Źle dobrana moc pompy ciepła - czym grozi?
Coraz częściej ekspertom zdarza się konsultować problemy w budynkach, z instalacją z pompą ciepła, w kontekście problemu zużycia zadeklarowanej mocy. Chodzi o właściwe wyliczenie mocy urządzenia. Skutkiem złego doboru parametrów, są zawyżone moce zapotrzebowania na prąd, przez co budynki są niewłaściwie zaopatrywane w energię. A to skutkuje karami.
Liczba pomp ciepła sprzedanych w Polsce w 2022 roku była ponad dwukrotnie wyższa niż rok wcześniej. Wg danych Europejskiego Stowarzyszenia Pomp Ciepła (EHPA) w Polsce sprzedano 195 tys. urządzeń, w Niemczech - 236 tys. pomp ciepła, we Francji - 463 tys., a we Włoszech – 502 tys.
Spis treści
- Boom na pompy ciepła trwa
- Instalacja pompy ciepła a formalności
- Problemy z właściwym wyliczeniem mocy
- Kary za brak zużycia zadeklarowanej mocy
- Kluczowe zmienne w obliczeniach
- Jak obliczyć moc pompy ciepła?
Boom na pompy ciepła trwa
Popularność pomp ciepła w Polsce wiąże się zarówno z poszerzającą się świadomością o ograniczaniu emisji CO2, oczekiwaniami inwestorów, jak również wynika z potrzeby szukania alternatywnych źródeł energii. Pompy ciepła w znaczący sposób mogą obniżyć koszty ogrzewania, dlatego stają się standardem w Europie.
Trzeba także brać pod uwagę fakt, że rozwiązania technologiczne ograniczające emisję CO2 są niezbędne, żeby dana nieruchomość nie traciła na wartości albo – jak choćby w przypadku rynku magazynowego czy biurowego – była w ofercie z wyższymi czynszami dla wynajmujących.
Powszechne staje się myślenie, że pompy ciepła są technologią grzewczą przyszłości. W Niemczech w 2024 roku ma być pół miliona takich instalacji w gospodarstwach domowych. Zainteresowanie jest tak duże, że zaczyna brakować tam wykwalifikowanych instalatorów.
W przeprowadzonej w Niemczech ankiecie wśród inżynierów i architektów okazało się, że po analizie konkretnych budynków, które zostały zbudowane lata temu, w 80% przypadków stan rozwiązań związanych z fizyką budowli przemawia przeciwko pompie ciepła. Wyszło bowiem na jaw, że stan energetyczny budynku stanowi przeszkodę dla instalacji pomp ciepła. Chodzi o nieodpowiednią izolację budynków i instalacje wysokotemperaturowe. Pompa ciepła natomiast pracuje najbardziej efektywnie w instalacjach niskotemperaturowych.
W Polsce na razie tak masowego problemu nie ma, bo pompy ciepła jeszcze dwa lata wstecz były instalowane przede wszystkim w nowym budownictwie. Od tego roku więcej jest inwestycji, które wiążą się z modernizacją istniejącej instalacji w starym budownictwie.
Instalacja pompy ciepła a formalności
Zgodnie z Prawem budowlanym instalowanie pomp ciepła o mocy zainstalowanej elektrycznej nie większej niż 50 kW nie wymaga decyzji o pozwoleniu na budowę oraz zgłoszenia. Taki zapis obowiązuje od 19 września 2020 roku.
W przypadku powietrznych pomp ciepła o małej mocy łatwość w instalowaniu wiąże się także z tym, że nie wymagają także żadnych szczególnych pozwoleń, wystarczy spełnić kilka formalności, by taką pompę zgodnie z przepisami budowlanymi i szczególnymi zainstalować.
Trzeba jednak wiedzieć, że przy instalacji pomp ciepła należy – oprócz Prawa budowlanego – uwzględnić przepisy szczególne, w tym prawo geologiczne i górnicze oraz prawo wodne. Dodatkowo, jeśli na danym terenie obowiązuje miejscowy plan zagospodarowania przestrzennego, także trzeba wziąć pod uwagę ewentualne ustalenia w nim zawarte.
Pompę ciepła typu split zainstalować może wyłącznie instalator posiadający certyfikat na urządzenia chłodnicze i czynniki fluorowodorowe. Chodzi o tzw. f-gazy.
Problemy z właściwym wyliczeniem mocy
Nie prawo jednak stanowi problem na polskim rynku nieruchomości, ale niewłaściwe obliczenia dotyczące wyliczeń mocy. Wiąże się to z tym, że zbyt mało rozpowszechniona jest wiedza o tym, że projekt wykonany przez architekta powinien być dodatkowo przeliczony przez inżyniera-projektanta, który odpowiednie wyliczenia zweryfikuje dodatkowo w modelach obliczeniowych.
