Jak zestawić więcej niż jedno źródło energii w naszym domu?

Dlaczego hybryda?

Niepewna sytuacja geopolityczna, problemy z dostępem do surowców energetycznych i rosnące rachunki zmuszają nas do szukania nowych rozwiązań. Jednocześnie określone legislacje kładą nacisk na ekologiczność nowych systemów grzewczych. Dlatego tak popularnym rozwiązaniem stała się pompa ciepła, która oprócz wygody użytkowania pozwala na zestawienie z innym źródłem energii. Taki hybrydowy układ, to dobry sposób na zabezpieczenie się przed zaskakującymi mrozami. To też sposób na zapewnienie sobie komfortu nawet przy odcięciu dostępu do danego surowca. 

Kocioł gazowy + pompa ciepła – jak sterować takim duetem?

W tym miejscu pojawia się pytanie, jakie źródła ciepła ze sobą łączyć i jak to robić. Zacznijmy od sterowania w takim układzie. Jak łączymy pompę ciepła z alternatywnym źródłem energii np. w postaci kotła gazowego?

Przede wszystkim wyróżniamy dwa podstawowe sposoby poprzez styk bezpotencjałowy (0-1) lub sygnał (0-10 V). Pierwszy sposób kontroli to jedynie dostarczenie informacji do urządzenia czy ma się wyłączyć, czy pozostać włączonym w danym momencie. Natomiast sygnał daje możliwość sterowania konkretnymi stopniami temperatury w zewnętrznej wytwornicy ciepła. Przepływ informacji następuje z pompy ciepła do pozostałych urządzeń w układzie, bo to właśnie ona jest centrum całego układu.

„To pompa ciepła zawsze odpowiada za sterowanie całym układem i to ona pełni rolę urządzenia wiodącego. To oznacza, że pompa ciepła odpowiada za to, kiedy kocioł gazowy lub inna zewnętrzna wytwornica ciepła jest uruchamiana w naszym domu” – wyjaśnia Michał Juszyński, Viessmann.

Idąc dalej – dwa najbardziej popularne sposoby eksploatacji takiego rozwiązania to eksploatacja alternatywna i równoległa. Różnicą pomiędzy tymi dwoma sposobami jest okres, kiedy to pompa ciepła wraz z zewnętrzną wytwornicą wspólnie ogrzewa budynek. W pracy alternatywnej dochodzimy do punktu biwalentnego, natomiast od razu w punkcie biwalentnym wyłączamy pompę ciepła i włączamy zewnętrzną wytwornicę ciepła. W eksploatacji równoległej przy niższej temperaturze otoczenia do pracy dołączane jest drugie źródło ciepła. 

Pompa ciepła + kocioł gazowy – schemat 1

Pierwszy układ zaproponowany przez eksperta to schemat złożony z pompy ciepła powietrze-woda, bufora grzewczego i zasobnika ciepłej wody użytkowej z podwójną wężownicą. Do tego dochodzi zewnętrzna wytwornica ciepła połączoną przez sprzęgło hydrauliczne oraz zawór mieszający za buforem w postaci kotła gazowego. Co zyskujemy dzięki takiemu schematowi?

Źródło: Forum Pomp Ciepła – Viessmann

„Ten schemat umożliwia nam pracę równoległą. Pompa ciepła stale działa na bufor, a co za tym idzie, ma optymalne czasy pracy i nie musi tej pracy nagle przerywać z racji przegrzania bufora poprzez zewnętrzną wytwornice ciepła” – tłumaczy ekspert.

Obowiązkowo w takim układzie należy zastosować zasobnik ciepłej wody użytkowej z odpowiednimi powierzchniami grzewczymi wężownic dedykowanymi do kotła gazowego oraz do pompy ciepła. Dodatkowy osprzęt wykorzystany w tym schemacie to zawór przełączny i sprzęgło hydrauliczne potrzebne by praca bezpieczna zarówno dla pompy ciepła, jak i dla zewnętrznej wytwornicy. 

