Rekuperacja a pompy ciepła – dlaczego warto połączyć je w jednym systemie?

Nowoczesny dom powinien nie tylko wytwarzać ciepło możliwie tanio, ale również skutecznie zatrzymywać je wewnątrz budynku. Właśnie dlatego coraz częściej pompa ciepła współpracuje z wentylacją mechaniczną z odzyskiem ciepła. Rekuperator z pompą ciepła pozwala ograniczyć straty energii, zapewnić stały dopływ świeżego powietrza i zmniejszyć obciążenie systemu grzewczego.

Trzeba jednak wyjaśnić jedną rzecz: standardowy rekuperator nie ogrzewa domu tak jak pompa ciepła. Rekuperacja odzyskuje część energii znajdującej się w powietrzu usuwanym z pomieszczeń, natomiast pompa ciepła dostarcza energię potrzebną do ogrzewania budynku i przygotowania ciepłej wody. Dopiero ich współpraca tworzy wydajny, zintegrowany system ogrzewania i wentylacji.

Jak działa rekuperacja?

Rekuperacja to system wentylacji mechanicznej, który w kontrolowany sposób usuwa z budynku zużyte powietrze i dostarcza świeże powietrze z zewnątrz. Jej najważniejszym elementem jest rekuperator wyposażony w wymiennik ciepła.

Powietrze wywiewane z łazienek, kuchni i pomieszczeń gospodarczych przepływa przez wymiennik i oddaje energię chłodniejszemu powietrzu pobieranemu z zewnątrz. Strumienie pozostają od siebie oddzielone – świeże powietrze nawiewane nie miesza się z powietrzem zużytym.

W praktyce oznacza to, że zimą do pomieszczeń nie trafia bezpośrednio powietrze o temperaturze np. –10°C. Najpierw zostaje ono wstępnie ogrzane energią odzyskaną z domu. Dzięki rekuperacji powietrze docierające do wnętrza może mieć temperaturę znacznie bliższą temperaturze pokojowej.

Ministerialny poradnik dotyczący charakterystyki energetycznej budynków rekomenduje wentylację nawiewno-wywiewną ze sprawnością odzysku ciepła wynoszącą co najmniej 75%. Dobre rekuperatory mogą osiągać deklarowaną sprawność temperaturową sięgającą około 90–95%, choć rzeczywisty wynik zależy między innymi od temperatury zewnętrznej, przepływu powietrza, regulacji instalacji i działania zabezpieczenia przeciwzamrożeniowego.

Więcej informacji o zasadzie działania instalacji znajduje się na stronie rekuperacja EcoDOM.

Jak działa pompa ciepła?

Pompa ciepła pobiera energię z otoczenia – najczęściej z powietrza lub gruntu – i przekazuje ją do instalacji grzewczej. Nie produkuje więc całego ciepła bezpośrednio z energii elektrycznej, jak zwykła grzałka. Prąd jest potrzebny przede wszystkim do napędzania sprężarki, pomp obiegowych i automatyki.

Komisja Europejska podaje, że nowoczesne pompy ciepła są około 3–5 razy bardziej efektywne energetycznie od tradycyjnych kotłów gazowych. W odpowiednich warunkach urządzenie może więc dostarczyć kilka kilowatogodzin ciepła, zużywając około jednej kilowatogodziny energii elektrycznej. Rzeczywista efektywność pompy ciepła zależy jednak od temperatury dolnego źródła, temperatury wody w instalacji oraz jakości wykonania całego systemu.

Najczęściej stosowane są:

• pompy ciepła powietrze–woda,

• gruntowe pompy ciepła,

• pompy ciepła powietrze–powietrze.

W domach jednorodzinnych dużą popularnością cieszy się pompa ciepła powietrze–woda, która może odpowiadać za ogrzewanie domu, przygotowanie ciepłej wody użytkowej, a w przypadku odpowiedniego układu również za chłodzenie pomieszczeń. EcoDOM oferuje zarówno urządzenia powietrzne, jak i rozwiązania pobierające energię z gruntu.

Dostępne rozwiązania można sprawdzić na stronie pompy ciepła EcoDOM.

Dlaczego rekuperator z pompą ciepła tworzą dobry duet?

Największą zaletą takiego połączenia jest podział zadań.

Rekuperator odzyskuje ciepło, które w budynku z wentylacją grawitacyjną zostałoby usunięte przez kominy i nawiewniki. Pompa ciepła uzupełnia natomiast pozostałe straty energii: przez ściany, dach, podłogę, okna i wentylację.

Dzięki odzyskowi ciepła system grzewczy ma mniej pracy. Może to ograniczyć zużycie energii, zmniejszyć liczbę godzin pracy sprężarki i poprawić komfort w pomieszczeniach.

Można to pokazać na uproszczonym przykładzie.

