Wybór pompy ciepła

Aby pompa ciepła spełniła w pełni nasze oczekiwania konieczny jest dość dokładny dobór mocy grzewczej pompy oraz staranne skojarzenie z innymi elementami instalacji. Podstawowym parametrem jaki musimy wyznaczyć jest więc moc grzewcza pompy ciepła w danych warunkach jej pracy. W tym celu konieczna jest znajomość zapotrzebowania ogrzewanego obiektu na ciepło.


Najlepiej gdy budynek posiada wykonane obliczenia cieplne wykonane przez specjalistyczną firmę, jednak dla mniejszych obiektów budowlanych takich jak prywatne domy mieszkalne nie wykonuje się takich obliczeń ze względu na wysokie koszty z tym związane. W takim przypadku dość dobre rezultaty, dla jednorodzinnych domów mieszkalnych o pow. do 400 m2, uzyskuje się poprzez oszacowanie zapotrzebowania na podstawie 1 m2 ogrzewanej powierzchni.

Rodzaj ogrzewanego budynku	Wsp. zapotrzebow.  kc [W/m2]
Stare budownictwo bez ocieplenia	>80
Budynki nowe lub stare słabo   ocieplone (do 5 cm styropianu lub   wełny mineralnej)	65÷75
Budynki nowego bud. o średnim   ociepleniu (o grubości do 10 cm)	45÷55
Budynki nowego bud. bardzo   dobrze ocieplone (co najmniej 20  cm ocieplenia)	35÷45

Zapotrzebowanie obiektu na ciepło potrzebne do ogrzania wynosi:

Qgb=kc x P,

gdzie P - powierzchnia ogrzewanego obiektu w m2.

W bilansie cieplnym budynku należy uwzględnić także zapotrzebowanie mocy na przygotowanie ciepłej wody użytkowej. Jest to szczególnie ważne w budynkach niemieszkalnych takich jak hotele, restauracje, obiekty sportowe, itp., gdzie zużycie c.w.u. jest zazwyczaj dość wysokie. Szacunkowo można przyjąć, iż moc potrzebna do przygotowania cwu w budynku mieszkalnym wyniesie od 100 W do 300 W na osobę. W przypadku budynków użyteczności publicznej należy wykonać dokładne obliczenia według obowiązujących norm.
Reasumując, wymagana moc pompy ciepła wyniesie

Qw=Qgb*kb+Qcwu,

gdzie kb - współczynnik biwalentności.

Współczynnik kb=1 gdy pompa ciepła będzie pracowała w systemie monowalentnym (samodzielnie). Istnieje możliwość pracy pompy ciepła w systemie biwalentnym, ze wspomaganiem innym źródłem ciepła. Najczęściej jest to przepływowy podgrzewacz elektryczny montowany za pompą ciepła i uruchamiany tylko w czasie największego zapotrzebowania na ciepło. W takim przypadku współczynnik kb=1-Qbiw/Qgb, gdzie Qbiw moc źródła biwalentnego.
Znając wartość wymaganej mocy grzewczej Qw, należy dobrać pompę ciepła o mocy większej lub równej tej mocy.

Dla właściwego doboru mocy pompy ciepła (pamiętając że jej moc grzewcza zależy od warunków pracy), konieczna jest znajomość temperatury parowania i temperatury skraplania. Wartość temperatury parowania zależy od temperatury medium dolnego źródła "wchodzącego" do pompy ciepła i przyjmuje się, że przy zachowaniu zalecanego przepływu medium w tymże obiegu temperatura parowania jest o 5K niższa od temperatury medium dolnego źródła. W uproszczeniu (dla dobrze zaprojektowanych i starannie wykonanych dolnych źródeł) temperatura parowania wynosi ok. 0 °C dla układu woda/woda i -5 °C dla układu glikol/woda. Aby określić natomiast temperaturę skraplania konieczna jest znajomość maksymalnej temperatury wody grzewczej osiągana przy pracy pompy ciepła na ogrzewanie. Maksymalna temperatura wody grzewczej dla ogrzewania niskotemperaturowego (ogrzewanie podłogowe lub ścienne) może wynosić od 35 °C do 45 °C. Natomiast dla ogrzewania grzejnikowego wartość tą ustala się na poziomie ok. 55 °C. Przy odpowiednio dobranym przepływie w instalacji górnego źródła, temperatura skraplania jest o ok. 5 °C wyższa niż temperatura wody wyjściowej pompy ciepła. Dla uproszczenia przyjmuje się zatem, iż w przypadku ogrzewania niskotemperaturowego temperatura skraplania wynosi 30 °C lub 40 °C, natomiast dla ogrzewania grzejnikowego jest to 60 °C. W przypadku doboru mocy pompy ciepła znajomość temp. skraplania nie wpływa znacząco na wyniki, w przeciwieństwie do określenia odpowiedniej temp. parowania, od której to silnie zależy moc grzewcza pompy ciepła.