Pompy ciepła od lat pełnią funkcję efektywnego źródła ogrzewania budynków. Coraz częściej wykorzystuje się je również do chłodzenia pomieszczeń, poprawiając komfort użytkowania domu w cieplejszych miesiącach. Nie działają jednak tak samo jak klasyczna klimatyzacja i wymagają odpowiednio zaprojektowanej instalacji. Od czego zależy skuteczność chłodzenia pompą ciepła i o czym warto pamiętać jeszcze przed wyborem urządzenia?

Jak działa chłodzenie pompą ciepła?

Podstawowym zadaniem pompy ciepła jest transportowanie energii cieplnej pomiędzy budynkiem a jego otoczeniem. W trybie ogrzewania urządzenie pobiera energię z powietrza, gruntu lub wody i przekazuje ją do instalacji grzewczej. Podczas chłodzenia proces zostaje odwrócony – pompa odbiera ciepło z wnętrza budynku i przekazuje je na zewnątrz. Schłodzona woda trafia następnie do instalacji odbiorczej przystosowanej do pracy w trybie chłodzenia. W budynkach jednorodzinnych najczęściej jest to instalacja płaszczyznowa – podłogowa, ścienna lub sufitowa, a w niektórych rozwiązaniach także klimakonwektory. Odbiorniki te przejmują nadmiar ciepła z pomieszczeń, dzięki czemu temperatura we wnętrzu stopniowo się obniża. Możliwość chłodzenia nie zależy jednak wyłącznie od samej pompy ciepła. O końcowym efekcie decyduje cały system: urządzenie, instalacja odbiorcza, hydraulika oraz automatyka sterująca.

„Funkcja chłodzenia coraz częściej jest jednym z kryteriów wyboru pompy ciepła. Trzeba jednak pamiętać, że o końcowym efekcie decyduje cały system – urządzenie, instalacja odbiorcza, układ hydrauliczny i sterowanie. Dlatego możliwość chłodzenia warto uwzględnić już na etapie projektu lub modernizacji instalacji” – mówi Andrzej Dragan, Manager Działu Pomp Ciepła w KERMI.

Czy każda pompa ciepła może chłodzić?

Nie. Możliwość pracy w trybie chłodzenia zależy od konstrukcji urządzenia oraz zastosowanej automatyki. Przed wyborem pompy warto upewnić się, czy dany model został przystosowany do takiego sposobu pracy. Równie ważna jest instalacja odbiorcza. Samo urządzenie nie zapewni skutecznego chłodzenia, jeśli cały system nie został do tego odpowiednio przygotowany. Dotyczy to między innymi rodzaju odbiorników, izolacji przewodów, sterowania oraz zabezpieczenia przed kondensacją.

W budownictwie jednorodzinnym funkcję chłodzenia najczęściej realizuje się za pomocą instalacji płaszczyznowych. W przypadku ogrzewania podłogowego efekt chłodzenia ma zwykle charakter wspomagający, ponieważ temperatura powierzchni nie może zostać nadmiernie obniżona. Typowe grzejniki nie są projektowane do pracy w trybie chłodzenia i nie zapewniają oczekiwanego efektu. Wyjątek stanowią urządzenia zaprojektowane specjalnie do pracy zarówno w trybie ogrzewania, jak i chłodzenia, takie jak klimakonwektory.

Czym jest chłodzenie aktywne?

W powietrznych pompach ciepła najczęściej stosowane jest chłodzenie aktywne. Polega ono na odwróceniu obiegu chłodniczego – sprężarka nadal pracuje, jednak zamiast dostarczać energię do budynku, odbiera z niego ciepło i przekazuje je do otoczenia. Proces ten wymaga energii elektrycznej, podobnie jak podczas ogrzewania budynku. Jeżeli dom wyposażony jest w instalację fotowoltaiczną, część zapotrzebowania na energię może zostać pokryta z bieżącej produkcji, która przypada właśnie na okres największego nasłonecznienia. Warto dodać, że w przypadku niektórych gruntowych pomp ciepła możliwe jest również chłodzenie pasywne, wykorzystujące niską temperaturę gruntu bez konieczności ciągłej pracy sprężarki. W powietrznych pompach ciepła stosuje się natomiast chłodzenie aktywne.

Dlaczego chłodzenie pompą ciepła nie jest klasyczną klimatyzacją?

Choć oba rozwiązania pozwalają obniżyć temperaturę w pomieszczeniach, działają w zupełnie inny sposób.

Klimatyzator chłodzi i osusza powietrze, a efekt jego działania jest odczuwalny stosunkowo szybko. Pompa ciepła współpracująca z instalacją płaszczyznową odbiera natomiast ciepło poprzez podłogę, ściany lub sufit. Proces przebiega wolniej, ale temperatura zmienia się bardziej równomiernie i bez intensywnego nawiewu chłodnego powietrza.

