KASKADA POMP CIEPŁA OGRZEWA DOM JEDNORODZINNY

ENERGOMODERNIZACJA Z POMPAMI CIEPŁA POWIETRZE-WODA

Rodzina Schneiderów kupiła dom w Palatynacie. Widząc, jak wysokie są koszty eksploatacji ogrzewanego kotłem olejowym budynku z końca lat 70-tych XX wieku, nowi właściciele zdecydowali się na energomodernizację. Dom o powierzchni 267 m2 jest teraz ogrzewany przez kaskadę składającą się z dwóch pomp ciepła powietrze-woda. Niezbędny prąd napędowy pochodzi częściowo z nowej dachowej instalacji fotowoltaicznej. 

ROZLEGŁE PRACE

MODERNIZACYJNE

Do willi rodziny Schneiderów w Maxdorf pod Ludwigshafen prowadzi krótka droga dojazdowa. Dom jednorodzinny o powierzchni 267 m2 leży na końcu liczącej niegdyś prawie 1500 m2 posesji na zboczu. „Dawny właściciel nie mógł sprzedać tak dużej działki, więc ją podzielił” — opowiada David Schneider. Informatyk kupił posesję z domem z 1977 r. na początku zeszłego roku. Przednia, niezabudowana część, czeka jeszcze na kupca. Przed przeprowadzką musiały zostać wykonane bardzo rozległe prace renowacyjne i modernizacyjne. Przykładowo położono izolację i nowe pokrycie na dachu, aby umożliwić zamontowanie na nim instalacji fotowoltaicznej.

Wymiana była konieczna nie tylko ze względu na kocioł starego typu. Istotnym czynnikiem było także położenie posesji. Z podziału działki na dwie posesje wynikł pewien problem. „Dotychczas olej grzewczy dowożony był od strony ulicy” — tłumaczy Schneider. Cysterna przejeżdżała w tym celu przez niezabudowaną część działki, aby zaparkować jak najbliżej domu. „Jeśli jednak tam zostanie coś zbudowane, nie będzie to już możliwe” — mówi Schneider. Dom nie leży bezpośrednio przy ulicy i cysterna musiałaby do niego dojeżdżać drogą dojazdową. Byłoby to wprawdzie możliwe, ale później wąż musiałby zostać przeprowadzony przez całą działkę wokół domu, ponieważ kotłownia znajduje się w tylnej części budynku. Nowym właścicielom wydawało się to na tyle niepewne, że zaczęli poszukiwać alternatywnego rozwiązania. 

POMPA CIEPŁA POWIETRZE-WODA

JAKO MONOWALENTNE ŹRÓDŁO CIEPŁA

Jedną z rozpatrywanych opcji był gaz. „Koszty przyłącza były w porządku, ale ułożenie przewodów wyszłoby bardzo drogo” — opowiada Schneider. Ponadto w trakcie rozeznania rodzina zainteresowała się możliwością wytwarzania ciepła z odnawialnych źródeł energii. Pomysł, aby przejść na ekologiczne ogrzewanie i uniezależnić się od paliw kopalnych i ich niestabilnych cen, bardzo się im spodobał. Dlatego Schneiderowie zebrali oferty na pompy ciepła powietrze-woda od różnych zakładów specjalistycznych. „Nie chcieliśmy gruntowej pompy ciepła, ponieważ wiercenie w tym skalistym terenie byłoby bardzo kosztowne”.

Jedna z ofert przewidywała włączenie znajdującego się w domu kominka z płaszczem wodnym w system grzewczy, aby instalacja pompy ciepła pracowała także w trybie biwalentnym. Schneiderowie chcieli jednak korzystać z kominka tylko okazjonalnie, a nie palić w nim ciągle jako w niezbędnej wytwornicy ciepła. Olaf Mayer, szef zakładu techniki sanitarnej, grzewczej i klimatyzacyjnej o tej samej nazwie, zaproponował wreszcie Schneiderom idealne rozwiązanie: kaskadę pomp ciepła Ecodan, która ogrzewała będzie dom w trybie monowalentnym.

