Pompa ciepła przy –20°C wcale nie musi się zatrzymać. W większości nowoczesnych urządzeń graniczna temperatura pracy wynosi –20, –25, a nawet –28°C. To jednak tylko dane z katalogu. Rzeczywista praca w polskich warunkach wygląda inaczej niż kolorowe wykresy producenta – i tu pojawia się rozjazd między oczekiwaniami a praktyką.
Temperatury graniczne z katalogu a to, co dzieje się na podwórku
Na kartach katalogowych prawie każdej powietrznej pompy ciepła pojawia się informacja typu: „zakres pracy: od –25°C do +35°C”. Formalnie oznacza to, że sprężarka i układ chłodniczy są w stanie funkcjonować w takim zakresie. Ale:
nie mówi to nic o wydajności grzewczej przy –20°C,
nie wynika z tego, jaki będzie COP pompy ciepła przy –20°C,
brak informacji, czy przy takiej temperaturze pracuje tylko sprężarka, czy już muszą wchodzić grzałki elektryczne.
Typowy scenariusz wygląda tak: przy temperaturze zewnętrznej około 0°C pompa ciepła bez problemu pokrywa zapotrzebowanie domu na ciepło. Gdy temperatura spada do –10°C, urządzenie wciąż grzeje, ale:
moc grzewcza spada o kilkanaście–kilkadziesiąt procent względem pracy przy dodatnich temperaturach,
COP pompy ciepła zimą jest wyraźnie niższy,
coraz częściej uruchamia się cykl odszraniania, który chwilowo „zabiera” moc.
Przy –20°C większość powietrznych pomp ciepła nadal pracuje, ale robi to z dużo większym wysiłkiem i niższą efektywnością. Często część energii dostarczają grzałki elektryczne. Stąd biorą się opinie, że „przy –20°C pompa ciepła już nie działa” – w rzeczywistości działa, tylko drożej i czasem z dogrzewaniem dodatkowym źródłem.
Kiedy pompa ciepła „pracuje”, a kiedy „pracuje ekonomicznie”
Warto precyzyjnie rozdzielić dwa pojęcia:
„pompa ciepła działa” – sprężarka się włącza, układ krąży, dom się nagrzewa, komfort jest zapewniony,
„pompa ciepła działa ekonomicznie” – większość ciepła pochodzi ze sprężarki, COP jest na sensownym poziomie, udział grzałek jest minimalny lub zerowy.
Próg, przy którym kończy się ekonomiczna praca, zależy od:
jakości i klasy pompy (tanie „marketowe” jednostki vs markowe urządzenia inwerterowe),
temperatury zasilania instalacji (35–40°C dla podłogówki to inna historia niż 55–60°C dla grzejników),
ocieplenia budynku i jego szczelności,
poprawnego doboru mocy pompy ciepła do obliczeniowego mrozu danej strefy klimatycznej.
Przy dobrze dobranej i poprawnie zamontowanej instalacji w typowym domu jednorodzinnym w Polsce ekonomiczna praca kończy się zwykle w okolicach –10 do –15°C. Poniżej tego progu:
rosną rachunki za prąd,
istotniejszy staje się udział grzałek,
w tanich pompach ciepła może brakować mocy do stabilnego ogrzania całego domu.
Przykład: dom jednorodzinny w centralnej Polsce przy fali mrozów
Przykład z praktyki instalatorów: dom parterowy, ok. 130 m², dobrze ocieplony, ogrzewanie podłogowe. Zainstalowana powietrzna pompa ciepła o mocy nominalnej 8 kW przy +7°C, pracująca z niskotemperaturową instalacją (zasilanie 32–35°C).
Scenariusz:
temperatura na zewnątrz w dzień: –8°C, w nocy: –12°C – pompa ciepła pracuje prawie wyłącznie na sprężarce, COP w okolicach 2,5–3,
kilkudniowa fala mrozów: w dzień –15°C, w nocy –20°C – sprężarka wciąż działa, ale:
COP spada do ok. 2 lub niżej,
co pewien czas włącza się grzałka, aby „dopchnąć” moc,
odszranianie jednostki zewnętrznej jest częstsze, co chwilowo obniża wydajność.
Dom pozostaje nagrzany, komfort jest zachowany. Rachunek za prąd w miesiącu z silnymi mrozami jest wyższy niż w pozostałych zimowych miesiącach, ale nie skacze kilkukrotnie. Kluczowe jest to, że dobór pompy uwzględniał projektową temperaturę dla tej strefy (np. –20°C), a dom miał niskie zapotrzebowanie na ciepło.
