Nieprawidłowe działanie pompy ciepła

Z jakich powodów pompa ciepła nie pracuje stabilnie

Wtedy, gdy na zewnątrz temperatura jest tzw. umiarkowana, moc pompy ciepła bywa na ogół większa niż jest potrzebna do ogrzewania domu. To ten okres, gdzie pompa ciepła, aby pracować stabilnie powinna gdzieś akumulować wytwarzany nadmiar ciepła. Takim akumulatorem może być duży zasobnik, tzw. bufor. Tam pompa może bez problemu oddawać nadmiar wyprodukowanej energii, bez żadnej szkody dla siebie i serca układu, czyli sprężarki. Problem zbyt częstego uruchamiania i wyłączania się pompy przy niewielkim obciążeniu cieplnym rozwiązuje z reguły duża pojemność cieplna instalacji. Nawet pomimo niewielkiego zapotrzebowania na ciepło (przy umiarkowanej temperaturze na dworze), gdy odbiór ciepła z instalacji jest niewielki, ogrzanie dużej masy płynu wymaga dostarczenia sporej ilości energii, więc cykle pracy sprężarki pompy ciepła mogą być dostatecznie długie. Nie jest to jednoznaczne z bardziej energochłonną praca urządzenia. Chodzi o to, aby dostarczane ciepło było akumulowane w wodzie. Ta będzie oddawać energię do pomieszczeń zgodnie z zapotrzebowaniem, czyli odpowiednio powoli. Czyli powód podstawowy to przewymiarowane urządzenie.

Jak zapewnić stabilność pracy pompy ciepła?

Z reguły, kiedy dobieramy urządzenie do danego budynku zakładamy, że pompa ciepła nie będzie się uruchamiać częściej niż maksymalnie dwa/trzy razy na godzinę. To taki czas, gdzie pompa pracuje stabilnie, z największa efektywnością, a żywotność sprężarki jest wysoka. Mocno upraszczając można powiedzieć, że jeżeli dobierze się pompę ciepła o nie za dużej mocy nominalnej, stabilną pracę można uzyskać, gdy na każdy kilowat mocy przypada 15-20 l wody w instalacji. Zwykle ten warunek jest spełniony, gdy mamy do czynienia z ogrzewaniem podłogowym, gdzie do zasilania wodą wystarczy temperatura 30-35^o C. Akumulatorem energii  jest tutaj zarówno woda w układzie, jak i warstwa betonu, w którym umieszczono rury.

Jednakże w innych przypadkach, szczególnie gdy pompa ciepła ma pracować samodzielnie przy temperaturze na zewnątrz poniżej -15^o C (czyli ma dużą moc nominalną), możliwości odbioru ciepła przez instalację w okresach przejściowych (jesienią i wiosną) mogą być niewystarczające. Wtedy można, w celu uzyskania stabilnej pracy zwiększyć pojemność instalacji. Najczęściej poprzez zastosowanie bufora/sprzęgła. Pojemność takiego zbiornika można określić np. w litrach, przejmując 1/10 nominalnego (wynikającego z mocy nominalnej) przepływu wody w instalacji grzewczej w l/h – w domach jednorodzinnych jest to kilkaset litrów. Taki bufor/sprzęgło to przydatne urządzenie. Nie tylko zapewnia odpowiednie warunki pracy pompy przy umiarkowanej temperaturze na zewnątrz, ale i przydaje się także do usuwania lodu z parownika powietrznej pompy ciepła – wykorzystuje się do tego zakumulowane w nim ciepło (odpowiada za to układ sterujący pompy).

Wielu inwestorów oraz instalatorów nie przykłada odpowiedniej wagi do bufora/sprzęgła i go nie instaluje. Wynika to czasem w z niewiedzy, a czasem z oszczędności lub z lekceważenia tego zbiornika dla całości układu. Ponieważ każdy przypadek jest trochę inny, to należy dokonać oceny, czy na pewno montować to urządzenie, czy też nie ma takiej potrzeby. Brak zasobnika buforowego nie musi w praktyce być czymś złym. Sama instalacja jest wtedy tańsza o dobre kilkaset złotych. Może być i tak, że sprawność będzie nieco wyższa, natomiast w praktyce może się okazać, że bez bufora instalacja powoduje problematyczne użytkowanie. Trudności z odbiorem ciepła przez instalację o zbyt małej pojemności są przyczyną niespodziewanego wyłączania się pompy przy umiarkowanej temperaturze na zewnątrz i sygnalizowania zbyt wysokiego ciśnienia w układzie.

Opracował: Marek Bachorski - Rudnicki