Podłączenie pompy ciepła w starszym domu – krok po kroku

Zasadniczo pompy ciepła zapewniają również opcję chłodzenia, jednak w starszych instalacjach istnieje kilka ograniczeń. O ile w układach z klasycznymi grzejnikami czy ogrzewaniem podłogowym chłodzenie może wymagać sporych modyfikacji (np. zastosowania klimakonwektorów), to w praktyce często wykorzystywana jest dodatkowo klimatyzacja. Dlaczego? Woda o niskiej temperaturze w starych grzejnikach lub rurach niewyposażonych w odpowiednią izolację może prowadzić do kondensacji pary wodnej i niechcianego skraplania.

Innymi słowy, jeśli priorytetem jest jedynie efektywne ogrzewanie, pompa ciepła sprawdzi się świetnie. Jeżeli jednak marzy nam się kompleksowe wykorzystanie jej także do chłodzenia, trzeba starannie przeanalizować warunki techniczne i możliwe przeróbki (np. instalację konwektorów, izolowanych przewodów itd.).

Jak dopasować pompę ciepła do starszej instalacji grzewczej?

Dobór właściwej pompy ciepła to klucz do sukcesu. W praktyce musimy wziąć pod uwagę:

1. Rodzaj ogrzewania w budynku – inaczej będzie wyglądało przyłączenie pompy do podłogówki czy nowoczesnych grzejników konwekcyjnych, a inaczej do dużych kaloryferów żeliwnych.
2. Zapotrzebowanie na ciepło – obliczenie mocy grzewczej pompy, uwzględniające metraż, izolację i ogólny stan budynku.
3. Tryb pracy pompy – urządzenie może pracować w trybie monowalentnym, monoenergetycznym czy biwalentnym (o czym szerzej powiemy w dalszej części).
4. Typ pompy ciepła – do wyboru są modele wysokotemperaturowe (dla instalacji wymagających większych temperatur wody) czy standardowe pompy niskotemperaturowe, idealne przy podłogówce.

W zależności od tego, czy ogrzewanie zrealizowane jest za pomocą grzejników panelowych, podłogówki, czy kaloryferów starego typu, należy ustalić, jaka maksymalna temperatura wody będzie wymagana. Typowe pompy ciepła oferują temperaturę zasilania w zakresie 45–60°C, ale są również wersje wysokotemperaturowe osiągające nawet 80°C przy solidnych mrozach. Te ostatnie są szczególnie przydatne przy starych żeliwnych grzejnikach.

Ogrzewanie podłogowe i grzejniki konwekcyjne

W budynkach z ogrzewaniem podłogowym lub grzejnikami panelowymi najlepszym wyborem bywa tradycyjna pompa ciepła, zdolna osiągać około 60°C (a w ekstremalnych warunkach do 45–50°C przy zachowaniu wysokiej wydajności). Takie rozwiązanie cechuje się wysoką efektywnością energetyczną, bo woda nie musi być podgrzewana do bardzo wysokich temperatur.

Grzejniki żeliwne (starsze typy)

Jeżeli w domu wciąż działają duże, żeliwne kaloryfery, należy wybrać pompę ciepła wysokotemperaturową. Taka jednostka, choć przeważnie droższa, poradzi sobie z dostarczeniem wystarczająco gorącej wody nawet przy dużych mrozach. Warto też pamiętać, że obniżenie ustawionych parametrów ciepła (o ile nadal zapewnia komfort) może przełożyć się na znacznie niższe rachunki za ogrzewanie.

Dobór pompy ciepła a rodzaj instalacji CO

Przed rozpoczęciem prac modernizacyjnych trzeba upewnić się, jakiego rodzaju jest istniejąca instalacja. Kluczowa jest informacja, czy mamy do czynienia z układem otwartym (typowym dla kotłów na paliwo stałe) czy układem zamkniętym (charakterystycznym dla pieców gazowych, olejowych, a także dla pomp ciepła).

1. Układ otwarty – jeśli w domu pracuje kocioł na węgiel albo ekogroszek i nie planujemy jego demontażu, pojawia się konieczność rozdzielenia obiegu dla pompy ciepła i obiegu dla kotła. W układzie zamkniętym zastosowanie kotła na paliwo stałe byłoby niebezpieczne z powodu ryzyka wzrostu ciśnienia i wybuchu. Rozwiązaniem jest montaż wymiennika ciepła lub bufora (z wężownicą) w miejscach, gdzie styka się instalacja otwarta z zamkniętą.
2. Układ zamknięty – przy piecu gazowym lub olejowym taka modernizacja jest prostsza, ponieważ urządzenia pracują w zbliżony sposób. Pompa ciepła może wówczas pełnić funkcję nadrzędną, a kocioł staje się wsparciem w razie dużych spadków temperatur. Są nawet sterowniki pozwalające automatycznie uruchamiać piec, gdy zapotrzebowanie na moc grzewczą znacząco wzrośnie lub kiedy pompa ciepła nie może pracować optymalnie.

