Zalety instalacji pompy ciepła oraz jej zastosowanie

Jakie niebezpieczeństwo niesie ze sobą wysokie tempo budownictwa w Polsce, gdy nie wszystkie powstające obiekty budowane są jako domy energooszczędne?

Polska, jedno z najdynamiczniej rozwijających się państw Unii Europejskiej. Zajmuje trzecie miejsce w Europie pod względem wolumenu budownictwa, wyprzedzając Niemcy, Hiszpanię i wiele innych europejskich państw.

Jednak nie można twierdzić, że firmy budowlane Hiszpanii i Niemiec ustępują polskim spółkam. Po prostu, na przykład w Hiszpanii niedawno miały miejsce kryzysy nadprodukcji w branży budowlanej, dlatego, aby utrzymać ceny nieruchomości, ograniczono wolumeny budowy. Mniej więcej to samo można powiedzieć o firmach niemieckich.

Obecnie w Chinach występuje ogromny kryzys nadprodukcji w budownictwie, a utrudnia go fakt, że wymagania dotyczące budownictwa w Chinach są znacznie niższe niż w Unii Europejskiej, dlatego cały ten wolumen domów, zbudowanych z niską energooszczędnością, obciąży dodatkowym opodatkowaniem chińskie społeczeństwo.

Polsce w tym względzie poszczęściło, ona jest krajem Unii Europejskiej, gdzie wymagania dotyczące budowy mieszkań przewyższają wymagania dotyczące budowy mieszkań zarówno w Chinach, jak i w krajach rozwijających się, takich jak Ukraina, Rosja, Białoruś i wiele innych. To pozwala Polsce i innym krajom Unii Europejskiej pewnie utrzymywać wyższą jakość życia dla ludności niż w krajach, gdzie te wymagania są niskie.

Jednak niski odsetek budowy energooszczędnych domów w Polsce to warunek dla kryzysów w niedalekiej przyszłości. Odmowa budowy energooszczędnych domów to praktycznie odmowa przyszłej niezależności energetycznej, przyczynia się to do szybszego wyczerpywania pozostałych zasobów, wspiera dalsze zmiany klimatyczne, przyczynia się do wzrostu tempa inflacji, jest to pragnienie zwiększenia podatków dla Polaków w przyszłości. Czy to nie jest zaproszenie do kryzysu i nie są to warunki dla jego rozpoczęcia?

Podstawowe wymagania dotyczące budownictwa mieszkaniowego

Jednym z takich wymagań dotyczących budownictwa w Unii Europejskiej opiera się na Europejskim Pakcie Zielonego Ładu (European Green Deal), który zakłada osiągnięcie zerowych emisji cieplnych do środowiska z nowo wznoszonych budynków do 2050 roku.

Aby osiągnąć zerowe emisje cieplne do środowiska, jako źródło energii do systemów ogrzewania należy stosować wyłącznie energię słoneczną. W tym celu najpierw pobiera się ją z otoczenia, a następnie ogrzewa nią dom, a z utratą ciepło powraca z powrotem do środowiska. W ten sposób osiąga się zerowe straty cieplne do środowiska.

Jak zbudować dom energooszczędny?

Aby zrealizować budowę takich domów, nie nadają się style budownictwa, które były używane wcześniej. Do budowy takich domów stosuje się styl architektoniczny charakterystyczny dla energetycznie efektywnych budynków.

Jaka jest główna różnica między tym stylem a stylami używanymi wcześniej

Główną różnicą tego stylu jest obecność elementów generacji energii słonecznej do użytku w systemie ogrzewania. W tym stylu stosuje się również kolektory słoneczne.

Dlaczego, dla zwiększenia efektywności wykorzystania uzyskanej energii elektrycznej w energooszczędnym domu, konieczne jest zainstalowanie pompy cieplnej oraz rekuperatora w systemie wentylacji?

Ponieważ Słońce nie świeci stale, zimą dzień jest krótszy od nocy, a dni mogą być pochmurne, dlatego stosuje się systemy magazynowania uzyskanej energii elektrycznej. Wszystko to komplikuje i podnosi koszty systemu, ale za to ma on swoje źródło energii, dzięki czemu system się zwraca, jest niezależny i bardziej ekologiczny w porównaniu do systemów pracujących na różnych rodzajach paliw.