SAME ZALETY:

KASKADA ECODAN

Mayer celowo wybrał dwa urządzenia o mniejszej mocy połączone w kaskadę, a nie jedną pompę ciepła o porównywalnej łącznej mocy. Kaskady Ecodan dysponują specjalnym układem regulacji, który – zależnie od poboru mocy urządzeń zewnętrznych, bieżącej wydajności grzewczej i temperatury zewnętrznej – oblicza maksymalny osiągalny współczynnik wydajności (Peak-COP) i dostosowuje do niego działanie instalacji. Oznacza to, że urządzenia regulowane są w sposób zsynchronizowany, aby wspólnie dostarczać wymaganą moc. Jest to znacznie bardziej efektywne niż gdyby jeden moduł miał pracować pod pełnym obciążeniem, a drugi znajdował się w trybie standby. W efekcie obydwa urządzenia zużywają się równomiernie i mają w przybliżeniu taki sam przebieg. Kolejną zaletą jest szersze spektrum modulacji układu kaskadowego. Funkcja nadmiarowości z kolei zwiększa niezawodność działania. Jeśli jeden z modułów jest wyłączony, zapotrzebowanie na ciepło pokrywane jest przez drugie urządzenie. 

System Ecodan spełnia ponadto wymagania certyfikatu Smart Grid Ready, ponieważ zawiera wbudowany interfejs umożliwiający włączenie go do inteligentnej sieci energetycznej. U Schneiderów zamontowano ponadto wielofunkcyjny zasobnik buforowy o pojemności 800 l. Dzięki optymalizacji czasów pracy sprężarki zasobnik buforowy wywarł też bardzo korzystny wpływ na efektywność systemu.

IDEALNY ZESPÓŁ:

INSTALACJA FOTOWOLTAICZNA I POMPA CIEPŁA

Instalacja centralnego ogrzewania nie wymagała prawie żadnych modyfikacji. Niemal w całym budynku ułożone jest ogrzewanie podłogowe, tylko w łazience znajdują się grzejniki, które wymieniono na nowe. W istniejących budynkach taka wymiana jest wskazana, aby zwiększyć efektywność pracy systemu pompy ciepła. Duże grzejniki zawierające dużo wody mogą pokryć zapotrzebowanie na ciepło także przy niższych temperaturach zasilania. Pompy ciepła z kolei są bardziej ekonomiczne w eksploatacji, gdy temperatury zasilania są niskie. Inwestycja w nowe grzejniki spłaca się zatem z niższych kosztów eksploatacji.

W ramach prac modernizacyjnych zamontowano instalację fotowoltaiczną o mocy 10 kW. W tym celu musiały zostać wymienione stare płyty dachowe z eternitu. „Poza dźwigarami wszystko zostało wymienione. Przy okazji ulepszono izolację” — mówi Schneider. Ponieważ dom zbudowany jest z pustaków ceramicznych wypełnionych wełną mineralną, kolejna warstwa izolacji nie była potrzebna. „Tylko okna pewnie kiedyś wymienimy” — planuje Schneider.

Instalacja fotowoltaiczna zamontowana została na obu połaciach dachowych, ponieważ dach ustawiony jest na osi wschód-zachód. Wytwarzany prąd wykorzystywany jest zarówno do zasilania domowych urządzeń elektronicznych, jak i napędzania pompy ciepła. „Instalacja skonfigurowana została za pomocą modułu w taki sposób, aby pobierała prąd z instalacji fotowoltaicznej, gdy tylko będzie to możliwe” — tłumaczy Mayer. Dzięki temu Schneiderowie mogli znacznie obniżyć koszty eksploatacji. W niedalekiej przyszłości połączenie instalacji fotowoltaicznej i pomp ciepła powinno umożliwić w dużym stopniu niezależne zasilanie energią elektryczną i cieplną, ponieważ należy oczekiwać postępów techniki akumulatorowej. Eksperci szacują, że już za kilka lat akumulatory będą mogły być powszechnie stosowane także w prywatnych domach. Wtedy prąd z instalacji fotowoltaicznej będzie mógł być bez problemu magazynowany i w razie potrzeby pobierany przez pompy ciepła.