specjalnie do tego przeznaczonym urządzeniu. Czym charakteryzują się poszczególne rozwiązania w przypadku pomp ciepła? Jak wpływają na komfort korzystania z ciepłej wody?
Spis treści
- Ciepła woda - podstawowe wymagania
- Ciepła woda użytkowa razem z ogrzewaniem
- Ciepła woda użytkowa i pompa ciepła
- Zasobnik ciepłej wody w instalacji z pompą ciepła
- Układy hybrydowe coraz bardziej popularne
- Niezależne podgrzewanie wody użytkowej
- Pompy ciepła do c.w.u.
Ciepła woda jest potrzebna w łazienkach i w kuchni, a czasem także w pomieszczeniu pomocniczym. O komforcie mówimy wtedy, gdy jest dostępna niemal natychmiast po odkręceniu kranu i w takiej ilości, aby swobodnie można było zmyć naczynia, umyć się, wziąć szybki prysznic czy napełnić wannę bez długiego oczekiwania.
Ciepła woda - podstawowe wymagania
Temperatura strumienia wody wypływającego z baterii musi być w miarę stabilna, bez gwałtownych wahań spowodowanych na przykład wyczerpaniem się jej zapasu w zasobniku albo odkręceniem kranu w innym miejscu poboru. Jednocześnie koszty jej podgrzewania powinny być jak najniższe, aby nie obciążać nadmiernie domowego budżetu.
Ważne jest również bezpieczeństwo higieniczne. Co to oznacza? Podczas zastoju w rurach oraz magazynowaniu w zbiornikach w wodzie mogą namnażać się bakterie legionella. Niezbędna jest więc systematyczna dezynfekcja termiczna instalacji przez zapewnienie możliwości jej chwilowego przegrzewania (podnoszenia temperatury do wartości wyższej niż 70oC, ale nieprzekraczającej 80oC).
Już kilkuminutowe przegrzewanie sprawia, że to niekorzystne zjawisko można wyeliminować i bezpiecznie korzystać z ciepłej wody.
Aby pogodzić te wszystkie wymagania, trzeba je uwzględnić przy projektowaniu instalacji i doborze urządzeń.
Ciepła woda użytkowa razem z ogrzewaniem
W domach jednorodzinnych popularne jest wykorzystywanie jednego źródła ciepła zarówno na potrzeby ogrzewania, jak i podgrzewania wody użytkowej. Jakie są zalety takiego rozwiązania? Przede wszystkim wygoda. Jedno urządzenie grzewcze, na które trzeba znaleźć miejsce w domu, a później je serwisować i ponosić koszty eksploatacji, zwykle sprawia mniej kłopotu niż dwa osobne. W takim układzie pracą obiegu grzewczego i obiegu c.w.u. steruje zwykle jeden regulator, co pozwala maksymalnie wykorzystać możliwości źródła ciepła i zapewnić ekonomiczną pracę całego systemu. Można ją zautomatyzować.
Podgrzewanie wody w źródle ciepła centralnie dla całego domu wymaga rozprowadzenia instalacji ciepłej wody od miejsca montażu urządzenia grzewczego do wszystkich miejsc poboru. W niewielkim domu, ze zblokowanymi blisko siebie łazienkami i kuchnią, zwykle nie jest to skomplikowane. W domu o dużym metrażu, z rozległą instalacją, może być konieczne zastosowanie cyrkulacji, czyli dodatkowego przewodu ułożonego równolegle do rury z ciepłą wodą. Jej zadaniem jest zapewnienie ciągłego przepływu ciepłej wody blisko miejsc poboru. Dzięki temu po odkręceniu kranu nie trzeba na nią długo czekać. Instalacja cyrkulacyjna to dodatkowy koszt, zarówno na etapie montażu, jak i podczas eksploatacji, ponieważ cyrkulację wody wymuszają pompy obiegowe cyrkulacyjne zasilane energią elektryczną.
Ciepła woda użytkowa i pompa ciepła
W systemach centralnego podgrzewania wody źródłami ciepła mogą być pompy ciepła, które nie tylko są całkowicie bezpieczne, bezawaryjne i bezobsługowe, ale też należą to urządzeń ekologicznych i ekonomicznych, zapewniających stosunkowo niskie koszty wytwarzania energii. Dodatkowo pozwalają uniezależnić się od konwencjonalnych nośników energii, jeśli do ich zasilania wykorzysta się energię elektryczną pozyskaną dzięki instalacji fotowoltaicznej.
Dzięki tym licznym zaletom pompy ciepła to jedno z najpopularniejszych ostatnio urządzeń wybieranych do nowych i modernizowanych instalacji w domach jednorodzinnych. Na potrzeby ogrzewania i ciepłej wody mogą pracować zarówno pompy ciepła gruntowe, jak i powietrzne. Dowiedz się, jakich formalności wymaga instalacja pomp ciepła, powietrznych i gruntowych.
Zasobnik ciepłej wody w instalacji z pompą ciepła
Zasobnik c.w.u. może być osobny albo zintegrowany z pompą ciepła i zamknięty wraz z nią w jednej obudowie. Wówczas pompa ciepła wyglądem przypomina lodówkę, a jej montaż jest wyjątkowo prosty.