Nie należy więc oczekiwać identycznego efektu jak w przypadku klasycznej klimatyzacji. Chłodzenie pompą ciepła najlepiej sprawdza się tam, gdzie celem jest utrzymanie stabilnej temperatury i ograniczenie przegrzewania budynku, a nie gwałtowne schłodzenie pomieszczeń o kilka stopni.

Wilgotność i punkt rosy – najważniejsze ograniczenie

Jednym z najważniejszych czynników wpływających na pracę instalacji jest wilgotność powietrza. Podczas chłodzenia temperatura wody w instalacji jest niższa od temperatury otoczenia. Jeżeli powierzchnia przewodów lub elementów instalacji osiągnie temperaturę niższą od punktu rosy, może dojść do wykraplania się pary wodnej. Dlatego nowoczesne systemy wykorzystują czujniki temperatury i wilgotności oraz odpowiednią automatykę sterującą. Ich zadaniem jest utrzymanie takich parametrów pracy, które zapewniają komfort użytkowania, a jednocześnie eliminują ryzyko kondensacji.

„W chłodzeniu płaszczyznowym nie chodzi o uzyskanie możliwie najniższej temperatury zasilania. Istotne jest zachowanie równowagi pomiędzy komfortem użytkowników a ochroną instalacji przed kondensacją. Dlatego sterowanie powinno uwzględniać zarówno temperaturę, jak i wilgotność powietrza oraz punkt rosy” – podkreśla Andrzej Dragan.

Jakie znaczenie mają bufor i hydraulika?

Skuteczność chłodzenia zależy nie tylko od samej pompy ciepła, ale również od sposobu zaprojektowania całej instalacji hydraulicznej.

W zależności od przyjętej koncepcji instalacja może wykorzystywać zbiornik buforowy lub pracować bez niego. O sposobie wykonania układu decyduje projekt instalacji oraz wymagania producenta urządzenia. Jeżeli w systemie zastosowano bufor, powinien on być przystosowany do pracy zarówno w trybie ogrzewania, jak i chłodzenia oraz odpowiednio zaizolowany. W przypadku modernizacji istniejącej instalacji warto zweryfikować, czy zastosowane rozwiązania hydrauliczne są przygotowane do pracy z wodą o obniżonej temperaturze.

Dlaczego izolacja hydrauliki jest tak ważna?

Podczas chłodzenia izolacja przewodów pełni znacznie ważniejszą funkcję niż podczas ogrzewania. Jej zadaniem jest nie tylko ograniczenie strat energii, ale przede wszystkim ochrona instalacji przed wykraplaniem się wilgoci. Szczególnie istotna jest izolacja wszystkich elementów, przez które przepływa schłodzona woda – nie tylko przewodów, ale również zaworów, rozdzielaczy oraz pozostałych elementów armatury. Niewłaściwie wykonana izolacja może prowadzić do zawilgocenia pomieszczeń technicznych, korozji elementów instalacji oraz uszkodzenia materiałów wykończeniowych.

Sterowanie decyduje o komforcie

Nowoczesna automatyka zarządza temperaturą wody, pracą obiegów oraz przełączaniem systemu pomiędzy ogrzewaniem i chłodzeniem. Może również współpracować z czujnikami temperatury, wilgotności oraz punktu rosy. Nowoczesne regulatory automatycznie przełączają pompę pomiędzy trybem ogrzewania i chłodzenia oraz na bieżąco kontrolują parametry pracy całej instalacji. Dzięki temu system reaguje na zmieniające się warunki pogodowe i ogranicza ryzyko zbyt intensywnego schładzania powierzchni.

Komfort zależy od budynku

Najlepsze efekty chłodzenia osiąga się w dobrze zaizolowanych budynkach o niewielkich zyskach ciepła. Równie ważne są rolety zewnętrzne, żaluzje, wielkość przeszkleń i ich ekspozycja na słońce. Chłodzenie pompą ciepła najlepiej odpowiada potrzebom użytkowników, którzy oczekują równomiernego obniżenia temperatury bez przeciągów i intensywnego nawiewu chłodnego powietrza. Osoby oczekujące bardzo szybkiego schłodzenia pojedynczych pomieszczeń lub intensywnego osuszania powietrza mogą rozważyć uzupełnienie systemu o klasyczną klimatyzację. Dlatego możliwość chłodzenia warto uwzględnić już na etapie projektowania lub modernizacji instalacji. Dobrze zaprojektowany system może skutecznie poprawiać komfort nie tylko podczas największych upałów, ale również w cieplejszych okresach późnego lata.