Dla zwiększenia dostępności i efektywności tego systemu, wyposaża się go w pompę cieplną do systemu ogrzewania i podgrzewania wody oraz rekuperator do systemu wentylacji.

Tak więc pierwszą zaletą pompy cieplnej jest opłacalność jej instalacji, ponieważ umożliwia znaczne zredukowanie ilości paneli fotowoltaicznych potrzebnych do działania systemu energooszczędnego domu.

W celu osiągnięcia tego samego celu, w energooszczędnych domach stosuje się rekuperator w systemie wentylacji.

Jaki rodzaj izolacji termicznej stosuje się w domach energooszczędnych, aby zmniejszyć moc i koszt pompy ciepła?

Obowiązkowym wymogiem budowy energooszczędnego domu jest zwiększona oporność cieplna izolacji termicznej oraz zastosowanie okien i drzwi o podwyższonej oporności cieplnej w porównaniu do stylów budownictwa domów stosowanych wcześniej.

Cały kompleks staje się dość skomplikowany, ale jego główne zalety to niezależność energetyczna, ekologiczność i komfort.

Jak wybrać miejsce pod budowę domu energooszczędnego z pompą ciepła, jaka komunikacja jest potrzebna na tej stronie?

Ponieważ jedną z głównych zalet instalacji pompy cieplnej jest zapewnienie możliwej niezależności energetycznej, co jest ważne podczas wyboru działki?

Główną cechą budowy energooszczędnych domów w Polsce jest brak możliwości zapewnienia funkcjonowania systemu zimą za pomocą zainstalowanych paneli fotowoltaicznych.

Na przykład w Warszawie, w styczniu – najzimniejszym miesiącu, średnio występuje tylko 3 dni słoneczne i 6 dni zachmurzonych w miesiącu, pozostałe są pochmurne. To okoliczność uniemożliwia zapewnienie działania systemu ogrzewania w styczniu za pomocą uzyskanej z paneli fotowoltaicznych energii elektrycznej.

Dlatego należy wybierać działki w miejscach, gdzie istnieje możliwość podłączenia do sieci elektrycznej.

Możliwość osiągnięcia niezależności energetycznej polega na tym, że w lecie panele fotowoltaiczne w Warszawie, gdy latem, na przykład w lipcu, średnio występuje tylko 6 dni zachmurzonych, a 12-13 słonecznych i pochmurnych. Oznacza to, że latem jest nadmiar energii elektrycznej.

Oddając tę energię do sieci, w ilości, którą później można odebrać z sieci zimą, można uzyskać energetyczną niezależność.

Obecnie opracowywane są nawet projekty, w których dom zużywa mniej energii elektrycznej niż produkuje. To drugie pokolenie rozwoju energooszczędnych domów. Ponieważ niezależność energetyczna faktycznie jest uzyskiwana, można powiedzieć – sumaryczna, warto po prostu wybierać miejsca budowy w miejscach, gdzie istnieje możliwość podłączenia do sieci elektrycznej.

Jak istotna jest niezależność energetyczna?

Możliwe, że teraz słowo “niezależność energetyczna” może brzmieć mniej przekonująco. Jednak program jest celowo zaplanowany na obowiązkowe wdrożenie do 2050 roku. Do tych lat i później wyczerpanie zasobów naturalnych prawdopodobnie osiągnie taki poziom, że ta funkcja będzie decydująca przy kupnie i sprzedaży domów tamtego okresu.

Dlatego istotnym atutem budowy energooszczędnego domu z pompą cieplną jest obniżenie tempa wyczerpywania się surowców energetycznych, aby zwolnić tempo wzrostu cen paliw naturalnych i ogólnie produktów, a także obniżenie tempa inflacji. To również stanowi szansę na sprzedaż domu w przyszłości po wysokiej wartości residualnej lub nawet znacznie wyższej niż pierwotna.