Jeżeli planujemy uzyskać dotację, np. z programu Czyste Powietrze, pamiętajmy, że warunkiem jest zazwyczaj likwidacja starego kotła węglowego. To pozwala zmienić układ instalacji na w pełni zamknięty, co znacząco ułatwia pracę pompy ciepła i ogranicza ryzyko nieszczelności.

Tryby pracy pompy ciepła w istniejącej instalacji

Różne modele pomp ciepła funkcjonują w odmiennych trybach. Wybór właściwego rozwiązania często zależy od warunków pogodowych, wielkości domu czy dostępnego miejsca w kotłowni. Oto trzy główne tryby:

1. Monowalentny – pompa ciepła jest jedynym źródłem ogrzewania i nie potrzebuje wsparcia przy niskich temperaturach. Bywa to najbardziej efektywny, a zarazem kosztowny w zakupie wariant. Jednostki monowalentne (np. niektóre modele Mitsubishi czy Hitachi) z reguły mają zaawansowane systemy, gwarantujące stabilną pracę także przy bardzo dużych mrozach.
2. Monoenergetyczny – pompa ciepła korzysta z dodatkowych grzałek elektrycznych przy ekstremalnych spadkach temperatury. Grzałki uruchamiają się tylko sporadycznie, więc całkowity koszt eksploatacji bywa nadal korzystny. Niestety, w niektórych niskobudżetowych pompach wspomaganie włącza się już przy niewielkich mrozach (np. -5°C), co zwiększa zużycie prądu.
3. Biwalentny – pompa ciepła współpracuje z innym urządzeniem grzewczym, chociażby kotłem gazowym lub olejowym. Mogą pracować naprzemiennie (system alternatywny), gdzie przy spadku temperatury poniżej pewnego poziomu włącza się kocioł, lub równolegle (system współbieżny), w którym oba źródła ciepła pracują jednocześnie. W takim układzie sterowniki obu urządzeń muszą pozwalać na współpracę i wzajemne komunikowanie się.

Monoblok czy split? Wybór typu pompy ciepła

Na rynku spotkamy się z pompami ciepła typu monoblok i pompami typu split. Każda z tych konstrukcji ma swoje mocne i słabe strony, a ostateczna decyzja zależy od warunków zabudowy oraz preferencji użytkownika.

• Pompy monoblok:
  • Wszystkie kluczowe komponenty znajdują się w jednej obudowie montowanej na zewnątrz.
  • Do budynku doprowadzane są rury, którymi przepływa czynnik grzewczy (często glikol).
  • Wadą może być utrudniona obsługa w razie usterki czy możliwość zamarznięcia instalacji przy dłuższym zaniku zasilania (chyba że zastosujemy system odwadniania lub niezamarzający płyn).
  • Plusem bywa prostszy montaż po stronie hydraulicznej – wszystko jest już fabrycznie zintegrowane.
• Pompy split:
  • Rozdzielają jednostkę zewnętrzną (ze sprężarką, parownikiem itd.) od wewnętrznej (gdzie zachodzi ogrzewanie wody grzewczej).
  • Czynnikiem przenoszącym energię pomiędzy jednostkami jest najczęściej czynnik chłodniczy (gaz), dlatego w razie awarii prądu instalacja po prostu przestaje pracować, nie grozi jej zamarznięcie.
  • Montaż wymaga uprawnień chłodniczych, bo trzeba prawidłowo połączyć obie jednostki i napełnić układ odpowiednim czynnikiem.

W przypadku starszych domów nierzadko decydującym argumentem jest wygoda serwisowania oraz miejsce dostępne na zewnętrzną część instalacji. Warto również pamiętać, że instalatorzy pomp split muszą posiadać certyfikaty F-gazowe uprawniające do obsługi czynników chłodniczych.

Jak bezproblemowo zamontować pompę ciepła w starym budynku?