Załóżmy, że system wentylacji wymienia 180 m³ powietrza na godzinę, a różnica temperatur między wnętrzem i otoczeniem wynosi 35°C. Bez odzysku ciepła chwilowa strata wentylacyjna wyniosłaby około:

0,34 × 180 × 35 = 2142 W, czyli około 2,1 kW.

Przy efektywnej rekuperacji ciepła na poziomie 80% do pokrycia pozostaje około 20% tej wartości, a więc mniej więcej 0,4 kW. W tych konkretnych warunkach odzysk ciepła ogranicza chwilową stratę o około 1,7 kW.

Jest to przykład poglądowy, a nie wyliczenie oszczędności dla każdego budynku. Pokazuje jednak, dlaczego prawidłowo zaprojektowany system rekuperacji może zmniejszyć obciążenie pompy ciepła.

Czy rekuperator z pompą ciepła to jedno urządzenie?

Określenie rekuperator z pompą ciepła może oznaczać dwa różne rozwiązania.

Osobna rekuperacja i osobna pompa ciepła

To najczęściej stosowany wariant. Centralny system rekuperacji odpowiada za wymianę powietrza, natomiast pompa ciepła ogrzewa wodę kierowaną do ogrzewania podłogowego, klimakonwektorów lub grzejników.

Obie instalacje pracują niezależnie, ale wpływają na siebie poprzez bilans energetyczny budynku. Rekuperacja odzyskuje ciepło i ogranicza straty, dzięki czemu dobrze dobrana pompa ciepła ma do pokrycia mniejsze zapotrzebowanie.

Zaletą jest możliwość niezależnego dobrania wydajności centrali wentylacyjnej oraz mocy pompy ciepła. Takie rozwiązanie sprawdza się zarówno w nowych domach, jak i w modernizowanych budynkach.

Zintegrowana pompa ciepła i centrala wentylacyjna

Drugim rozwiązaniem jest urządzenie kompaktowe, w którym rekuperator współpracuje ze zintegrowanym modułem pompy ciepła. Moduł może dogrzewać albo chłodzić powietrze nawiewane, a w niektórych systemach również przygotowywać ciepłą wodę.

Nie zawsze oznacza to jednak, że zintegrowana pompa ciepła ogrzeje cały dom. Ilość energii, którą można przekazać przez powietrze wentylacyjne, jest ograniczona jego przepływem.

Przykładowo przy strumieniu 180 m³/h i podniesieniu temperatury powietrza o 15°C można dostarczyć około:

0,34 × 180 × 15 = 918 W, czyli niespełna 1 kW ciepła.

W bardzo dobrze ocieplonym domu może to stanowić istotną część zapotrzebowania. W starszym lub większym budynku zwykle potrzebne będzie dodatkowe ogrzewanie podłogowe albo inny system grzewczy. Ministerialny poradnik również wskazuje, że ogrzewanie wyłącznie powietrzem jest rozwiązaniem przeznaczonym przede wszystkim dla budynków o bardzo niskim zapotrzebowaniu na energię.

Co można zyskać, łącząc rekuperację z pompą ciepła?

Niższe straty ciepła

Wentylacja jest niezbędna, ale w tradycyjnym układzie wraz z powietrzem usuwana jest również energia wykorzystana wcześniej do jego ogrzania. Rekuperacja odzyskuje ciepło i przekazuje je świeżemu powietrzu.

Mniejsze obciążenie systemu grzewczego

Im niższe zapotrzebowanie budynku, tym mniej energii musi dostarczyć pompa ciepła. Nie oznacza to automatycznego zwiększenia wartości COP samego urządzenia, ale może ograniczyć jego całkowity czas pracy i roczne zużycie energii.

Stały dopływ świeżego powietrza

Wentylacja mechaniczna pracuje niezależnie od pogody, siły wiatru i różnicy temperatur. Powietrze nawiewane jest filtrowane, co ogranicza ilość kurzu, pyłków i innych zanieczyszczeń przedostających się do pomieszczeń. Rekuperacja pomaga również usuwać wilgoć, dwutlenek węgla i zapachy powstające podczas codziennego użytkowania domu.

Komfort również latem

Pompa ciepła może latem pracować w trybie chłodzenia, o ile urządzenie oraz instalacja zostały do tego przystosowane. Rekuperator może natomiast wykorzystywać bypass, aby w chłodniejsze noce nawiewać powietrze z pominięciem odzysku ciepła.

Sama rekuperacja nie zastępuje jednak klimatyzacji. Przepływy powietrza wentylacyjnego są zbyt małe, aby szybko schłodzić mocno nagrzany budynek.

Dobór pompy ciepła i rekuperacji – na co uważać?

Najczęstszy błąd polega na doborze urządzeń wyłącznie na podstawie powierzchni domu. Informacja, że budynek ma 150 m², nie wystarcza do określenia mocy pompy ciepła ani wydajności rekuperatora.