Dla lepszego zrozumienia powyższego, należy sobie jasno uświadomić, że obecnie ceny towarów obniżyła aktywnie działająca chińska gospodarka, która osiąga to kosztem wyczerpywania zasobów węgla w Chinach, jaki do 2050 roku prawdopodobnie się wyczerpią.

Jakie urządzenia grzewcze stosuje się z pompą ciepła?

Ważną cechą zastosowania pompy cieplnej jest użycie w systemach grzewczych niskotemperaturowych urządzeń grzewczych. Są to zarówno urządzenia promieniujące ciepło, takie jak podłogowe ogrzewanie, ścienne ogrzewanie lub sufitowe ogrzewanie, jak i urządzenia konwekcyjne, zdolne do pracy przy niskich temperaturach nośnika ciepła, takie jak wentylokonwektory i grzejniki konwekcyjne.

Zatem istotną cechą zastosowania pompy cieplnej w energooszczędnym domu jest rezygnacja z użycia ogrzewania grzejnikowego ze względu na brak wysokotemperaturowego nośnika ciepła w systemie grzewczym oraz nieefektywność pracy ogrzewania grzejnikowego przy niskotemperaturowym nośniku ciepła.

Jakie są korzyści z zastosowania podłogowego ogrzewania, wentylokonwektorów i innych niskotemperaturowych urządzeń grzewczych pracujących z użyciem pompy ciepła?

Zastosowanie niskotemperaturowego systemu ogrzewania pozwala znacznie zwiększyć ekologiczność, ponieważ przy niskich temperaturach nie zachodzi utlenianie kurzu w pomieszczeniu, który w utlenionej formie jest silnym alergenem. Oprócz poprawy ekologiczności, brak utleniania kurzu dwukrotnie wydłuża okresy między remontami w pomieszczeniu, ponieważ nie ma utlenionego kurzu osadzającego się na ścianach i suficie w postaci czarnej powłoki.

Tak więc kolejną korzyścią z instalacji pompy ciepła jest wyższa ekologiczność dzięki brakowi silnego alergenu – utlenionego kurzu oraz znaczna oszczędność poprzez możliwość rzadszych remontów w pomieszczeniu.

Jaka jest różnica pomiędzy ogrzewaniem podłogowym a klimakonwektorami?

Fankoila ma wyższy współczynnik wymiany ciepła niż ogrzewanie podłogowe. To pozwala na uzyskanie znacznie mniejszej powierzchni, rozmiarów i kosztów do uzyskania jednostki ciepła. Jednakże osiąga się to kosztem znacznego zwiększenia intensywności ruchu powietrza.

Ta intensyfikacja prowadzi do generowania hałasu w trakcie pracy. Ponadto powoduje to cyrkulację powietrza w pomieszczeniu, co oznacza występowanie przeciągów. Fankoil to urządzenie pracujące na zasadzie konwekcyjnej wymiany ciepła. Oznacza to, że do podgrzewania powietrza w pomieszczeniu nie wymaga początkowego podgrzewania ścian, co pozwala szybko podgrzewać powietrze w pomieszczeniu i używać już podgrzanego powietrza do ogrzewania zimnych ścian.

Pozwala to szybko przejść z jednego trybu na drugi, na przykład w przypadku gwałtownego ochłodzenia. Wadą fankoila jest różnica temperatury powietrza w pionie pomieszczenia i obecność przyspieszonego ruchu powietrza, co zwiększa straty cieplne i nie sprzyja zdrowiu małych mieszkańców, ponieważ powietrze przy podłodze z fankoilem jest chłodniejsze. Inną wadą fankoila jest silniejsze niż w przypadku ogrzewania podłogowego, osuszanie powietrza w pomieszczeniu. Wadą fankoila są znaczne straty cieplne przy otwieraniu drzwi lub okien na zewnątrz.

Jakie są zalety podgrzewanych podłóg?

Podczas instalacji promieniującego systemu ogrzewania opartego na pompie ciepła – podłogowego ogrzewania, ściennej czy sufitowej ogrzewania, straty cieplne w pomieszczeniu są dodatkowo redukowane o kolejne 10%, dzięki wyrównaniu temperatury w pionie pomieszczenia i niemożliwości intensywnego podgrzewania zewnętrznej ściany.

