W ofercie firmy Astat dostępne są pompy ciepła szwajcarskiego producenta – firmy CTA. Portfolio urządzeń obejmuje modele typu solanka-woda, woda-woda czy powietrze-woda – przystosowane do korzystania ze wszystkich dolnych źródeł ciepła (grunt, woda, powietrze). Szeroka gama dostępnych mocy pozwala w elastyczny sposób dobrać pompę do zapotrzebowania obiektu na ciepło.

Pompy ciepła to rozwiązania ekonomiczne, ekologiczne i bezpieczne. Nie potrzebują instalacji gazowej, olejowej lub innego źródła paliwa stałego. Urządzenia odzyskują ciepło zawarte w powietrzu, glebie lub wodzie i przekształcają je w ciepło użyteczne dla celów grzewczych. Pompa ciepła jest zasilana jedynie energią elektryczną i jest bezobsługowa, tzn. raz ustawiona będzie prawidłowo pracować przez lata.

Gruntowe pompy ciepła CTA, od lewej: Optipro, Optiheat All-in-One, Optiheat Duo

Działanie

Zasada działania pompy ciepła jest oparta na obiegu termodynamicznym, w którym zachodzą w sposób ciągły cztery następujące po sobie procesy.
W parowniku, który odbiera ciepło z otoczenia, następuje odparowanie czynnika chłodniczego. Para czynnika jest następnie sprężana w kompresorze, gdzie uzyskuje wysoką temperaturę i ciśnienie. Za kompresorem, w skraplaczu, para czynnika oddaje ciepło do systemu grzewczego i ulega skropleniu. Ostatnim etapem jest rozprężanie skroplonego czynnika, realizowane w zaworze rozprężnym. W wyniku spadku ciśnienia następuje spadek temperatury czynnika. Zawór rozprężny dozuje odpowiednią jego ilość do parownika i cały proces się powtarza. Jedyną energią dostarczoną z zewnątrz, aby wyżej opisany proces mógł zachodzić, jest energia elektryczna.
Stosunek mocy grzewczej pompy ciepła do mocy elektrycznej potrzebnej do jej pracy określa współczynnik efektywności COP – najważniejszy parametr charakteryzujący te urządzenia. Ogólnie obowiązuje zasada, że współczynnik efektywności jest tym większy, im mniejsza jest różnica temperatur między systemem grzewczym a źródłem ciepła. Dlatego najbardziej efektywne są systemy niskotemperaturowe. Do takich należy ogrzewanie podłogowe, gdzie optymalna temperatura zasilania wynosi około 30^oC.
Instalacja z pompą ciepła składa się z trzech elementów: dolnego źródła, z którego odbierane jest ciepło, pompy ciepła i górnego źródła, czyli systemu grzewczego. Ponieważ jest to rozwiązanie systemowe, cały układ musi być zaprojektowany i wykonany starannie. Jeśli któryś z poszczególnych elementów nie będzie dobrze dobrany, system nie będzie funkcjonował prawidłowo.

Pompy ciepła firmy CTA

Jednym z renomowanych producentów pomp ciepła jest szwajcarska firma CTA, która konstruuje i wytwarza urządzenia tego typu od ponad 30 lat. Oferowany przez CTA duży zakres mocy pomp – od 5 do ponad 304 kW – zapewnia możliwość dobrania odpowiedniej jednostki do wielu zastosowań. Szwajcarski producent oferuje trzy rodzaje pomp ciepła:
• solanka-woda, które czerpią ciepło z gruntu poprzez kolektor poziomy lub sondy pionowe,
• woda-woda – odbierające ciepło z wody,
• powietrze-woda – wykorzystujące jako źródło ciepła powietrze.

Pompa ciepła CTA Aeroheat powietrze-woda

Gruntowe pompy ciepła
Wśród gruntowych pomp ciepła warto zwrócić uwagę na modele Optiheat All-in-One. Wszystkie elementy hydrauliczne, jak pompy obiegowe, naczynia wzbiorcze, zawory odcinające i czujniki temperatury są zintegrowane w urządzeniu. Zmniejsza to koszty inwestycyjne i – dzięki kompatybilności komponentów – zapewnia wysoką niezawodność pracy przy maksymalnym komforcie użytkowania. Automatyka pompy ciepła jest w standardzie przystosowana do sterowania pracą wielu obiegów grzewczych oraz układem chłodzenia pasywnego. Upraszcza to w znacznym stopniu montaż całego węzła cieplnego. Urządzenia charakteryzują się wysokimi wartościami współczynnika COP: 4,7 dla parametrów S0/W35 lub 5,8 dla W7,5/W35. Zintegrowany licznik ciepła pozwala na określenie sezonowego współczynnika efektywności. Modele te są jednocześnie jednymi z najciszej pracujących urządzeń na rynku. Poziom hałasu w odległości 1 m wynosi od 24 dB. Moc grzewcza pomp typu All-in-One zawiera się w przedziale od 5 do 18 kW.

