Przewymiarowana pompa ciepła, częste włączanie, wyłączanie się i zagrożenia – dlaczego warto wybierać rozważnie?

W 2022 roku sprzedano w Polsce ponad 200 tysięcy pomp ciepła. Doskonale obrazuje to utrzymującą się popularność tego rozwiązania OZE, które – w połączeniu z możliwością otrzymania dotacji – pozwala cieszyć się niskimi kosztami ogrzewania domu. Wybór odpowiednio dopasowanych parametrów urządzenia  jest kluczowy, aby zaspokajała ona wymagania co do komfortu domowników. 

Niekiedy użytkownicy decydują się jednak na przewymiarowane pompy ciepła. Czy jest to dobre rozwiązanie? 

przewymiarowana pompa ciepła

Na czym polega przewymiarowanie pompy ciepła?

Przewymiarowanie urządzenia grzewczego oznacza po prostu dobranie jego zbyt dużej mocy pompy w stosunku do potrzeb termicznych. Innymi słowy – jest to sytuacja, w której do utrzymania określonej temperatury w pomieszczeniach wymagana jest konkretna moc sprężarki, ale urządzenie wytwarza jej zbyt dużo. 

Dlaczego inwestorzy decydują się na takie rozwiązanie?

  • Część z nich wychodzi z założenia, że nie istnieje za duża pompa ciepła, a im mocy jest więcej, tym lepiej. Nadal na rynku funkcjonuje też spora grupa użytkowników, która po prostu przeniosła założenia technologiczne ze starych pieców węglowych na nowoczesne urządzenia.
  • O ile w starym budownictwie, gdzie występuje wiele mostków cieplnych, dosyć trudno jest przewymiarować pompę ciepła, ponieważ nadmiar energii i tak wydostaje się na zewnątrz, w budynkach wykonanych z wykorzystaniem nowoczesnych komponentów zdarza się to znacznie częściej.

Aby uniknąć tego problemu, nie powinno się po prostu kupować takiej samej pompy ciepła jak wszyscy sąsiedzi. Należy dobrać jej parametry pracy indywidualnie, tak aby nie były za małe, ale też za wysokie.

Jakie są skutki przewymiarowania pompy ciepła?

Podstawowym skutkiem przewymiarowania pompy ciepła jest wzrost kosztów korzystania z instalacji grzewczej. Inwestor otrzymuje więcej energii, niż potrzebuje, ale nadal musi za nią zapłacić.

Przewymiarowanie jest mniej uciążliwe zimą niż latem. Kiedy na zewnątrz panują ujemne temperatury, sprężarka o dużej mocy sprawi, że instalacja po prostu szybciej i mocniej ogrzeje wnętrze domu.

Dzieje się tak, ponieważ wygrzanie budynku następuje w krótkim czasie, a po spadku temperatury sprężarka musi włączyć się ponownie.

Tego typu urządzenia są projektowane na określoną liczbę cykli pracy. Właśnie dlatego ich niemiarowość przyspiesza zużycie elementu.

W przewymiarowanej instalacji może pojawić się potrzeba zamontowania kotła buforowego, a to oznacza dodatkowy wydatek. Bufor ma jednak za zadanie m.in. zapobiegać taktowaniu pompy ciepła. Nadmiar wygenerowanej mocy jest wykorzystywany do ogrzewania zawartości kotła, a nie bezpośrednio instalacji, którą ogrzeją już pompy znajdujące się za buforem.

Oczywiście pojemność zbiornika buforowego również należy dobrać odpowiednio i nie zawsze największy kocioł będzie najlepszym wyborem. W większości budynków jednorodzinnych w zupełności wystarczy zbiornik o pojemności około 150–200 litrów.

W zasadzie trudno znaleźć pozytywy przewymiarowania instalacji pompy ciepła. Część specjalistów stoi na stanowisku, że może okazać się to korzystne w przypadku obiektu budowlanego nad akwenem wodnym, jeżeli temperatura otoczenia oscyluje w okolicach 0⁰C przez cały rok, co w polskich warunkach w zasadzie nie występuje.

Przewymiarowana pompa ciepła może prowadzić też do generowania komunikatu o błędzie zbyt wysokiego ciśnienia i konieczności ciężkiego serwisowania urządzenia.