Rodzaj pompy ciepła a zachowanie przy –20°C
Od zachowania przy mrozach bardzo mocno zależy rodzaj pompy:
powietrzna pompa ciepła – najmocniej odczuwa spadek temperatury zewnętrznej, bo to właśnie z powietrza odzyskuje ciepło,
gruntowa pompa ciepła – pracuje w oparciu o stosunkowo stabilną temperaturę gruntu, więc nawet przy tęgich mrozach na powierzchni ma niemal te same warunki,
powietrzna pompa ciepła do c.w.u. – zwykle ma inny zakres pracy i zasada „do –20°C” bywa rozumiana inaczej; często przy dużych mrozach przełącza się w tryb grzałki.
Przy rozważaniu działania pompy ciepła przy –20°C kluczowe pytania brzmią:
jaki to typ urządzenia (powietrze–woda, gruntowa, hybryda),
czy instalacja grzewcza jest niskotemperaturowa (podłogówka),
jaką moc ma pompa przy –20°C według tabel producenta, a nie przy +7°C.
Co sprawdzić we własnej pompie ciepła
Przed sezonem grzewczym opłaca się skontrolować kilka parametrów w dokumentacji technicznej lub w menu serwisowym:
zakres pracy pompy ciepła – minimalna temperatura powietrza zewnętrznego lub dolnego źródła,
minimalna i maksymalna temperatura zasilania – czy pompa jest w stanie podnieść temperaturę wody w instalacji do wartości potrzebnych przy mrozach (np. 50–55°C dla grzejników),
obecność i moc wbudowanej grzałki elektrycznej – ile kW mają grzałki, w jakich warunkach się załączają,
tabele wydajności – moc i COP w funkcji temperatury zewnętrznej oraz temperatury zasilania.
Co sprawdzić po tej sekcji: odszukaj w dokumentacji swojej pompy zakres temperatur pracy, moc przy –15 i –20°C oraz informacje o wbudowanej grzałce. Bez tego trudno realnie ocenić, jak urządzenie zachowa się przy silnych mrozach.
Źródło: Pexels | Autor: alpha innotec
Podstawy działania pompy ciepła a wpływ temperatury zewnętrznej
Skąd pompa bierze ciepło przy –20°C?
Pompa ciepła nie „tworzy” ciepła z niczego. Przenosi je z jednego miejsca w drugie – z dolnego źródła (powietrze, grunt, woda) do instalacji grzewczej w domu. Fundamentem działania jest obieg chłodniczy:
Sprężarka spręża czynnik chłodniczy, podnosząc jego temperaturę i ciśnienie.
W wymienniku (skraplaczu) czynnik oddaje ciepło do instalacji grzewczej (woda w obiegu CO), skrapla się.
Po przejściu przez zawór rozprężny czynnik mocno się schładza i trafia do parownika.
W parowniku odbiera ciepło z otoczenia (powietrze, grunt), odparowuje i wraca do sprężarki.
Nawet przy –20°C w powietrzu wciąż jest energia cieplna. Dla człowieka to „lód i arktyczny mróz”, ale z punktu widzenia fizyki temperatura –20°C (253 K) to wciąż dużo powyżej zera bezwzględnego. Różnica jest taka, że pompa ma wtedy znacznie trudniej:
musi pokonać większą „różnicę wysokości” między temperaturą dolnego źródła a temperaturą zasilania instalacji,
sprężarka pracuje ciężej, rośnie pobór prądu,
zmniejsza się ilość „łatwo dostępnego” ciepła w powietrzu, więc trzeba go przepompować więcej, aby osiągnąć ten sam efekt.
Im niższa temperatura powietrza, tym mocniej odczuwalne są też problemy z oszronieniem parownika jednostki zewnętrznej. Wentylator zasysa zimne, wilgotne powietrze, które na chłodnym wymienniku zamarza. Konieczne jest cykliczne odszranianie pompy ciepła (defrost), w czasie którego:
pompa na chwilę „odwraca obieg” – zamiast dostarczać ciepło do domu, kieruje je do jednostki zewnętrznej, aby stopić lód,
w tym czasie nie grzeje pomieszczeń,
częste odszranianie pogarsza odczuwalną efektywność, zwłaszcza przy granicznych temperaturach.
COP, SCOP i „sprawność” – jak czytać te liczby z głową
W materiałach marketingowych często pojawia się hasło „pompa ciepła o sprawności 400%”. Technicznie rzecz biorąc nie jest to sprawność w klasycznym sensie, tylko COP (Coefficient of Performance), czyli współczynnik efektywności. COP = 4 oznacza, że z 1 kWh energii elektrycznej pompa dostarcza 4 kWh ciepła do instalacji.
