Jak chłodzić dom pompą ciepła?
Większość energii dostarczanej do budynków przeznaczana jest na ogrzewanie oraz przygotowanie ciepłej wody użytkowej, co łącznie stanowi ponad 80 procent jej całkowitego zużycia. Pozostała część energii wykorzystywana jest na takie cele jak przygotowywanie posiłków, zasilanie urządzeń elektrycznych i oświetlenie. W bilansach energetycznych budynków często pomija się energię potrzebną do chłodzenia, mimo że zapotrzebowanie na nią wzrasta w miesiącach letnich i stanowi około 15 procent całkowitego zużycia. Pompy ciepła, oprócz funkcji ogrzewania i przygotowywania ciepłej wody użytkowej, mogą być wyposażone w opcję chłodzenia. Pozwala to na bardziej kompleksowe zarządzanie energią w budynku przez cały rok. Dzięki tej wszechstronności urządzenia te stają się coraz bardziej popularnym wyborem w nowoczesnym budownictwie.
Przeczytaj także:
- Kim jest fleksument i czym się różni od prosumenta?
- Czy opłaca się ubezpieczać pompę ciepła?
- Czym są hot spoty na fotowoltaice?
Jakie są warianty chłodzenia pompą ciepła?
Chłodzenie budynków może odbywać się w sposób pasywny lub aktywny. Chłodzenie pasywne, zwane także naturalnym, wykorzystuje przepływ medium bez potrzeby angażowania układu chłodniczego urządzenia. Proces ten opiera się na pracy pompy obiegowej, która wymusza cyrkulację wody lub glikolu w instalacji budynkowej oraz wymienniku gruntowym. Ciepło z budynku jest przekazywane do gruntu, a chłód z gruntu do wnętrza budynku. Metoda ta jest prostym i bardzo ekonomicznym rozwiązaniem, jednak jej skuteczność zależy od temperatury gruntu lub wody, które nie zawsze są wystarczająco niskie, aby zapewnić komfortowe chłodzenie. Ten sposób działania jest możliwy tylko w przypadku pomp ciepła typu solanka-woda.
Chłodzenie aktywne wykorzystuje cały układ chłodniczy z udziałem sprężarki. Choć jest droższe od chłodzenia pasywnego, to jest także znacznie bardziej efektywne i lepiej radzi sobie w sytuacjach wymagających większego obniżenia temperatury w budynku. Chłodzenie aktywne za pomocą pompy ciepła jest również bardziej powszechne, szczególnie w przypadku pomp ciepła powietrze-woda, które dominują na rynku. Dzięki swojej uniwersalności i wysokiej wydajności chłodzenie aktywne stanowi popularny wybór w nowoczesnych instalacjach grzewczo-chłodzących.
Co sprawia, że chłodzenie domu pompą ciepła jest możliwe?
Układ chłodniczy w pompie ciepła opiera się na współpracy czterech podstawowych komponentów – parownika, sprężarki, skraplacza i zaworu rozprężnego. W urządzeniach z funkcją chłodzenia dodatkowo występuje zawór czterodrogowy, który umożliwia zamianę ról między skraplaczem a parownikiem. Podczas procesu chłodzenia wymiennik płytowy w jednostce wewnętrznej działa jako parownik, odbierając ciepło z budynku. Natomiast wymiennik lamelowy w jednostce zewnętrznej pełni funkcję skraplacza i oddaje ciepło do otoczenia.
Niektóre modele pomp ciepła oferują funkcję chłodzenia jako standardową, w innych można ją aktywować przy pomocy dodatkowego wyposażenia, a w niektórych przypadkach ta opcja nie jest dostępna. Chociaż wszystkie pompy ciepła korzystają z podobnych elementów, różnice między poszczególnymi modelami wynikają z ich specyfikacji technicznej i przeznaczenia.
Jak dobrać pompę ciepła z funkcją chłodzenia?
Chłodzenie budynku bywa często pomijane podczas tworzenia bilansu energetycznego, mimo że powinno być uwzględniane już na etapie projektowania. Wczesne zaplanowanie tej funkcji pozwala na wybór urządzenia, które będzie w stanie sprostać wszystkim wymaganiom inwestora. Ponadto pozwala także na odpowiednie zaprojektowanie instalacji hydraulicznej i systemu odbiorników, które umożliwią efektywne chłodzenie przy użyciu pompy ciepła.
Jeśli chłodzenie zostanie uwzględnione na etapie projektowania budynku, od samego początku można dobrać urządzenie wyposażone w tę funkcję. Dzięki temu system będzie bardziej spójny, a jego działanie zoptymalizowane. Przełoży się to na większy komfort użytkowania i lepszą efektywność energetyczną. Duża część urządzeń na rynku ma wbudowaną opcję chłodzenia. Co istotne, w niektórych pompach ciepła jest ona fabrycznie dezaktywowana, aby zapobiec przypadkowemu jej uruchomieniu przez użytkownika.
Może zostać odblokowana wyłącznie przez akredytowanego instalatora, który najpierw oceni, czy instalacja w budynku jest odpowiednio przystosowana do obsługi tej funkcji. Dopiero po dokonaniu takiej oceny oraz przeprowadzeniu odpowiedniego szkolenia użytkownika instalator może aktywować funkcję chłodzenia, zapewniając jej bezpieczne i efektywne działanie.
Jak temperatura wpływa na efektywność chłodzenia pompą ciepła pomieszczeń?
Wydajność chłodzenia za pomocą pompy ciepła zależy od temperatury zasilania, którą system chłodniczy ma osiągnąć. Najczęściej projektuje się budynki z temperaturą zasilania na poziomie 7 stopni Celsjusza, ale może to być również 14 czy 18 stopni, w zależności od potrzeb użytkowników i specyfikacji budynku. Ważne jest dostosowanie temperatury zasilania do rodzaju instalacji obecnej w budynku, ponieważ wpływa to na efektywność działania systemu.