Przygotowanie modernizacji polega przede wszystkim na stworzeniu warunków, w których nowa pompa ciepła będzie współpracować ze starą instalacją grzewczą. W tym celu warto:

1. Zaprojektować miejsce na dodatkowe elementy, w tym bufor ciepła (ogromnie ułatwiający pracę w nieidealnej instalacji), zbiornik ciepłej wody użytkowej (o większej powierzchni wymiany ciepła niż tradycyjny bojler) czy innego rodzaju komponenty.
2. Sprawdzić pompki obiegowe – jeśli modernizujemy kotłownię, stara pompa cyrkulacyjna może się okazać niewystarczająca. Nowoczesne, elektronicznie sterowane pompki CO oszczędzają energię i stabilizują przepływ w instalacji.
3. Zastosować filtr magnetyczny – w starych rurach nierzadko gromadzi się osad i muł. Filtr zatrzyma drobiny metalu, chroniąc wymienniki i zawory.
4. Zadbać o odpowiedni przekrój rur – przewody wychodzące z pompy ciepła nie mogą być nadmiernie zwężane, bo ograniczy to przepływ i wydajność.
5. Zwrócić uwagę na sterowniki temperatury – w niektórych urządzeniach sterowniki są integralne, ale chcąc mieć kontrolę nad pompą np. z poziomu salonu, lepiej zainwestować w dodatkowe panele bezprzewodowe lub rozbudowany moduł sterowania.
6. Pomyśleć o odladzaniu jednostki zewnętrznej – w niskich temperaturach powietrznych pompa ciepła będzie przechodziła w tryb defrostu (odmrażania). Ściekająca woda może się zbierać pod urządzeniem i zamarzać w formie bryły lodu. Lepiej nie lokować jednostki w miejscach newralgicznych dla komunikacji (np. blisko drzwi wejściowych).

Znaczenie bufora ciepła i innych dodatkowych rozwiązań

Podczas wymiany starego kotła na pompę ciepła lub przy łączeniu nowoczesnego urządzenia z dotychczasowym systemem, bufor ciepła może pełnić bardzo ważną rolę. Dzięki niemu:

• Łatwiej jest połączyć instalację otwartą (stary kocioł na paliwo stałe) z zamkniętą (pompa ciepła).
• Zmniejsza się liczba cykli załączania i wyłączania (tzw. taktowanie) pompy, co wpływa na jej żywotność.
• Można łatwiej wykorzystać niską temperaturę zasilania i precyzyjnie ustawiać krzywą grzewczą.

Zasobniki na wodę użytkową też nie powinny być przypadkowe. W tradycyjnych bojlerach wężownice mogą mieć zbyt małą powierzchnię wymiany ciepła, żeby efektywnie współpracować z pompą ciepła. Dlatego często montuje się dedykowane podgrzewacze CWU (z większą wężownicą lub dwiema, jeśli w przyszłości planujemy np. kolektory słoneczne).

Coraz częściej mówi się też o magazynach energii. Jeśli w budynku mamy instalację fotowoltaiczną, a do zasilania pompy ciepła chcemy używać energii słonecznej, system magazynujący prąd może okazać się strzałem w dziesiątkę. Wówczas ograniczamy koszty prądu pobieranego z sieci, a pompa może pracować nawet w czasie, kiedy z paneli nie płynie prąd na bieżąco (np. po zmroku).

Co z ochroną przed zamarzaniem?

Jednostki zewnętrzne pomp ciepła – szczególnie typu powietrze-woda – są narażone na osadzanie się szronu. Dlatego producenci stosują różne systemy odszraniania (defrostu). W trakcie takiego cyklu pompa na chwilę „odwraca” kierunek pracy, aby ogrzać i rozmrozić parownik, a woda powstała z topiącego się lodu spływa pod urządzenie. Jeśli zasilanie prądem zostanie przerwane na dłuższy czas, w wersjach monoblok używających wody w obiegu może dojść do jej zamarznięcia. Sposobem na uniknięcie szkód jest:

1. Wypełnienie instalacji płynem niezamarzającym (np. glikolem), kosztem pewnej utraty wydajności (20–30%).
2. System automatycznego opróżniania w razie zaniku prądu, co jednak prowadzi do zapowietrzenia instalacji i wymaga ponownego uzupełnienia wody po przywróceniu zasilania.
3. Zapasowe zasilanie (np. niewielki magazyn energii – akumulator, utrzymujący pracę pompy cyrkulacyjnej i systemu sterowania, gdy główne źródło prądu jest niedostępne).