Kluczem jest to, że COP jest ściśle związany z warunkami pracy:
temperatura dolnego źródła (np. +7°C, 0°C, –7°C, –15°C),
temperatura zasilania instalacji (np. 30°C dla podłogówki, 45–55°C dla grzejników),
przepływy, sposób sterowania, częstotliwość odszraniania.
Typowa wartość katalogowa COP, którą producenci eksponują, to np. COP = 4,5 dla A7/W35 (powietrze +7°C, woda 35°C). Przy takich warunkach pompa ciepła faktycznie pracuje bardzo efektywnie. Jednak przy –20°C i zasilaniu 50°C COP może spaść nawet poniżej 2.
Z kolei SCOP (Seasonal COP) to uśredniona wartość efektywności dla całego sezonu grzewczego, uwzględniająca różne temperatury zewnętrzne i tryby pracy. SCOP jest przydatny do porównań między pompami, ale:
nie powie nic konkretnego o tym, co dzieje się przy ekstremalnych mrozach,
jest liczony dla określonej strefy klimatycznej (np. średnioeuropejskiej),
również zakłada pewne standardowe temperatury zasilania (często 35°C, czyli podłogówka).
Dlatego COP pompy ciepła przy –20 jest zupełnie inną historią niż COP przy +7°C. Dwa urządzenia o podobnym SCOP mogą się całkowicie inaczej zachowywać podczas fali mrozów. Różnice wynikają z konstrukcji sprężarki, algorytmów sterowania, sposobu wtrysku czynnika czy powierzchni wymienników.
Dlaczego COP przy +7°C a COP przy –20°C to dwa różne światy
Przykładowy scenariusz dla powietrznej pompy ciepła (bez podawania konkretnych liczb, bo każdy model jest inny):
warunki A7/W35 – COP ~4–5,
warunki A2/W35 – COP spada do ~3–4,
warunki A–7/W35 – COP ~2,5–3,
warunki A–15/W35 – COP ~2 lub mniej,
warunki A–20/W45 lub W50 – COP potrafi spaść poniżej 2, a część ciepła dostarcza już grzałka.
Na mrozie pompa ciepła ma jednocześnie:
zimne powietrze jako źródło ciepła,
wysoką wymaganą temperaturę w instalacji (dom szybciej się wychładza, użytkownik często „podkręca” termostaty),
częstsze defrosty, czyli cykle odszraniania.
To, co na papierze wygląda jak „urzadzenie do –25°C”, w praktyce oznacza raczej: „przy –25°C nadal działa, ale efektywność jest dużo niższa i trzeba zaakceptować wyższe rachunki”. Stąd płynie wniosek, że nie warto patrzeć tylko na jeden, duży wskaźnik SCOP, ale raczej na tabele wydajności i COP w różnych warunkach.
Jak mądrze czytać dane producenta
Przy wyborze pompy ciepła do pracy w polskim klimacie kluczowe są tabele w dokumentacji technicznej. Trzeba w nich odnaleźć:
Jak interpretować tabele wydajności krok po kroku
Tabele wydajności na pierwszy rzut oka wyglądają skomplikowanie, ale da się je „rozbroić” w kilku prostych krokach.
Krok 1. Znajdź kolumny z temperaturą powietrza (A…)
Szukaj w wierszach lub kolumnach oznaczeń typu A7, A2, A–7, A–15, A–20. To temperatury powietrza zewnętrznego, dla których podano moc i COP. Interesują Cię przede wszystkim wiersze A–15 i A–20, bo to one pokazują zachowanie urządzenia przy silnych mrozach.
Krok 2. Sprawdź temperaturę wody (W…)
W drugiej osi tabeli pojawia się oznaczenie W – np. W35, W45, W55. To temperatura wody na zasilaniu instalacji. Dla ogrzewania podłogowego typowo analizuje się W35, a dla grzejników – W45–W55. Im wyższe „W”, tym niższy COP.
Krok 3. Odczytaj moc grzewczą przy –20°C
Dla kombinacji np. A–20/W45 odczytaj moc grzewczą. Porównaj ją z zapotrzebowaniem domu na moc przy temperaturze projektowej (np. 8 kW, 10 kW). Jeśli przy A–20/W45 pompa oferuje np. 6 kW, a dom potrzebuje 9 kW, różnicę musi pokryć grzałka lub dodatkowe źródło ciepła.
Krok 4. Sprawdź COP przy –20°C
W tej samej komórce lub obok znajdziesz COP. Jeżeli przy A–20/W45 COP wynosi około 2, oznacza to, że z 1 kWh prądu otrzymujesz 2 kWh ciepła. To nadal lepiej niż grzałka (COP ≈ 1), ale już bez spektakularnych oszczędności.
