Pompa ciepła split czy monoblok – porównanie

Pompy ciepła powietrze/woda występują w dwóch wariantach, split i monoblok. W obu rozwiązaniach pobierają one energię cieplną z powietrza zewnętrznego i przekazują do instalacji grzewczej. Różnice wynikają natomiast z samej budowy tych urządzeń – przekłada się to na parametry pracy i komfort użytkowania. W poniższym wpisie omawiam te różnice oraz porównuję wady i zalety obu rozwiązań.

Powietrze zewnętrzne jest bardzo dobrym nośnikiem energii cieplnej, z tego względu pompy ciepła powietrze/woda cieszą się największym zainteresowaniem – nie ma konieczności wykonywania dolnego źródła w postaci sond pionowych lub kolektora gruntowego. W ofercie producentów możemy znaleźć powietrzne pompy ciepła w rozwiązaniu split lub monoblok. To jedna i ta sama pompa, jednak różnica tkwi w konstrukcji jednostek.

Zasada działania pompy ciepła

Pompa ciepła przekazuje do instalacji grzewczej energię cieplną zmagazynowaną w ziemi, wodzie lub w powietrzu. Dlatego określenie „dom ogrzewany pompą ciepła” nie do końca jest trafne, bo głównym zadaniem nie jest produkcja, a przenoszenie energii cieplnej. Przeważającą część ciepłą do ogrzewania pobiera ona z otoczenia budynku, nazywanego źródłem dolnym. Ciepło następnie jest przekazywane do instalacji grzewczej domu, która nazywana jest źródłem górnym.

Podniesienie temperatury wody od kilku-kilkunastu stopniu Celsjusza do temperatury szczytowej 50-60 °C jest możliwe, dzięki zastosowaniu przemian termodynamicznych w układzie chłodniczym. Taki układ składa się z czterech elementów, parownika, sprężarki, skraplacza i zaworu rozprężnego. Na rynku istnieje wiele rozwiązań pomp ciepła, jednak zasada ich działania jest taka sama.

Do parownika dostarczana jest energia z dolnego źródła (75%), następuje odparowanie czynnika chłodniczego, następnie czynnik w postaci gazowej jest sprężany przez sprężarkę (z udziałem energii elektrycznej 25%), przez co zwiększona jest jego temperatura. W skraplaczu następuje przekazanie energii do instalacji grzewczej (75% z dolnego źródła, 25% z energii elektrycznej, która została zużyta w procesie sprężania).

Rys. 1. Schemat obiegu chłodniczego w pompie ciepła

W skraplaczu dodatkowo następuje zmiana stanu skupienia czynnika chłodniczego – z fazy gazowej w ciecz. Kolejnym elementem układu chłodniczego jest zawór rozprężny, który obniża ciśnienie czynnika chłodniczego, w celu obniżenia jego temperatury  – by umożliwić odbiór ciepła z dolnego źródła ciepła. Proces powtarza się do momentu osiągnięcia zadanej temperatury na instalacji grzewczej. 

Pompy ciepła typu split

Najwyższy udział w segmencie powietrznych pomp ciepła mają rozwiązania split, to standardowy model składający się z dwóch rozdzielonych ze sobą jednostek, zewnętrznej i wewnętrznej. W jednostce zewnętrznej znajduje się wentylator, parownik – czyli wymiennik ciepła powietrze zewnętrze/freon oraz sprężarka. Jednostka wewnętrzna (hydroboks) składa się natomiast ze skraplacza, czyli wymiennika ciepła freon/woda oraz pompy obiegowej, która tłoczy wodę grzewczą do instalacji odbiorczej.

Jednostka wewnętrzna może występować w wersji ze zintegrowanym zasobnikiem cwu. np. 220 litrów lub rozdzielnie. Połączenie między jednostką zewnętrzną a wewnętrzną pompy ciepła wykonane jest przewodami czynnika chłodniczego (np. 3/8” i 5/8”).

Zdj. 1. Pompa ciepła w wersji split – wariant z rozdzielonym zasobnikiem c.w.u.

Aby zapewnić komfort akustyczny, jednostka zewnętrzna pompy ciepła split nie powinna być instalowana w narożnikach pomieszczeń ani we wnętrzach – może to prowadzić do odbijania się dźwięków i wyższego obciążenia hałasem. Z tego powodu należy też unikać bezpośredniego nadmuchu na ściany domu bądź garażu.