W pompach typu split problem zamarzania jest mniejszy, ponieważ między jednostką zewnętrzną a wewnętrzną krąży czynnik chłodniczy, a nie woda. Po zaniku prądu instalacja po prostu zatrzymuje się, nie ryzykując rozsadzenia rur przez lód.

Elementy, o których warto pamiętać w modernizacji

1. Pompki centralnego ogrzewania – jeśli dotąd w systemie były stare, wysokoprądowe pompy, warto rozważyć wymianę na nowoczesne, elektronicznie sterowane urządzenia, co przekłada się na oszczędności w rachunkach za prąd.
2. Filtr magnetyczny – niezwykle pomocny w starych instalacjach pełnych osadów i rdzy. Znacznie zmniejsza ryzyko zapychania się elementów wymiennika w pompie ciepła.
3. Sterowniki temperatur – chcąc korzystać z automatyki, trzeba je dobrać do konkretnej pompy. Niekiedy możliwe jest sterowanie także przez internet lub specjalne aplikacje mobilne.
4. Zbiornik ciepłej wody użytkowej – standardowy bojler może mieć za małą wężownicę. W takiej sytuacji pompa ciepła będzie pracować nieefektywnie. Dedykowany zasobnik CWU to znacznie lepsze rozwiązanie.
5. Odpowiednie umieszczenie jednostki zewnętrznej – trzeba brać pod uwagę hałas, odległość od okien i ścieżek komunikacyjnych. Poza tym zimą tworzyć się może warstwa lodu pod urządzeniem.

Dodatkowa rada – kompleksowe podejście do modernizacji

Jeśli planujemy radykalną wymianę starego kotła (np. węglowego) na pompę ciepła, rozważmy przy okazji dalsze kroki w zakresie efektywności energetycznej. Dobre ocieplenie przegród, wymiana okien o gorszych parametrach, a nawet optymalizacja wentylacji (np. montaż rekuperacji) – to wszystko razem potrafi diametralnie obniżyć zapotrzebowanie na ciepło. W efekcie pompa ciepła będzie mogła działać z mniejszym obciążeniem, a my zapłacimy mniej za ogrzewanie.

Jeżeli do tego dołożymy instalację fotowoltaiczną, a prąd z paneli zgromadzimy w magazynie energii, nasz dom zbliży się do modelu niemal samowystarczalnego cieplnie i energetycznie. Warto dodać, że to zwiększa także wartość nieruchomości oraz komfort użytkowania na lata.

Podłączenie pompy ciepła do istniejącej instalacji w starym domu jest nie tylko możliwe, ale nierzadko bardzo korzystne. Wymaga jednak:

• Starannie przeprowadzonego audytu i odpowiedniego doboru mocy urządzenia.
• Upewnienia się, czy instalacja pracuje w układzie otwartym czy zamkniętym, a także zadbania o właściwe zabezpieczenia (wymienniki, zawory, bufory).
• Rozważenia konieczności stosowania pomp wysokotemperaturowych przy żeliwnych grzejnikach lub standardowych przy ogrzewaniu podłogowym czy konwekcyjnym.
• Uwzględnienia problematyki zamarzania w jednostkach zewnętrznych, szczególnie w wariantach monoblok.
• Dodatkowego wyposażenia (m.in. bufor ciepła, zbiornik CWU, filtry magnetyczne, nowoczesne pompki CO) zwiększającego efektywność i bezpieczeństwo instalacji.

Dobrze zaprojektowana i zainstalowana pompa ciepła jest w stanie zagwarantować niższe rachunki za ogrzewanie, poprawę jakości powietrza (ograniczenie emisji spalin) oraz wysoki poziom komfortu cieplnego. Nawet w starszych budynkach da się osiągnąć imponujące efekty, zwłaszcza jeśli modernizacja zostanie przeprowadzona kompleksowo: od ocieplenia, przez wymianę starego kotła, aż po montaż magazynów energii czy wzbogacenie systemu o wspomaganie fotowoltaiką.

Od siebie dodam, że czasami warto poświęcić chwilę na rozmowę z kilkoma instalatorami, by poznać różne punkty widzenia i rozwiązania. Każdy dom ma swoją specyfikę, a możliwość chłodzenia, wysoka temperatura zasilania czy kompatybilność z innymi urządzeniami (jak bufory ciepła czy istniejące piece) może przeważyć szalę na korzyść jednego z dostępnych modeli. W rezultacie zyskamy komfort i spokój na lata – wszystko przy jednoczesnym zmniejszeniu kosztów eksploatacji i istotnej poprawie efektywności energetycznej domu.