Skąd bierze się 6, 10 albo 16 kilowatów

Sześć kilowatów w Stoku Lackim, osiem w Helenowie, dwanaście w Mokobodach - te liczby nie biorą się z metrażu ani z cennika. Wychodzą z bilansu strat konkretnego domu w najzimniejszy dzień. Poniżej pokazujemy, co dokładnie do tego bilansu wchodzi.

Co liczymy podczas audytu

Moc pompy ciepła dobiera się do strat ciepła budynku. Te straty liczymy według normy PN-EN 12831, osobno dla każdego pomieszczenia. Wynik to projektowe obciążenie cieplne budynku w kW. W branży mówi się na te obliczenia OZC.

Na straty składają się dwie rzeczy. Pierwsza to przenikanie ciepła przez ściany, dach, podłogę na gruncie, okna i drzwi. Druga to wentylacja, bo zużyte powietrze wychodzi z domu razem z ciepłem, a świeże trzeba dogrzać.

Dlatego przy audycie mierzymy powierzchnię i wysokość pomieszczeń, sprawdzamy grubość i rodzaj izolacji, liczymy okna i patrzymy na ich parametry. Pytamy też o wentylację, bo grawitacyjna i mechaniczna z rekuperacją dają bardzo różne straty. Przy wentylacji grawitacyjnej straty wentylacyjne mogą stanowić 40-50% całego bilansu budynku. Dla porównania, obecne warunki techniczne WT 2021 wymagają dla nowych domów współczynnika U ścian do 0,20 W/(m2K), dachu do 0,15, podłogi na gruncie do 0,30 i okien do 0,90.

Po ociepleniu domu udział wentylacji w stratach rośnie. W przykładzie audytu opisanym przez Globenergię przed termomodernizacją straty przez ściany i przez wentylację były podobne, a po ociepleniu wentylacja odpowiadała już za około 60% strat. Dlatego w ocieplonym domu o ostatecznej mocy często decyduje wentylacja.

Strefa klimatyczna i temperatura obliczeniowa

Straty liczy się dla konkretnej temperatury zewnętrznej. Polska jest podzielona na pięć stref klimatycznych z temperaturami obliczeniowymi od -16 C w strefie I do -24 C w strefie V. Warszawa leży w strefie III, dla której przyjmuje się -20 C.

Siedlce leżą blisko granicy stref III i IV, czyli między -20 C a -22 C. My w obliczeniach przyjmujemy wartość zgodną z normą dla danej gminy i zapisujemy ją w OZC, żeby klient wiedział, dla jakiego mrozu liczona jest moc.

Temperatura obliczeniowa opisuje skrajnie zimne noce. Norma ustala ją tak, żeby w 19 z 20 zim mróz jej nie przekroczył. Takie noce zdarzają się kilka razy w sezonie, a przez resztę czasu dom potrzebuje dużo mniej ciepła.

Moc pompy spada wraz z mrozem

Moc na tabliczce pompy powietrznej podaje się zwykle dla warunków A7/W35, czyli +7 C na zewnątrz i 35 C na zasilaniu. Przy mrozie ta sama pompa oddaje mniej ciepła, bo w zimnym powietrzu jest go mniej do odebrania. Jednocześnie dom potrzebuje wtedy najwięcej.

Dlatego przy doborze patrzymy na tabelę mocy w punkcie A-7/W35 dla podłogówki albo A-7/W55 dla grzejników, a nie na moc z tabliczki. Różnice między modelami przy -20 C bywają duże. W porównaniu opisanym na blogu Karbon dwie pompy tego samego producenta, starszej i nowszej generacji, oddawały przy -20 C i zasilaniu 35 C odpowiednio 3,73 kW i 6,14 kW.

Dwie pompy sprzedawane jako 8 kW mogą więc przy -15 C oddać zupełnie różną moc. Dlatego przy Ferroli, Immergas, Sevra i AUX, które montujemy, sprawdzamy tabelę mocy i zakres pracy dla każdego modelu osobno.

Punkt biwalentny i grzałka

Punkt biwalentny to temperatura zewnętrzna, przy której moc pompy zrównuje się ze stratami budynku. Poniżej niej pompa pracuje dalej, a brakującą moc dokłada grzałka elektryczna. Taki układ, pompa plus grzałka, montujemy najczęściej.