Krok 5. Zwróć uwagę na tryb pracy (monowalentny, biwalentny)
Część tabel zaznacza, że poniżej określonej temperatury pompa przechodzi w tryb biwalentny – czyli wymaga wsparcia drugiego źródła. Może to być grzałka, kocioł gazowy albo inne urządzenie. To ważna informacja, bo pokazuje, że przy –20°C producent zakłada pracę „z pomocą”.
Co sprawdzić po tej sekcji: odczytaj z tabel swojego modelu moc i COP przy –7, –15 i –20°C dla temperatury zasilania zbliżonej do tej, jaką masz w instalacji. Zobacz, czy producent przewiduje tryb biwalentny przy mrozach.
Rodzaje pomp ciepła a mróz: powietrzna, gruntowa, hybryda
Powietrzna pompa ciepła – zachowanie przy dużych mrozach
Powietrzne pompy ciepła są najpopularniejsze, bo montaż jest prosty, a koszt inwestycji niższy niż przy gruntowych. Przy –20°C widać jednak ich ograniczenia. Z technicznego punktu widzenia kluczowe są trzy obszary:
spadek mocy grzewczej wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej,
rosnąca liczba cykli odszraniania,
niższy COP przy jednoczesnym wzroście zapotrzebowania domu na ciepło.
W praktyce wygląda to tak, że dobrze dobrana powietrzna pompa ciepła:
przy temperaturach od +5 do –5°C jest głównym i w pełni samodzielnym źródłem ogrzewania,
przy –10 do –15°C nadal ogrzewa dom, ale sporadycznie dobija grzałka,
przy –20°C – w zależności od modelu i budynku – może wymagać stałego wsparcia grzałki.
Kluczowe jest tu połączenie niskotemperaturowej instalacji (podłogówka, duże grzejniki pracujące na niskich parametrach) z właściwym doborem mocy. Przy zbyt małej jednostce i wysokotemperaturowych grzejnikach komfort przy –20°C będzie problematyczny.
Gruntowa pompa ciepła – stabilność mimo –20°C na zewnątrz
Gruntowe pompy ciepła korzystają z ciepła zgromadzonego w ziemi. Na głębokości poniżej strefy przemarzania temperatura gruntu jest relatywnie stała i wynosi zwykle kilka stopni powyżej zera. Dlatego mróz na powierzchni ma znacznie mniejszy wpływ na ich pracę.
Efekty tego są widoczne w sezonie grzewczym:
moc grzewcza utrzymuje się na bardziej stabilnym poziomie,
COP spada znacznie wolniej niż w pompach powietrznych,
nie ma problemu z odszranianiem jednostki zewnętrznej, bo jej po prostu nie ma.
Przy –20°C na zewnątrz gruntowa pompa ciepła „widzi” dolne źródło o temperaturze bliskiej 0–5°C. Z punktu widzenia sprężarki różnica temperatur jest dużo mniejsza, więc praca jest lżejsza i bardziej przewidywalna.
Warunek: prawidłowo zaprojektowane dolne źródło – odpowiednia długość kolektora poziomego lub odwiertów. Zbyt krótkie sondy pionowe lub za mała powierzchnia kolektora powodują przechłodzenie gruntu, co po kilku sezonach może obniżyć efektywność i doprowadzić do problemów z pracą przy największych mrozach.
Co sprawdzić po tej sekcji: jeżeli rozważasz gruntową pompę ciepła, poproś projektanta o wyliczenie długości odwiertów przy założeniu kilku najchłodniejszych sezonów z rzędu, a nie „średniej zimy”.
Hybrydowe systemy grzewcze – kiedy pompa nie musi być sama
System hybrydowy łączy pompę ciepła z drugim źródłem ciepła – najczęściej kotłem gazowym, olejowym lub istniejącym kotłem na paliwo stałe. Przy –20°C hybryda daje dużą elastyczność i bezpieczeństwo.
Sterownik systemu hybrydowego może działać według prostych reguł:
do np. –7°C pracuje wyłącznie pompa ciepła,
między –7 a –15°C pracuje głównie pompa, a kocioł wspiera ją w szczytach,
poniżej –15°C priorytet przejmuje kocioł, a pompa może pracować ograniczenie lub w ogóle się wyłączyć.
Takie rozwiązanie ma kilka zalet:
nie trzeba przewymiarowywać pompy „pod najgorszą zimę dekady”,
kocioł wykorzystuje swój potencjał przy najwyższych obciążeniach,
inwestycja bywa tańsza niż bardzo mocna pompa z rozbudowaną instalacją elektryczną.