Przygotowując system pompy ciepła, trzeba uwzględnić:

• projektowe obciążenie cieplne budynku,

• izolację ścian, dachu i podłogi,

• jakość oraz powierzchnię okien,

• temperaturę zasilania ogrzewania,

• liczbę mieszkańców i zużycie ciepłej wody,

• strefę klimatyczną,

• sposób chłodzenia domu.

System rekuperacji powinien zostać dobrany do liczby pomieszczeń, mieszkańców i wymaganych strumieni powietrza. Ważne są również średnice i długość kanałów, spręż dyspozycyjny centrali, poziom hałasu oraz możliwość wyczyszczenia instalacji.

Rekuperacja centralna powinna zostać zbilansowana po montażu. Oznacza to pomiar i ustawienie rzeczywistych przepływów na każdym nawiewniku i wywiewniku. Bez regulacji nawet bardzo dobry rekuperator może pracować głośno, zużywać za dużo energii albo nie zapewniać właściwej wymiany powietrza.

Czy takie połączenie sprawdzi się w starszym domu?

Tak, ale modernizację trzeba zacząć od oceny stanu budynku. Jeżeli dom ma nieocieplone ściany, nieszczelne okna i wysokotemperaturowe grzejniki, sama instalacja pompy ciepła nie rozwiąże problemu wysokiego zapotrzebowania na energię.

W takim przypadku warto najpierw wykonać audyt energetyczny, ograniczyć największe straty ciepła i sprawdzić, czy instalacja grzewcza może pracować z niższą temperaturą wody.

Montaż rekuperacji w użytkowanym domu również jest możliwy, choć poprowadzenie kanałów może wymagać sufitów podwieszanych, zabudowy korytarzy albo wykorzystania poddasza. Gdy wykonanie instalacji centralnej jest zbyt trudne, alternatywą może być rekuperacja decentralna obejmująca wybrane pomieszczenia.

Czy warto połączyć rekuperację i pompę ciepła?

W dobrze ocieplonym domu zdecydowanie warto rozważyć oba rozwiązania jako jeden system energetyczny. Rekuperacja ogranicza wentylacyjne straty ciepła, a pompa ciepła efektywnie uzupełnia energię potrzebną do ogrzewania budynku.

Najważniejszy jest jednak prawidłowy projekt. Przewymiarowana pompa ciepła, źle poprowadzone kanały lub niezbilansowana wentylacja mogą obniżyć sprawność całego układu. Dlatego urządzenia powinny być dobierane na podstawie obliczeń, a nie wyłącznie katalogowej powierzchni domu.

Zaplanuj jeden spójny system dla swojego domu

Budujesz dom lub planujesz modernizację ogrzewania? W EcoDOM dobierzemy pompę ciepła i system rekuperacji do rzeczywistego zapotrzebowania budynku. Zajmiemy się projektem, doborem urządzeń, montażem i uruchomieniem instalacji.

Skontaktuj się z EcoDOM i sprawdź, jaki system ogrzewania oraz wentylacji będzie najlepszy dla Twojego domu.

FAQ

Czy rekuperator może zastąpić pompę ciepła?

Standardowy rekuperator nie jest źródłem ogrzewania. Odzyskuje energię z powietrza wywiewanego, ale nie dostarcza całego ciepła potrzebnego do ogrzania domu. Wyjątkiem mogą być bardzo energooszczędne budynki wyposażone w dodatkowy moduł grzewczy.

Czy rekuperacja zwiększa efektywność pompy ciepła?

Rekuperacja nie zmienia bezpośrednio parametrów technicznych pompy, ale zmniejsza straty wentylacyjne budynku. Dzięki temu pompa ciepła ma do dostarczenia mniej energii.

Czy pompa ciepła może ogrzewać powietrze nawiewane?

Tak. Można zastosować wodną nagrzewnicę kanałową zasilaną przez pompę ciepła albo centralę ze zintegrowanym modułem pompy. Moc ogrzewania powietrznego jest jednak ograniczona przepływem instalacji wentylacyjnej.

Czy rekuperacja jest potrzebna przy ogrzewaniu podłogowym?

Tak, ponieważ są to dwa niezależne systemy. Ogrzewanie podłogowe zapewnia komfort cieplny, ale nie wymienia powietrza. Rekuperacja usuwa wilgoć i zużyte powietrze, jednocześnie dostarczając świeże powietrze nawiewane.

Czy rekuperator z pompą ciepła może chłodzić dom?

Pompa ciepła może chłodzić budynek, jeżeli posiada odpowiednią funkcję i współpracuje z właściwymi odbiornikami. Rekuperacja może wspierać nocne chłodzenie, ale sama nie działa jak klimatyzacja.