Jaką moc powinna mieć grzałka elektryczna w pompie ciepła?

Stanisław Glodny: Minimalna moc grzałki elektrycznej w pompie ciepła stanowiącej jedyne źródło ciepła, powinna gwarantować pokrycie projektowego obciążenia cieplnego podczas równoległej pracy z pompą ciepła. Aby to zobrazować posłużę się przykładem:

Jeżeli zapotrzebowanie w warunkach projektowych w III strefie klimatycznej, czy to bezpośrednie czy skompensowane o dodatkową moc potrzebną do przygotowania ciepłej wody użytkowej wynosi np. 9 kW, a pompa ciepła przy temperaturze zewnętrznej -20 st. C generuje 6,2 kW, to minimalna moc grzałki powinna wynosić 2,8 kW. Kluczowe jest to, by w warunkach projektowych suma mocy pompy ciepła oraz grzałki w pełni pokrywała zapotrzebowanie budynku na moc.

Jednostka zewnętrzna pompy ciepła Panasonic Aquarea, źródło: Panasonic

W jakim stopniu moc grzałki ma znaczenie w przypadku pompy ciepła, której zadaniem jest również przygotowanie ciepłej wody użytkowej?

Stanisław Glodny: Warto wiedzieć, że starsze opracowania projektowe zakładały równoległą pracę urządzenia na cele CO i CWU. W związku z tym, moc urządzenia musiała być na tyle duża, by jednocześnie pozwolić na ogrzanie budynku i przygotowanie ciepłej wody użytkowej, a praca pompy ciepła mogła pokryć całe zapotrzebowanie na ciepło przez około 3 godziny. To przekładało się zwykle na 3-4 kW dodatkowej mocy na grzałkę elektryczną przy 4 osobowej rodzinie. Aby spełnić te wymagania projektowe, za dobrą praktykę uznaje się zastosowanie wydajnej grzałki w zasobniku CWU.

Aktualnie różnica jest taka, że dobierając pompę ciepła uwzględniamy fakt, że pracuje ona alternatywnie na cele CWU, a nie równolegle. W praktyce oznacza to, że na pewien krótki czas pompa ciepła przestaje pracować na rzecz centralnego ogrzewania i przechodzi w tryb wygrzewania zasobnika ciepłej wody użytkowej pracując z całą dostępną mocą. Dla zobrazowania: nie potrzebujemy dodatkowych 4 kW przez 3 godziny, tylko np. 12 kW przez pół godziny.

Jak to się przekłada na dobór pompy ciepła?

Stanisław Glodny: Dobierając pompę ciepła musimy obliczyć ile czasu to urządzenie będzie pracowało w trybie CWU i tak przeliczyć zapotrzebowanie, by w tym czasie, który nam zostanie dostarczyć właściwą ilość energii. Posługując się przykładem:
Pompa ciepła o mocy nominalnej 7kW, aby przygotować w ciągu doby 200l pracuje na ten cel przez około 1,5h. To z kolei oznacza że czas pozostały do ogrzania budynku wynosi 22,5h. Oznacza to konieczność kompensacji obliczonego zapotrzebowania budynku o około 7%.

Jaką moc w takim razie powinna mieć grzałka w pompie ciepła, która pracuje tylko na cele CWU?

Stanisław Glodny: Kolejny raz musimy rozróżnić dwie sytuacje. Pierwsza odnosi się do obliczonego zapotrzebowania na cele przygotowania CWU – w tym przypadku obowiązują dokładnie te same zasady co przy pracy na cele ogrzewania budynku. Właściwa temperatura biwalencji oraz pokrycie zapotrzebowania w warunkach projektowych dla danej strefy klimatycznej definiują moc grzałki zainstalowanej w pompie ciepła.

Drugą kluczową kwestią jest zdolność do wygrzewu zbiornika powyżej standardowych parametrów pracy w celu dezynfekcji termicznej zbiornika. W praktyce w warunkach domowych nawet najmniejsze grzałki pozwalają na wykonanie tego procesu. Inaczej wygląda sytuacja, gdy pompy ciepła stanowią źródło ciepłej wody w obiektach wielorodzinnych lub w obiektach użyteczności publicznej. W takich przypadkach należy wykonać szczegółowe obliczenia energetyczne dla procesu sanityzacji. I na ich podstawie dobrać moc dodatkowych grzałek w podgrzewaczach CWU.

A czy funkcję źródła szczytowego zamiast grzałki może pełnić inne źródło ciepła?

Stanisław Glodny: Oczywiście! Funkcję grzałki może pełnić dowolne źródło ciepła, dowolne źródło szczytowe. Może to być kocioł gazowy, olejowy, a w skrajnym przypadku nawet kominek. Warto jednak wziąć pod uwagę fakt, że wykorzystując inne źródło ciepła, np. kocioł olejowy, zaprzeczamy idei pompy ciepła jako źródła ekologicznego, eliminującego problem niskiej emisji.


Funkcję szczytowego źródła ciepła może pełnić inne źródło ciepła niż grzałka elektryczna. Wtedy pompa ciepła pracuje w trybie biwalentnym, a nie monoenergetycznym. Nie zmienia to jednak faktu, że grzałka elektryczna zdecydowanie jest niezbędnym elementem w pompie ciepła, gdyż pomaga w procesie odladzania oraz zabezpiecza urządzenie przed niskimi temperaturami. Bez grzałki elektrycznej pompa ciepła nie ma racji bytu. Nie ma jednak podstaw, by się jej obawiać, jeżeli pompa ciepła zostanie dobrana poprawnie, zgodnie ze sztuką.


Materiał został opracowany na podstawie piątego webinaru z cyklu Webinarowa Środa: „SGrzałka w pompie ciepła. Czy grzałka to wampir energetyczny, czy niezbędny element?”, który prowadził Stanisław Glodny, Area Sales Manager A2W, Panasonic

Dowiedz się więcej o pompach ciepła!

Już dziś zapraszamy na kolejny webinar z cyklu Webinarowa Środa, który również poprowadzi Stanisław Glodny!

  • DATA: 7 lipiec 2021
  • GODZINA 10:00-10:45 (10:00 – prelekcja, 10:30 – sesja Q&A)
  • PROWADZĄCY: Stanisław Glodny – Area Sales Manager A2W w Panasonic
  • TEMAT: Wybór miejsca montażu pompy ciepła i dopasowanie instalacji do  współpracy z pompą ciepła
  • FORMULARZ REJESTRACYJNY: https://bit.ly/webinarowa_sroda_panasonic

Zapraszamy!

Redakcja GLOBEnergia