Trzeba jednak zadbać o czytelne ustawienie punktu biwalentnego – czyli temperatury zewnętrznej, poniżej której drugi kocioł przejmuje część lub całość pracy. Jeżeli punkt ten zostanie ustawiony zbyt wysoko, system zbyt wcześnie „przełączy się” na droższe lub bardziej emisyjne źródło.
Co sprawdzić po tej sekcji: przy systemach hybrydowych poproś instalatora o podanie konkretnej temperatury przełączania na kocioł oraz sposobu jej korekty w sterowniku.
Powietrzna pompa ciepła tylko do c.w.u. a mróz
Powietrzne pompy ciepła do przygotowania ciepłej wody użytkowej (c.w.u.) to inna kategoria niż typowe jednostki powietrze–woda do ogrzewania. Często mają:
inny zakres pracy powietrza (np. od +5 do +35°C),
wbudowaną grzałkę elektryczną jako docelowe źródło ciepła przy niskich temperaturach,
możliwość pracy na powietrzu obiegowym z pomieszczenia (np. kotłowni, garażu).
Przy –20°C typowa pompa ciepła do c.w.u. pracująca na powietrzu z zewnątrz często:
przechodzi w tryb pracy wyłącznie na grzałce,
wyłącza się automatycznie i czeka na wzrost temperatury,
albo pobiera powietrze z wnętrza domu (co pośrednio wychładza budynek).
Zdarza się więc, że właściciel widzi na obudowie hasło „do –20°C” i zakłada, że urządzenie będzie wtedy realnie pompą ciepła. W praktyce przy –20°C często działa głównie grzałka, a sprężarka ma wyłączony lub ograniczony zakres pracy.
Co sprawdzić po tej sekcji: przeczytaj instrukcję swojej pompy c.w.u. i sprawdź, od jakiej temperatury uruchamia się grzałka oraz czy urządzenie może pracować na powietrzu z wnętrza budynku zimą.
Źródło: Pexels | Autor: alpha innotec
Fakty kontra mity o pracy pompy ciepła przy –20°C
Mit: „Pompa ciepła przestaje grzać przy –20°C”
Nowoczesne pompy ciepła projektowane na rynek Europy Środkowej zwykle mogą pracować technicznie przy –20°C, a nawet niższych temperaturach. Problemem nie jest „wyłączenie grzania”, tylko:
spadek efektywności – niższy COP,
konieczność wsparcia grzałką lub drugim źródłem,
niewłaściwy dobór mocy urządzenia do budynku.
Tam, gdzie pojawia się wrażenie, że „pompa nie grzeje przy –20°C”, zwykle mamy do czynienia z:
za małą mocą pompy względem strat ciepła budynku,
grzejnikami wymagającymi wysokich temperatur zasilania (60–70°C),
instalacją ustawioną tak, że ogranicza maksymalną temperaturę wody przy mrozie.
Co sprawdzić po tej sekcji: porównaj moc swojej pompy przy –20°C z obliczeniową mocą potrzebną dla domu. Sprawdź też maksymalną dostępną temperaturę zasilania w trybie grzania.
Mit: „Przy –20°C pompa ciepła zawsze jest droższa w eksploatacji niż gaz”
Koszty zależą od wielu czynników: cen prądu i gazu, taryfy G11/G12, jakości budynku, rodzaju instalacji grzewczej, a nawet przyzwyczajeń domowników. Przy –20°C COP pompy ciepła rzeczywiście spada, ale to kilka–kilkanaście dni w sezonie, a nie cała zima.
Jeżeli średni sezonowy SCOP wynosi np. 3,0–3,5, to:
krótkie okresy COP ≈ 2 przy –20°C są „rozcieńczone” okresami COP 3–4 przy wyższych temperaturach,
trzeba patrzeć na całoroczny bilans, a nie tylko najbardziej skrajną sytuację.
Bywają sytuacje, w których przy ekstremalnym mrozie i bardzo wysokiej temperaturze zasilania (np. 55–60°C) koszt pojedynczego dnia może być zbliżony do ogrzewania gazem. Jednak jeśli przez pozostałą część sezonu pompa pracuje z COP 3–4, całkowity roczny koszt ogrzewania i tak będzie korzystny.
Co sprawdzić po tej sekcji: policz szacunkowy roczny koszt pracy pompy na podstawie SCOP i ceny energii, zamiast skupiać się wyłącznie na kilku najzimniejszych dniach w roku.