Przy doborze zasobnika trzeba uwzględnić wytyczne producenta wybranej pompy ciepła dotyczące wymaganej minimalnej powierzchni wężownicy lub wężownic, które zapewnią wystarczającą powierzchnię wymiany ciepła. Musi być ona większa niż w przypadku kotłów gazowych, które zapewniają wyższą temperaturę czynnika grzewczego. Najczęściej sterowanie pompą ciepła ustawia się z priorytetem ciepłej wody użytkowej, dlatego w instalacji potrzebny jest zawór trójdrogowy strefowy z siłownikiem, przełączający strumień wody grzewczej między wężownicą w zbiorniku c.w.u., a instalacją grzewczą. Niekiedy podczas dobierania mocy pompy ciepła trzeba uwzględnić dodatek mocy na potrzeby podgrzewania wody użytkowej.
Układy hybrydowe coraz bardziej popularne
Coraz częściej instalacje w domach jednorodzinnych to układy hybrydowe, czyli zasilane z więcej niż jednego źródła energii. Dzięki nim można maksymalnie wykorzystywać zalety poszczególnych urządzeń, a minimalizować ich ograniczenia. W zależności od sytuacji w układach hybrydowych łączy się przede wszystkim urządzenia wykorzystujące energię odnawialną – szczególnie pożądane w nowoczesnych systemach podgrzewania wody użytkowej i ogrzewania, ale też mające pewne ograniczenia. Nie każde jest w stanie pokryć zapotrzebowanie na c.w.u. i c.o. zawsze wtedy, kiedy jest to potrzebne. Zapewniają niskie koszty eksploatacji, ale także są przyjazne środowisku, bo pozwalają ograniczyć zużycie paliw konwencjonalnych i związaną z tym emisję zanieczyszczeń przyczyniających się do powstawania smogu.
Jednak przy bardzo niskich temperaturach lub przy braku słońca nie gwarantują pokrycia zapotrzebowania na ciepło na potrzeby czy to ciepłej wody użytkowej, czy ogrzewania. Aby zapewnić komfort i niezawodność pracy systemu, potrzebne jest uzupełnienie ich innym, konwencjonalnym źródłem energii, które działa niezależnie od warunków pogodowych, ale zwykle jest droższe w eksploatacji. Możliwości zautomatyzowania pracy układu hybrydowego pozwalają także na utrzymanie na racjonalnym poziomie kosztów użytkowania. Można korzystać z tańszego w eksploatacji źródła ciepła (na przykład pozyskującego darmową energię odnawialną) przez większą część czasu, a jedynie w najmniej sprzyjających warunkach uruchomić urządzenie, za którego eksploatację trzeba zapłacić więcej.
Jeśli zdecydujemy się na zamontowanie instalacji fotowoltaicznej, możemy rozważyć podgrzewanie wody użytkowej między innymi przez pompę ciepła przeznaczoną tylko do podgrzewania wody użytkowej – zintegrowaną z zasobnikiem albo współpracującą z osobnym zbiornikiem c.w.u.
Niezależne podgrzewanie wody użytkowej
W niektórych sytuacjach lepiej zdecydować się na podgrzewanie wody w osobnym urządzeniu, niezwiązanym z systemem ogrzewania. Może tak być, gdy łazienka (łazienki), do której trzeba doprowadzić ciepłą wodę, jest bardzo daleko od miejsca montażu źródła ciepła, więc oprowadzenie do niej instalacji c.w.u. byłoby trudne i kosztowne, bo wiązałoby się z koniecznością prowadzenia długich odcinków przewodów przez liczne pomieszczenia.
Czasem warto też rozdzielić układy centralnego ogrzewania i podgrzewania wody użytkowej po to, by móc wyłączyć źródło ciepła poza sezonem grzewczym. W przypadku gruntowych pomp ciepła taka przerwa jest wymagana na ich regenerację. Wyłączenie ich od wiosny do jesieni sprawia, że warunki temperaturowe w gruncie poprawiają się i zimą pompa może pracować efektywniej. Można też wówczas dobrać urządzenie tylko na potrzeby ogrzewania, które będzie miało mniejszą moc i będzie lepiej dopasowane do potrzeb dobrze ocieplonego domu, w którym do ogrzewania wystarczy zaledwie kilka, a nie jak do podgrzewania wody użytkowej - kilkanaście kilowatów.
Pompy ciepła do c.w.u.
Pompy cierpła wykorzystywane do podgrzewania wody użytkowej należą do grupy powietrznych pomp ciepła, czyli pozyskujących ciepło z powietrza wewnątrz domu lub na zewnątrz. Działają niezależnie od systemu grzewczego i nie mają wygórowanych wymagań montażowych. Mogą być zintegrowane z zasobnikiem o pojemności od kilku do nawet kilkuset litrów albo współpracować z wolno stojącym zbiornikiem (podgrzewaczem c.w.u. z wężownicą). Zwykle mają moc kilku kilowatów, co w zupełności wystarcza do zapewnienia wydatku ciepłej wody odpowiedniego dla kilku osób korzystających z łazienki o standardowym wyposażeniu. Aby zapewnić podgrzewanie wody w skrajnie niekorzystnych warunkach, powinny zostać uzupełnione o grzałkę elektryczną albo być elementem systemu hybrydowego z innym źródłem ciepła (na przykład kotłem na paliwo stałe).
Zobacz też: Najładniejsze elewacje domów
Autor: Marcin Czechowicz, projekt: Anna Paszkowska-Grudziąż, Rafał Grudziąż/81.WAW.PL
Materiały wykańczające bryłę z zewnątrz, kontrastują ze sobą. Biały tynk na ramie plus stalowe elementy zwracają uwagę na naturalność drewnianych brązowoszarych domków. Ten wyraźny kontrast studzą wielkie tafle szkła