Pompa ciepła + kocioł gazowy – schemat 2

Kolejny schemat to chyba najpopularniejsze rozwiązanie: pompa ciepła i kocioł gazowy podłączony do wspólnego, dedykowanego bufora. Musimy tutaj pamiętać, że bufor musi mieć dwa wejścia i dwa wyjścia dedykowane do każdego źródła ciepła. Dzięki czemu nie musimy stosować dodatkowego osprzętu w postaci zaworu przełącznego-trójdrogowego i sprzęgła hydraulicznego. W zamian za to powinniśmy tutaj zastosować pracę alternatywną układu.

Źródło: Forum Pomp Ciepła – Viessmann

Co można jeszcze zrobić? Tak wysterować temperaturami na każdym źródle, żeby praca urządzeń była bezpieczna. Nie należy też powodować niepotrzebnych wyłączeń pompy ciepła. 

„W takim układzie możemy również zostawić zasobnik ciepłej wody użytkowej, który już mamy w pomieszczeniu kotłowni czy maszynowni. Dodatkowo można dołożyć drugi zasobnik do pompy ciepła, dzięki czemu uzyskamy przygotowanie cwu poprzez dwa źródła ciepła” – wyjaśnia Michał Juszyński, Viessmann.

Schemat 3

W tym przypadku mamy do czynienia z urządzeniem hybrydowym „2 w 1”. Przeszło 10 lat temu firma Viessmann wprowadziła na polski rynek Vitocaldens 222-F. W tym jednym urządzeniu zawarto razem kocioł i pompę ciepła. Dzięki czemu oszczędzamy bardzo dużo miejsca w kotłowni. Sterowanie również odbywa się za pomocą jednego regulatora, który znajduje się w urządzeniu.

Źródło: Forum Pomp Ciepła – Viessmann

To urządzenie mogliśmy zastosować w modernizacjach całkowitych lub w nowych budynkach. Mniej perspektyw dają tu modernizacje częściowe, gdzie chcemy zostawić aktualne źródło ciepła, montowane stosunkowo niedawno, 3-5 lat temu. W takich przypadkach zestawienie dotychczasowego źródła ciepła z urządzeniem „2 w 1” nie ma technicznego uzasadnienia.

Hybrydowa pompa ciepła

Można również postawić na nowe urządzenie np. hybrydową pompę ciepła Vitocal 250-A/SH. Urządzenie występuje jako pompa monoblokowa oraz typu split. W wersji AH (monoblok) jest to pompa oparta na czynniku R290 (propan) z temperaturą maksymalną zasilania do 70 st. Celsjusza. Występuje w dwóch wersjach: typoszereg 4-6-8 kW, jako jedno wentylatorowa oraz jako dwuwentylatorowa 10 i 13 kW.

Źródło: Forum Pomp Ciepła – Viessmann

Co wyróżnia to urządzenie? Pompa Vitocal 250 w wersji hybrydowej cechuje prostota podłączenia do obecnego źródła ciepła. Wystarczy wykorzystać dwa króćce wystające z urządzenia. Dodatkowo w urządzeniu jest zamontowany system Hydro AutoControl, który umożliwia pominięcie bufora w sytuacjach obiegu bezpośredniego czy to na ogrzewanie podłogowe, czy na grzejniki. Dzięki czemu pozbywamy się problemów zarówno po stronie przepływów na instalacji, jak i minimalnego zładu wody. Oprócz prostej instalacji wystarczy jeden zasobnik ciepłej wody użytkowej z dedykowaną wężownicą do pompy ciepła. Nie potrzeba dedykowanego zasobnika z podwójną wężownicą do obydwu źródeł. Całym układem steruje się za pomocą czytelnego siedmiocalowego regulatora lub aplikacji w telefonie. 

Źródło: Forum Pomp Ciepła