Mit: „Do pompy ciepła przy –20°C trzeba mieć zawsze dogrzewanie kominkiem”
Kominek jako dodatkowe źródło ciepła bywa przyjemnym uzupełnieniem, ale nie jest wymogiem technicznym. W dobrze ocieplonym domu z prawidłowo dobraną pompą ciepła:
system jest w stanie samodzielnie utrzymać komfortową temperaturę przy –20°C,
kominek staje się raczej „opcją awaryjną” lub elementem nastrojowym,
częściej używa się go ze względów emocjonalnych niż technicznych.
Problem pojawia się w budynkach o dużych stratach ciepła, w których inwestor zdecydował się na zbyt małą pompę, licząc, że „kominek pomoże”. Pomóc może, ale wymaga to regularnego palenia, a to w dłuższej perspektywie jest mniej wygodne niż właściwy dobór mocy pompy.
Co sprawdzić po tej sekcji: zamiast planować częste dogrzewanie kominkiem, upewnij się u projektanta, że pompa jest dobrana do strat ciepła budynku przy temperaturze projektowej.
Fakt: „Przy –20°C rośnie znaczenie dobrze zrobionej instalacji wewnętrznej”
Nawet najlepsza pompa ciepła nie uratuje sytuacji, jeżeli instalacja hydrauliczna w domu jest wykonana „po staremu” i wymaga wody o 70°C. Przy mrozach szczególnie ważne są:
niskotemperaturowe grzejniki (większa powierzchnia, praca na 45–50°C),
prawidłowo dobrane przepływy i zrównoważenie hydrauliczne obiegów,
brak „wąskich gardeł” w postaci pojedynczych niedowymiarowanych grzejników w chłodnych pomieszczeniach.
Fakt: „Przy –20°C pompa ciepła może potrzebować wsparcia grzałki – i to jest normalne”
Grzałka elektryczna w pompie ciepła pełni rolę zabezpieczenia na najcięższe warunki. Jej uruchamianie przy –20°C samo w sobie nie oznacza błędu – problemem jest dopiero sytuacja, gdy grzałka:
pracuje przez dużą część sezonu, a nie tylko w szczytach mrozu,
włącza się już przy niewielkim spadku temperatury (np. 0…–5°C),
„ciągnie” większą moc godzinami, bo pompa nie daje rady podnieść temperatury w domu.
Technicznie w wielu instalacjach przy –20°C typowym scenariuszem jest:
pompa ciepła pracuje z obniżonym COP,
w szczytach zapotrzebowania (noc, poranek) dogrzewa się grzałką,
po dogrzaniu budynku sprężarka samodzielnie utrzymuje temperaturę.
Jeżeli grzałka przejmuje całą pracę na wiele godzin, zwykle winne są:
zbyt mała moc pompy w stosunku do strat ciepła,
niekorzystne ustawienia sterownika (np. niski limit mocy sprężarki, wysoki priorytet grzałki),
zbyt wysoka zadana temperatura w pomieszczeniach przy największych mrozach.
Co sprawdzić po tej sekcji: w historii pracy pompy sprawdź, ile godzin w sezonie pracuje grzałka i przy jakich temperaturach zewnętrznych się załącza. Poproś instalatora o korektę ustawień, jeśli grzałka dominuje już przy lekkim mrozie.
Mit: „Przy –20°C każda pompa ciepła będzie hałasować i zamarzać”
Niska temperatura zewnętrzna oznacza częstsze odszranianie jednostki zewnętrznej i głośniejszą pracę wentylatora, ale nie powinno to być uciążliwe na co dzień. Odszranianie (defrost) polega na krótkim odwróceniu obiegu i stopieniu szronu z wymiennika.
Przy –20°C i podwyższonej wilgotności:
odszranianie może występować częściej,
proces trwa zwykle kilka minut,
w jego trakcie moc grzewcza chwilowo spada.
Jeśli jednostka zewnętrzna obmarza nadmiernie i nie daje się oczyścić podczas cyklu defrostu, przyczyną jest zwykle:
zbyt mała odległość od ścian i przeszkód (brak swobodnego przepływu powietrza),
błędne ustawienie jednostki tuż nad gruntem, gdzie zalega śnieg,
brak odpływu kondensatu – woda z defrostu zamarza pod urządzeniem i ogranicza cyrkulację powietrza.
Co do hałasu – przy mrozach sprężarka i wentylator częściej pracują na wyższych obrotach. Dobrze zaprojektowana instalacja uwzględnia:
odpowiednią odległość od sypialni i sąsiednich budynków,
właściwe parametry pracy sprężarki modulowanej.
Co sprawdzić po tej sekcji: przy dużych mrozach zajrzyj do jednostki zewnętrznej – sprawdź, czy skropliny mają gdzie odpływać i czy śnieg nie blokuje wlotu/wylotu powietrza. Jeśli hałas jest uciążliwy, zapisz czas i warunki – te dane ułatwią regulację serwisantowi.