Zdarza się, że obliczenia robi się nieprawidłowo, sugerując się tym, jak liczono do tej pory podgrzewanie ciepłej wody w przypadku projektowania kotłowni i węzłów cieplnych - instalacje wysokotemperaturowe. Tymczasem w przypadku pomp ciepła trzeba zastosować zupełnie inne podejście obliczeniowe - instalacja niskotemperaturowa.
Kary za brak zużycia zadeklarowanej mocy
Ma to o tyle istotne znaczenie, że skutkiem złych doborów danych, są ogromne moce zapotrzebowania na prąd, przez co budynki są niewłaściwie zaopatrywane w energię. A to pociąga za sobą kary dla właścicieli, którzy nie będą zużywali zadeklarowanej mocy obliczeniowej.
Problem ewidentnie narasta, bo tylko do naszego biura projektowego od początku 2023 roku zgłosiło się kilku dużych klientów z prośbą o konsultację dotyczącą właśnie niewłaściwych wyliczeń w przypadku dużej inwestycji z kilkudziesięcioma mieszkaniami. Dzięki szybkiej interwencji i wprowadzaniu odpowiednich korekt, udało się uniknąć kar. Te jednak mogą być bolesne – ich wysokość zależy od indywidualnych zapisów w umowach z dostawcą energii elektrycznej. Często w przypadku tego typu umów chodzi o wysokość abonamentu za każdy stwierdzony przypadek.
Kluczowe zmienne w obliczeniach
Najczęściej błędne obliczenia zdarzają się w przypadku doboru wielkości zasobników ciepłej wody i czasów podgrzewania wody. Należy precyzyjnie określić, jaki czas jest dostępny do podgrzewu wody, a następnie odpowiednio dobrać moc grzewczą do podgrzewu c.w.u.
Zdarza się także, że pompy ciepła dobierane są na szczytowe zapotrzebowanie na ciepło zamiast na punk biwalentny, co prowadzi do znaczących przerostów urządzeń.
- Jak dobrać powietrzną pompą ciepła dla nowego budynku? Obliczenia
- Jak dobrać rodzaj i moc pompy ciepła do nowego domu
Równie częstym błędem jest dobieranie pomp ciepła bez szczegółowego zagłębiania się w dane techniczne producentów. Okazuje się, że spora rzesza osób dobiera urządzenia z katalogów marketingowych od producentów, zamiast na podstawie szczegółowych tabeli wykresów, które większość producentów ma w swoich zasobach. A tylko dzięki tym data setom jesteśmy w stanie szczegółowo określić moce elektryczne pobierane przez pompy w odpowiednich warunkach temperatur zewnętrznych.
Po serii zgłoszeń widzimy, że problem dotyczy przede wszystkim większych obiektów i dużych inwestycji, w których zawiodły albo nie były właściwie przeprowadzone obliczenia dotyczące mocy zadeklarowanej przy instalacji pomp ciepła.
Jak obliczyć moc pompy ciepła?
Jak takie obliczenia zrobić prawidłowo? Mówiąc w skrócie, aby wyliczyć prawidłowo moc ciepła, niezbędne jest rozpoznanie profilu użytkowania instalacji. Bierze się wtedy pod uwagę czasy maksymalnego rozbioru wody i na te czasy przygotowuje się pojemność wody w zbiornikach.
Następnie odstęp czasowy między szczytowymi rozbiorami wody służy do powolnego przekazywania energii na podgrzewanie zasobników ciepłej wody. Dzięki temu mamy małą moc pobieraną w dłuższym okresie i nie ma potrzeby projektowania ogromnych grzałek, które przygotowują wodę w godzinę lub krócej. Z reguły ten odstęp czasowy wynosi kilka godzin, czyli grzałka powoli nagrzewa zbiornik w czasie 6-8 godzin.
Oczywiście producenci pomp ciepła podają odpowiednie specyfikacje, ale dochodzi do tego specyfika danej inwestycji, która staje się kluczową zmienną.
Autor artykułu, Marcin Kosieniak, jako inżynier, ale i fan rozwiązań technologicznych, które czynią pracę nad projektami jeszcze bardziej precyzyjną, finalizuję prace nad aplikacją, która pozwoli wykorzystać odpowiednio stworzony algorytm do prowadzenia takich obliczeń i wielokrotnych modyfikacji, tak żeby wreszcie wyjść z excela.