Co może oznaczać częste włączanie się i wyłączanie pompy ciepła?

włączanie i wyłączanie pompy ciepła

Nadmiernie częste włączanie się i wyłączanie pompy ciepła określa się mianem taktowania i może być to jeden z objawów przewymiarowania pompy ciepła. W skrajnych przypadkach taka sytuacja występuje nawet kilkanaście razy w ciągu jednej godziny. Oczywiście cykliczne włączanie się i wyłączanie sprężarki jest niezbędne do regulowania temperatury, ale w optymalnie dobranej instalacji powinno następować to raz lub dwa razy w ciągu godziny (za maksymalną, graniczną wartość przyjmuje się trzykrotne uruchomienie sprężarki w ciągu 60 minut).

Dlaczego taktowanie pompy ciepła jest niepokojące? 

  1. Z jednej strony przynosi znacznie gorsze rezultaty termiczne niż długie cykle pracy pompy ciepła. 
  2. Z drugiej – istotnie zwiększa obciążenie poszczególnych jej komponentów, co pociąga za sobą wzmożone ryzyko awarii.

Aby zapobiec zjawisku taktowania, należy dobrać odpowiednie parametry pompy ciepła, które powinny być minimalne i jednocześnie wystarczające dla danego obiektu z uwzględnieniem warunków zewnętrznych. Określenie warunków brzegowych najlepiej pozostawić specjalistom.

Jakie konsekwencje niesie ze sobą za mała pompa ciepła?

Czy lepszą alternatywą dla przewymiarowanej pompy ciepła jest za mała pompa ciepła względem potrzeb? Okazuje się, że również nie, a skutki takiego doboru parametrów będą podobne w obu przypadkach.

Sprężarka, która generuje zbyt mało mocy, prowadzi do wydłużenia cykli pracy, ponieważ musi ona funkcjonować dłużej, aby osiągnąć założoną temperaturę. W efekcie ten element instalacji jest poddany zwiększonemu obciążeniu.

Częsta praca pompy ciepła oznacza też wyższe rachunki za prąd, a także niedogrzanie pomieszczeń w domu o dużej powierzchni.

Czy ciągła praca pompy ciepła jest bezpieczna?

Uwzględniając powyższe rozważania na pytanie o ciągłą pracę pompy ciepła, można odpowiedzieć jednoznacznie: zawsze będzie to objaw negatywny pracy instalacji.

Nieustanna praca sprężarki może wynikać z różnych przyczyn, jak niewłaściwe określenie jej mocy czy awaria innego z elementów instalacji.

Pompy ciepła projektuje się w taki sposób, aby urządzenie pracowało w cyklach. W przeciwnym razie instalacja zużyje się szybko, a koszty jej naprawy i częstotliwość prac konserwacyjnych sprawią, że cała inwestycja stanie się mniej opłacalna.

Jak dobierać moc pompy ciepła?

jak dobierać moc pompy ciepła?

Skoro wiadomo, że moc sprężarki nie powinna być ani za duża, ani zbyt mała, w jaki sposób wybrać ją, aby była idealna?

Zazwyczaj do wyznaczenia odpowiedniej mocy specjaliści posługują się tzw. punktem biwalentnym (lub biwalencyjnym). To graniczna temperatura, poniżej której pompa ciepła nie może pracować już samodzielnie, ale wymaga wsparcia dodatkowych systemów grzewczych (np. kotła), aby utrzymać w pomieszczeniu określoną temperaturę.

Aby wyznaczyć punkt biwalencyjny w pracy pompy ciepła, należy w pierwszej kolejności określić zapotrzebowanie budynku na ciepło. Im jest on lepiej izolowany, tym będzie ono mniejsze. Następnie to zapotrzebowanie porównuje się z charakterystyką techniczną pompy ciepła.

Przed zdecydowaniem się na zakup pompy ciepła warto zastanowić się nad ewentualną wymianą izolacji termicznej. W szczelnym budynku będzie można wykorzystać pompę ciepła o mniejszej mocy, a co za tym idzie – tańszą w utrzymaniu.

Warto zdawać sobie sprawę, że pojęcie „limitu przewymiarowania pompy ciepła” stanowi mit bez poparcia ze strony praktyki. Poszczególne elementy powinny pozostawać ze sobą w równowadze przez cały okres użytkowania urządzenia. Zaburzenie tej równowagi prędzej czy później doprowadzi do awarii urządzenia i zwiększy koszty użytkowania rozwiązań OZE.

Główną zaletą technologii pozyskujących energię z odnawialnych źródeł jest względnie szybki zwrot inwestycji. Montując przewymiarowaną pompę ciepła, łatwo samemu pozbawić się tej przewagi ekonomicznej.