Dobór pompy ciepła pod kątem mrozów: krok po kroku
Krok 1: Ustal temperaturę projektową i realne warunki klimatyczne
Pierwszym elementem jest znajomość tzw. temperatury obliczeniowej (projektowej) dla lokalizacji. Dla wielu regionów Polski jest to przedział od –16 do –24°C, w zależności od strefy klimatycznej. To właśnie przy tej temperaturze projektuje się moc systemu grzewczego.
W praktyce oznacza to, że:
pompa ciepła musi pokryć straty ciepła budynku przy temperaturze projektowej (całkowicie lub w określonej części – w układach biwalentnych),
wybór urządzenia „tylko do –15°C”, gdy w danej strefie norma mówi o –22°C, jest proszeniem się o kłopoty przy fali mrozów,
statystyki meteorologiczne pokazują, że ekstremalne mrozy są rzadkie, ale trzeba je uwzględnić przynajmniej jako krótkotrwałe szczyty obciążenia.
Dobrym nawykiem jest porównanie:
temperatury projektowej z normy (np. z projektu budowlanego),
rzeczywistych minimów temperatury z ostatnich kilku zim (dane lokalnej stacji meteo lub portali pogodowych).
Co sprawdzić po tej sekcji: ustal, jaka jest oficjalna temperatura projektowa dla Twojej miejscowości i zanotuj minimalne temperatury z ostatnich 5–10 lat. Te dwie wartości są punktem startu do rozmowy z projektantem.
Krok 2: Oblicz (lub zleć obliczenie) strat ciepła budynku
Bez rzetelnego bilansu strat ciepła każdy dobór pompy ciepła jest zgadywanką. Straty ciepła określają, ile mocy grzewczej budynek potrzebuje przy temperaturze projektowej, np. –20°C.
Do obliczeń bierze się pod uwagę:
przenikanie ciepła przez ściany, dach, podłogę, okna i drzwi,
infiltrację powietrza (nieszczelności, wentylacja grawitacyjna lub mechaniczna),
kubaturę budynku i rozkład pomieszczeń.
Typowe błędy na tym etapie to:
używanie orientacyjnych wzorów „X W/m²” bez uwzględnienia realnej izolacji,
zaniżanie strat ciepła „żeby pompa wyszła mniejsza i tańsza”,
ignorowanie nieszczelnej stolarki lub słabej izolacji podłogi.
W starych budynkach często okazuje się, że prosty audyt (uszczelnienie drzwi, poprawa wentylacji, docieplenie kluczowego fragmentu dachu) pozwala realnie obniżyć wymaganą moc pompy o kilka kilowatów.
Co sprawdzić po tej sekcji: poproś projektanta lub instalatora o pisemne zestawienie strat ciepła z podziałem na przegrody i wentylację. Sprawdź, przy jakiej temperaturze zewnętrznej zostały policzone.
Krok 3: Dobierz moc pompy – nie „na styk”, nie „na oko”
Mając policzone straty ciepła przy –20°C, można przejść do wyboru mocy pompy ciepła. Kluczowa zasada: patrz na moc grzewczą przy niskich temperaturach, a nie wyłącznie na moc katalogową przy +7°C.
Dla konkretnego modelu istotne są:
moc grzewcza przy temperaturze projektowej (np. –20°C) i zadanej temperaturze wody (np. 45°C),
charakterystyka modulacji – czy pompa może stabilnie pracować w szerokim zakresie mocy,
obecność i sposób pracy grzałki w bilansie mocy przy mrozie.
Jeżeli straty ciepła domu wynoszą np. 9 kW przy –20°C, rozsądny dobór może wyglądać różnie:
pompa o mocy 9–10 kW przy –20°C (system monowalentny – bez dodatkowego źródła, grzałka tylko awaryjna),
pompa 7–8 kW przy –20°C + zaplanowana praca grzałki lub kotła wspomagającego przy największych mrozach (system biwalentny).
Błędem jest dobór urządzenia, które ma np. 10 kW przy +7°C, ale tylko 5–6 kW przy –20°C, podczas gdy budynek potrzebuje 9 kW. Wtedy przy mrozie grzałka musi stale „dopychać” różnicę, co podnosi rachunki i budzi frustrację.
Co sprawdzić po tej sekcji: w karcie katalogowej swojej (lub planowanej) pompy znajdź tabelę mocy przy niskich temperaturach. Porównaj ją z obliczonym zapotrzebowaniem budynku – właśnie przy –15…–20°C, a nie przy dodatnich temperaturach.