Konkretna wartość punktu biwalentnego zależy od budynku i od temperatury zasilania. W przykładzie Hewalexu dla III strefy pompa w domu o zapotrzebowaniu 9 kW pracowała samodzielnie do około -8 C przy podłogówce i do około -6 C przy grzejnikach niskotemperaturowych.

Poprawnie dobrana pompa pokrywa sama większość sezonu, a grzałka dokłada moc tylko w największe mrozy. Dobieranie pompy na pełną moc przy -20 C bez grzałki to częsty błąd, bo taka pompa jest droższa i przez większość roku pracuje daleko poniżej swoich możliwości.

Błędy, które widzimy najczęściej

• Moc dobierana z metrażu. Reguła "sto watów na metr" pochodzi z domów bez izolacji. W ocieplonym budynku daje urządzenie dwa razy za duże, które taktuje i szybciej zużywa sprężarkę.
• Pominięta ciepła woda. Zapotrzebowanie na c.w.u. liczy się osobno i przy większej rodzinie potrafi przesądzić o wyborze wielkości urządzenia oraz zasobnika.
• Moc z karty katalogowej zamiast z punktu pracy. Producent podaje moc dla warunków znamionowych. Liczy się ta przy temperaturze obliczeniowej dla naszej strefy i przy temperaturze zasilania Twojej instalacji.

Za duża i za mała pompa

Pompa inwerterowa moduluje moc, ale ma dolną granicę, poniżej której nie zejdzie. Producenci rzadko ją podają, a w przykładzie z bloga Karbon dla pompy klasy 8 kW to około 2 kW. Przewymiarowana pompa nawet na najniższych obrotach produkuje więcej ciepła, niż jesienią odbiera instalacja. Sprężarka wtedy startuje, po chwili gaśnie i tak w kółko, i to jest właśnie taktowanie.

Taktowanie zużywa sprężarkę, obniża sprawność i pogarsza stabilność temperatury. Według Globenergii około jeden start sprężarki na godzinę to stan dobry, dwa starty są akceptowalne, a trzy starty na godzinę to sygnał do kontaktu z instalatorem. Bufor ogranicza taktowanie, ale nie zastępuje poprawnego doboru mocy.

Niedowymiarowana pompa ma problem odwrotny. Grzałka włącza się już przy lekkim mrozie i rachunek za prąd rośnie, bo grzałka pracuje ze sprawnością około 1, a pompa nawet przy -20 C ma współczynnik lepszy od tego. Z naszego doświadczenia montażowego większość problemów z pompami bierze się z błędów doboru i montażu, a nie z samego urządzenia.

Ciepła woda i typowe widełki mocy

Do mocy na ogrzewanie dokładamy osobno ciepłą wodę użytkową. Orientacyjnie liczy się około 0,25 kW na osobę, czyli około 1 kW dla czteroosobowej rodziny. W dobrze ocieplonym domu z pompą 6 kW ten dodatkowy 1 kW to zauważalna pozycja, rzędu kilkunastu procent mocy.

Podczas audytu pytamy też, ile osób mieszka w domu i jak korzystają z wody, bo od tego zależy pojemność zasobnika, który stabilizuje pracę pompy.

Dla nowego domu według WT 2021 przyjmuje się orientacyjnie około 40 W/m2 powierzchni ogrzewanej. Stąd dom 150 m2 wychodzi na około 6 kW, a dom 250 m2 na około 10 kW. Starsze domy potrzebują dużo więcej na metr. Tauron podaje, że dom bez termoizolacji zużywa ponad 150 kWh/m2 rocznie, a energooszczędny 30-60 kWh/m2. Dlatego stary dom 200 m2 bez ocieplenia i z wentylacją grawitacyjną może dojść do 16 kW, kiedy nowy o tym metrażu mieści się w 8 kW.

Te liczby traktujemy tylko jako rząd wielkości. Same źródła zastrzegają, że ostateczną moc daje OZC. Dwa domy 180 m2 z różną wentylacją i różnymi oknami mogą wylądować po dwóch stronach tych widełek.