To dzieje się poprzez to, że promieniowanie z podłogi lub sufitu rozprzestrzenia się znacznie intensywniej w kierunku prostopadłym do powierzchni podłogi lub sufitu, podczas gdy promieniowanie z podłogi lub sufitu na zewnętrzną ścianę jest znacznie słabsze.

Wyrównanie temperatury w pomieszczeniu istotnie poprawia komfort odczuć, co sprawia, że małe dzieci w takich pomieszczeniach mniej często przeziębiają się, co również jest faktycznymi korzyściami z instalacji pompy ciepła.

Czy można chłodzić pomieszczenie pompą ciepła podczas gorących letnich miesięcy?

Jednym z głównych korzyści z instalacji pompy ciepła jest możliwość ogrzewania pomieszczeń w chłodne dni oraz chłodzenia ich podczas upałów, co oznacza, że nie są wymagane klimatyzatory, a to dla wszystkich pomieszczeń w domu. W tym celu w pomieszczeniach instaluje się jednostki fan coil do chłodzenia.

Ciepła woda w systemie pompy ciepła

Ważną korzyścią z instalacji pompy ciepła jest możliwość zapewnienia ciepłej wody użytkowej bez konieczności instalacji bojlera elektrycznego. W tym celu z pompą ciepła instaluje się bojler pośredniego podgrzewu, w którym pompa ciepła podgrzewa wodę za pomocą wymiennika ciepła.

To znacznie obniża koszty uzyskania ciepłej wody, co również stanowi zaletę instalacji pompy ciepła.

Czy pompa ciepła jest niezawodna i w jaki sposób jest regulowana i kontrolowana?

Zaletami instalacji pompy ciepła są niezawodność jej pracy oraz znaczne ułatwienie regulacji, możliwość zastosowania systemów automatycznych, zastosowanie systemu inteligentnego domu oraz możliwość zdalnego sterowania, w tym za pomocą aplikacji instalowanych na telefonach użytkowników.

Czy pompa ciepła powietrze-woda może zapewnić ogrzewanie zimą?

Pompa ciepła powietrze-woda jest w stanie efektywnie dostarczać ciepło do temperatury -7°C do -10°C; przy niższych temperaturach stosuje się dodatkowe ogrzewanie. Ponieważ Polska ma umiarkowany klimat, na większości obszaru średnia temperatura najzimniejszego miesiąca wynosi około 0°C, a nawet w górskich regionach Polski średnia temperatura wynosi -3°C do -4°C, takie warunki sprzyjają stosowaniu pomp ciepła.

Oznacza to, że dodatkowe ogrzewanie jest rzadko potrzebne, a przez większość czasu, nawet w najzimniejszym miesiącu w Polsce, pompa ciepła powietrze-woda zapewnia efektywne ogrzewanie.

Jakie rodzaje rekuperatorów występują w systemie wentylacyjnym?

W systemie wentylacji do odzyskiwania ciepła można zastosować rekuperator lub pompę ciepła do odzyskiwania. Istnieje kilka rodzajów rekuperatorów. Najtańszym z nich jest rekuperator ceramiczny, w którym wychodzący powietrzny najpierw podgrzewa ceramiczny wymiennik ciepła, a następnie wpływający powietrzny ochładza ceramikę, a sam się podgrzewa. Wada tego typu rekuperatora polega na tym, że gdy wentylator usuwa powietrze, w pomieszczeniu pojawia się podciśnienie, a przez nieszczelności dostaje się powietrze omijając rekuperator. Ponadto taki rekuperator, dokonując wymiany powietrza, nie usuwa wilgoci, co powoduje gromadzenie się różnych mikroorganizmów i bakterii w pomieszczeniu.