Ogrzewanie dużych obiektów
Do ogrzewania dużych obiektów firma CTA oferuje dwa rodzaje gruntowych pomp ciepła. Dwukompresorowe, pracujące w jednym obwodzie chłodniczym – Optiheat Duo – oraz zbudowane z dwóch oddzielnych obwodów chłodniczych – Optipro. Typoszereg Duo obejmuje sześć mocy grzewczych – od 43 do 85 kW – przy parametrach S0/W35. Współczynnik efektywności COP dla tych temperatur zawiera się w granicach od 4,6 do 4,8. Poziom hałasu w odległości 1 m od urządzenia wynosi 55 dB. Dzięki zastosowaniu dwóch kompresorów, możliwa jest praca z obciążeniem częściowym 50% lub 100%. Najnowszy model Optiheat Duo HT może pracować z maksymalną temperaturą zasilania systemu grzewczego wynoszącą +65^oC.
Największymi modelami w ofercie firmy CTA są urządzenia typu Optipro. Jest to seria pomp ciepła przeznaczona specjalnie dla dużych budynków mieszkalnych, szkół oraz obiektów handlowych i przemysłowych. Seria obejmuje osiem typów o wydajności grzewczej od 100 do 304 kW. Dzięki dwóm oddzielnym obwodom chłodniczym uzyskano optymalną pracę urządzeń przy wysokiej efektywności. W pompach Optipro zastosowano m.in.:
• łatwy w obsłudze i programowaniu sterownik PLC,
• podwójne płytowe wymienniki ciepła ze stali nierdzewnej,
• elektroniczny zawór rozprężny z mikroprocesorowym sterownikiem,
• czujniki przepływu po stronie dolnego i górnego źródła,
• wszystkie niezbędne elementy bezpieczeństwa i monitoringu.
Jako wolnostojące jednostki o zwartej konstrukcji, urządzenia wymagają mało miejsca dla rozwiązań kaskadowych. Producent może tak dostosować automatykę pompy ciepła, aby współpracowała ona z systemem zarządzania budynkiem (BMS). Wszystkie gruntowe pompy ciepła CTA mają klasę energetyczną A++. Są tak skonstruowane, że umożliwiają łatwy dostęp serwisowy. Ponadto każda wyprodukowana jednostka jest sprawdzana na stanowisku testowym w warunkach naturalnych. Ich automatyka umożliwia w standardzie pracę w kaskadzie oraz pracę z innymi źródłami ciepła.

Monoblokowa pompa ciepła CTA Aeroheat CN – jednostka zewnętrzna i dwie opcje jednostki wewnętrznej03

Urządzenia typu woda-woda
Najbardziej efektywnymi urządzeniami wśród pomp ciepła są rozwiązania typu woda-woda. Ze względu na występującą niekiedy nie najlepszą jakość wody lub w przypadku korzystania z wody technologicznej o wysokiej temperaturze ale dużej agresywności i zanieczyszczeniu, stosuje się wymiennik pośredni, który należy okresowo czyścić. W takich przypadkach poleca się stosowanie pomp ze zintegrowanym obwodem pośrednim (wbudowanym dodatkowym wymiennikiem ciepła).

Pompy ciepła typu powietrze-woda
Pompami najtańszymi inwestycyjnie, bo niewymagającymi prac ziemnych, są urządzenia typu powietrze-woda, które mogą być instalowane na zewnątrz lub wewnątrz budynku. Największy w ofercie firmy CTA model z tej grupy ma moc 31 kW (P2/W35). Gdy zapotrzebowanie na ciepło jest mniejsze, można skorzystać z urządzenia typu monoblok Aeroheat CN. Składa się ono z dwóch jednostek: zewnętrznej i wewnętrznej. Firma CTA oferuje trzy modele o mocach: 5,6 / 7,7 / 9,0 kW przy parametrach (P2/W35). Dzięki zastosowaniu ekologicznego czynnika chłodniczego, jakim jest propan, stało się możliwe uzyskanie temperatur zasilania systemu grzewczego nawet do +70^oC. Jednocześnie uzyskano wysokie wartości współczynnika efektywności. Dla parametrów (P2/W35) wartość COP wynosi od 3,6 do 3,8. Jednostka wewnętrzna występuje w dwóch wersjach: Aqua Tower lub moduł hydrauliczny. W skład Aqua Tower wchodzą: zasobnik ciepłej wody użytkowej o pojemności 180 litrów, bufor o pojemności 60 litrów, pompa obiegowa układu grzewczego, naczynie wzbiorcze oraz niezbędna automatyka. Łatwość montażu tej opcji polega na tym, że do jednostki wewnętrznej podłącza się bezpośrednio układ c.o. oraz układ c.w.u. z cyrkulacją. Gdyby zbiorniki w modelu Aqua Tower okazały się niewystarczające, do dyspozycji jest wersja z modułem hydraulicznym. Składa się on z pompy obiegowej, naczynia wzbiorczego oraz sterownika. Moduł taki może zostać połączony z zasobnikiem c.w.u. i buforem o dowolnej pojemności, a prosty w obsłudze sterownik zapewnia niezawodne działanie całego systemu grzewczego. Wygodę użytkowania pomp ciepła CTA zwiększa dodatkowo system zdalnego sterowania. Za pośrednictwem Internetu bądź sieci GSM użytkownik ma możliwość monitorowania pracy pompy ciepła z dowolnego miejsca i w dowolnym czasie.

Piotr Kuligowski
Autor pracuje jako Product Manager w firmie Astat