Krok 4: Dopasuj temperaturę zasilania do możliwości pompy
Pompa ciepła najsprawniej pracuje przy niskich temperaturach wody w instalacji. Ogrzewanie płaszczyznowe i przewymiarowane grzejniki pozwalają uzyskać komfort przy zasilaniu 30–45°C nawet przy –20°C na zewnątrz.
Jeżeli instalacja wymaga przy mrozach 60–70°C, sprężarka w wielu modelach:
osiąga granicę swoich możliwości,
pracuje z bardzo niskim COP,
częściej przekazuje pracę na grzałkę.
Przy modernizacji starej instalacji grzejnikowej dobrze jest:
przeprowadzić test – jaka temperatura zasilania zapewnia komfort przy lekkim mrozie (np. –5°C),
sprawdzić, czy możliwa jest wymiana kilku kluczowych grzejników na większe,
rozważyć dołożenie podłogówki w części pomieszczeń (np. salon, kuchnia) w trakcie remontu.
Po zmianach wykonuje się prostą symulację: jaką temperaturę zasilania trzeba będzie przyjąć przy –20°C, aby utrzymać wymaganą temperaturę w pomieszczeniu. Im niżej się uda zejść, tym większa szansa na ekonomiczną pracę pompy ciepła.
Co sprawdzić po tej sekcji: zapytaj instalatora, jaką obliczeniową temperaturę zasilania przyjęto dla Twojej instalacji przy –20°C. Jeśli to więcej niż 50–55°C, przeanalizuj możliwości modernizacji grzejników lub częściowego ogrzewania podłogowego.
Krok 5: Zaplanuj zasilanie elektryczne i zabezpieczenia pod kątem mrozów
Przy –20°C pompa ciepła pracuje praktycznie w trybie ciągłym. Wiele błędów wychodzi na jaw dopiero wtedy, gdy:
instalacja elektryczna jest przeciążona w godzinach szczytu,
zabezpieczenia nadprądowe wyłączają zasilanie,
przy włączeniu grzałki moc chwilowa przekracza możliwości przyłącza.
Przed wyborem mocy pompy i grzałki trzeba sprawdzić:
dostępną moc przyłączeniową budynku (z umowy z zakładem energetycznym),
rodzaj sieci i zabezpieczeń głównych,
inne duże odbiorniki: płyta indukcyjna, ładowarka samochodu elektrycznego, piekarnik, warsztat.
Częstym rozwiązaniem jest:
wprowadzenie priorytetu pompy ciepła w sterowaniu energią (odłączenie części odbiorników, gdy sprężarka i grzałka pracują na maksymalnej mocy),
ograniczenie maksymalnej mocy grzałki w sterowniku (np. z 9 kW do 3–6 kW),
dostosowanie przydziału mocy u operatora sieci – szczególnie w większych domach.
Co sprawdzić po tej sekcji: sprawdź w swojej dokumentacji, jaką masz moc przyłączeniową i jakie zabezpieczenie główne. Porównaj to z maksymalną mocą elektryczną pompy (sprężarka + grzałka) oraz innymi kluczowymi odbiornikami.
Krok 6: Zdecyduj, czy system ma być monowalentny czy biwalentny
System monowalentny to taki, w którym pompa ciepła jest jedynym źródłem ciepła (poza grzałką wbudowaną w zasobnik lub bufor). System biwalentny łączy pompę z drugim źródłem – najczęściej kotłem lub kominkiem z płaszczem wodnym.
Przy decyzji warto przeanalizować kilka kwestii:
czy w budynku już istnieje kocioł, który można wykorzystać jako szczytowe źródło ciepła,
jak często w danej lokalizacji występują temperatury poniżej –15…–20°C,
jakie są ceny nośników energii (prąd, gaz, pellet, olej).
Dobrze zaprojektowany układ biwalentny:
pozwala dobrać pompę o trochę mniejszej mocy (tańsza inwestycja),
przerzuca pracę na kocioł tylko w kilkanaście–kilkadziesiąt najzimniejszych godzin w roku,
daje komfort psychiczny przy długotrwałej fali mrozów.
W domach nowych, dobrze ocieplonych, inwestorzy coraz częściej decydują się na wariant monowalentny. W modernizacjach, szczególnie w starszych budynkach, wariant biwalentny bywa bardziej rozsądny ekonomicznie.
Co sprawdzić po tej sekcji: poproś projektanta o porównanie dwóch wariantów – monowalentnego i biwalentnego – z wyliczeniem kosztów inwestycji oraz prognozowanych kosztów eksploatacji przy kilku przykładowych zimach.
Krok 7: Ustaw sterowanie pogodowe i krzywą grzewczą „pod mróz”