Drugi typ rekuperatorów ma od razu dwa strumienie: jeden wychodzący, a drugi wchodzący do pomieszczenia. Jeśli jako wymiennik ciepła używamy obracającego się ceramicznego dysku, to taki rekuperator również nie usuwa wilgoci. Jeśli stosuje się płytowy wymiennik ciepła, to w strumieniu wychodzącym konieczne jest usuwanie kondensatu i rozmrażanie zamrożonego kondensatu, co znacznie podnosi koszty rekuperatora i wymaga energii do rozmrażania, ale jakość wentylowanego powietrza jest lepsza.

Jednak te systemy wentylacji – wszystkie rodzaje rekuperatorów, dostarczają do pomieszczenia już podgrzane powietrze i w ten sposób nie mogą absorbować emisji ciepła, na przykład emisji ciepła w kuchni podczas gotowania lub emisji ciepła dużej liczby osób w pomieszczeniu, co powoduje przegrzewanie powietrza i zmniejsza komfort. System wymaga dwóch przewodów powietrznych – wychodzącego i napływającego, co podnosi koszty i komplikuje system przy pogorszeniu jakości wentylacji.

Dlatego najlepszym rekuperatorem w systemie wentylacji jest rekuperacyjna pompa ciepła. Za pomocą pompy ciepła chłodzi się wychodzące powietrze, jednocześnie usuwa kondensat i pompą ciepła przeprowadza jego podgrzewanie do rozmrożenia. Jednak napływające powietrze nie jest podgrzewane; dostarcza się je chłodne bezpośrednio do wentylowanych pomieszczeń. W tym procesie rekuperuje się zarówno ciepło, jak i wilgoć, a ciepło jest ponownie wprowadzane do pomieszczenia za pomocą urządzeń grzewczych.

Dlatego kolejnym atutem instalacji pompy ciepła jest znaczne poprawienie parametrów sanitarnych systemu wentylacji. Ponadto, ponieważ w energooszczędnym domu napęd pompy cieplnej odbywa się za pomocą energii elektrycznej pozyskiwanej ze Słońca, a ta energia jest zużywana na pracę przenoszenia ciepła z chłodzonego strumienia powietrza do cieplejszego nośnika ciepła systemu grzewczego, zainstalowanie takiego systemu umożliwia osiągnięcie ujemnych strat cieplnych do otoczenia. Oznacza to, że wlotowe i wylotowe powietrze mają tę samą temperaturę, co oznacza brak strat cieplnych. Jednak energia słoneczna została oddzielona od otoczenia, co pozwala na uzyskanie ujemnych strat cieplnych.

Ujemne straty cieplne pomagają w zwalczaniu zmian klimatycznych, dążąc do obniżenia poziomu światowych oceanów, co z kolei pomaga w radzeniu sobie z wszystkimi wyżej opisanymi problemami.

Jaka będzie następna generacja energooszczędnych domów z pompą ciepła, które można zastosować w projektach Bream lub Lead?

Firma Negativ opracowała sposób pracy pompy ciepła w systemie ogrzewania energooszczędnego domu nowej generacji, który również pozwala uzyskiwać ujemne straty cieplne w systemie ogrzewania, co również przyczynia się do zwalczania zmian klimatycznych. Taki system najlepiej nadaje się dla firm, które chcą przeprowadzić budowę lub modernizację swoich obiektów zgodnie ze standardami BREEAM lub LEED, aby w ten sposób promować swoją firmę oraz znacznie zwiększyć jej rozpoznawalność i prestiż.

Czy do pracy pompy ciepła potrzebny jest zbiornik buforowy?

Praca systemu oparta na energii słonecznej wymaga zastosowania różnego rodzaju magazynów energii. Jednym z rodzajów magazynowania energii jest zbiornik buforowy.

Taki element w systemie umożliwia gromadzenie ciepła w dni słoneczne lub pochmurne, które można wykorzystać w przypadku braku dostępu do energii słonecznej.

Ponadto, w pochmurne dni, taki element może pobierać energię nie tylko ze słonecznych paneli, ale także z kolektorów słonecznych próżniowych, które również pracują na zasadzie energii słonecznej i są zdolne do działania w pochmurną pogodę.

Dlatego w energooszczędnych domach stosuje się nie tylko słoneczne panele, ale także kolektory słoneczne próżniowe, które gromadzą ciepło w zbiorniku buforowym.