Chłodzenie pompą ciepła warto uwzględnić już na etapie projektowania budynku, aby dobrać odpowiednią temperaturę medium chłodniczego i dopasować ją do zastosowanych odbiorników. Chodzi tutaj o klimakonwektory czy instalacje ogrzewania podłogowego. Takie podejście pozwala na optymalne działanie systemu i zapewnienie komfortu użytkownikom.
Jak sterować funkcją chłodzenia pompą ciepła?
Funkcja chłodzenia w pompie ciepła może być sterowana na dwa sposoby. Pierwszy to wykorzystanie krzywej kompensacji, która działa podobnie jak krzywa grzewcza w systemie ogrzewania. Krzywa kompensacji może być skonfigurowana osobno dla każdego obiegu w budynku, jeśli jest ich więcej niż jeden. Na przykład, można ustawić różne temperatury zasilania dla instalacji podłogowej i klimakonwektorów, dostosowując system do specyfiki odbiorników.
Drugim sposobem sterowania jest ustawienie stałej temperatury zasilania, niezależnej od warunków zewnętrznych. W tym przypadku określa się konkretną wartość, którą system chłodzenia ma utrzymywać, bez uwzględniania zmian temperatury otoczenia. Oba podejścia pozwalają na precyzyjne zarządzanie funkcją chłodzenia i dostosowanie jej do indywidualnych potrzeb użytkownika oraz charakterystyki instalacji.
Pompa ciepła – chłodzenie i dystrybucja chłodu
Podobnie jak w przypadku ogrzewania, chłodzenie w budynku może być realizowane na różne sposoby. Jednym z nich są instalacje płaszczyznowe, czyli systemy podłogowe, sufitowe czy ścienne. Są one bardzo efektywne podczas ogrzewania i doskonale współpracują z pompami ciepła, zapewniając ekonomiczną pracę. Te same instalacje można wykorzystać do chłodzenia, ale spotyka się to z różnymi opiniami użytkowników.
Z perspektywy inwestora ocena tego rozwiązania jest indywidualna. Dla niektórych użytkowników chłodna podłoga może być odczuwana jako nieprzyjemna, a dla innych nie stanowi ons problemu. Z punktu widzenia instalatora ten sposób chłodzenia wymaga szczególnej uwagi, zwłaszcza w kontekście minimalnej temperatury zasilania. Zbyt niska temperatura może prowadzić do wykraplania wilgoci poniżej punktu rosy. Oznacza to, że temperatura zasilania musi oscylować w okolicach 20 stopni Celsjusza, w zależności od wilgotności powietrza. Ogranicza to możliwość znacznego obniżenia temperatury w pomieszczeniach.
Zaletą tego rozwiązania jest możliwość wypróbowania chłodzenia bez konieczności wprowadzania zmian w istniejącej instalacji. Jeśli efekty okażą się niesatysfakcjonujące, system może być wyłączony. W ten sposób pozostawia się użytkownikowi swobodę decyzji co do dalszego wykorzystania tej funkcji.
Budynek można chłodzić również za pomocą klimakonwektorów, które dostępne są w wielu wariantach, np. modele przypodłogowe, podsufitowe, ścienne, kanałowe czy kasetonowe. Wybór odpowiedniego typu zależy od preferencji estetycznych oraz specyfiki budynku. Klimakonwektory pozwalają na efektywne chłodzenie bez ograniczeń temperaturowych, ponieważ posiadają tace skroplin, które umożliwiają bezpieczne odprowadzanie wilgoci. Ważnym aspektem przy ich instalacji jest zapewnienie odpowiedniego odprowadzenia skroplin oraz izolacja rur zasilających i powrotnych, aby uniknąć kondensacji wilgoci w ścianach. Oprócz funkcji chłodzenia, klimakonwektory wyróżniają się także wysoką efektywnością grzewczą.
Innym sposobem na dystrybucję chłodu jest zastosowanie chłodnicy wodnej zainstalowanej w systemie wentylacji mechanicznej, często wyposażonej w odzysk ciepła. Taka chłodnica najczęściej znajduje się w kanale nawiewnym do pomieszczeń. Rozwiązanie to może jednak wymagać dostosowania systemu do specyfiki chłodzenia. Aby chłodnica spełniała w pełni swoje zadanie, konieczne jest dobranie odpowiedniej mocy wymiennika oraz zapewnienie odpowiedniego strumienia nawiewanego powietrza. Wiąże się to ze zwiększonymi oporami przepływu, co można skutecznie rozwiązać, jeśli chłodzenie jest uwzględnione na etapie projektowania systemu. Wtedy możliwe jest dobranie urządzeń, które poradzą sobie z tymi wymaganiami i zapewnią optymalny komfort termiczny w pomieszczeniach.
Wykorzystanie pompy ciepła do chłodzenia pomieszczeń – podsumowanie
Chłodzenie budynku za pomocą pompy ciepła może odbywać się poprzez instalacje płaszczyznowe, klimakonwektory lub chłodnicę wodną. Aby system działał efektywnie i zapewniał odpowiedni komfort termiczny, należy uwzględnić jego zaprojektowanie już na wczesnym etapie planowania instalacji w budynku. Chłodzenie często kojarzy się głównie z klimatyzacją, czyli urządzeniami typu powietrze–powietrze. Warto jednak zauważyć, że pompy ciepła typu powietrze–woda również mają taką funkcję. Dzięki temu możliwe jest korzystanie z jednego urządzenia zarówno do ogrzewania, jak i chłodzenia. Eliminuje to potrzebę inwestowania w dodatkowe sprzęty do domu.