Z pewnością nie powinniśmy instalować takich jednostek pod oknami sypialni. Wielu producentów pomp ciepła może się pochwalić niską akustyką jednostki zewnętrznej, np. poprzez wyposażenie jej w standardzie w obudowy wyciszające i tłumiące drgania. Jeśli jednostka zewnętrza będzie zainstalowana w otoczeniu sąsiedniej zabudowy mieszkaniowej, warto kwestii hałasu poświęcić szczególną uwagę.

Montaż pompy ciepła split zgodnie z Dyrektywą Unijną [1] musi być realizowany przez wykonawcę, legitymującego się uprawnieniami F-gazowymi. Tymczasem wielu inwestorów nie zdaje sobie sprawy, że pompy split o mocy powyżej 10 kW wymagają założenia tzw. karty produktu i regularnych kontroli szczelności, które musi wykonać certyfikowany instalator. Coroczną kontrolę szczelności przeprowadza się w urządzeniu typu split jeśli waga czynnika chłodniczego przekracza 3 kg czynnika.

Pompy ciepła typu monoblok

W pompach ciepła typu monoblok kompletny układ chłodniczy zabudowany jest w jednostce zewnętrznej. W takiej obudowie znajduje się wyłącznie moduł hydrauliczny zasilający instalację grzewczą. To rozwiązanie, ze względu na niewielkie rozmiary urządzeń, gwarantuje dużą oszczędność przestrzeni. Nośnikiem energii między instalacją a monoblokiem jest woda, takie połączenie musi zostać wykonane w osłonie termoizolacyjnej – o wadach takiego rozwiązania piszę w dalszej części artykułu.

Dzięki zwartej obudowie, pompy ciepła monoblok osiągają nieznacznie wyższą sprawność grzewczą w porównaniu do modeli split. To urządzenia duże, estetyczne, zaizolowane termicznie i akustycznie – więc cichsze podczas pracy. Przez to są droższe w produkcji i droższe w zakupie dla inwestora – ale wygodniejsze w montażu i tańsze w eksploatacji. Z racji, że nie wykonuje się tutaj procedury napełniania pompy czynnikiem chłodniczym (jest on fabrycznie napełniony) – pompa nie podlega restrykcjom ze strony F-gazów.

Zdj. 2. Pompa ciepła w wersji monoblok – widok jednostki zewnętrznej z kompletnym układem chłodniczym

Porównanie split i monoblok

Pompy ciepła split i monoblok to tak naprawdę dwa takie same urządzenia, sama różnica polega natomiast na budowie pompy ciepła. Split jest urządzeniem rozdzielnym, wymaga miejsca na wykonanie jednostki wewnętrznej, zewnętrznej i połączenia freonowego. Natomiast wszystkie podzespoły monobloka znajdują się w jednym urządzeniu, to duża zaleta – cały układ chłodniczy wykonany jest w fabryce. Z kolei każda instalacja chłodnicza wykonana na miejscu obciążana jest większym ryzykiem ludzkiego błędu.

Dlatego montaż pomp ciepła typu split należy powierzyć firmom, posiadającym uprawnienia f-gazowe, posiadającymi odpowiedni sprzęt i duże doświadczenie w tej branży. W monoblokach nie ingerujemy w układ freonowy, natomiast między monoblokiem a instalacją grzewczą w budynku musimy wykonać izolowane połączenie wodne. Aby nie dopuść do zamarzania wody, połączenie hydrauliczne wykonuje się za pomocą preizolowanych rur wodnych. W celu ochrony przed mrozem, rury należy ułożyć ok. 20 cm poniżej miejscowej głębokości zamarzania.

Problem może się pojawić, gdy w sezonie grzewczym dojdzie do awarii pompy obiegowej, automatyki a nawet podczas dłuższej przerwy w przypadku braku prądu. W skrajnych sytuacjach może dojść do zamarznięcia wymiennika freon/woda powodując jego trwałe uszkodzenie. Dlatego producenci zalecają wykonanie awaryjnego zasilania elektrycznego dla podtrzymania pracy pompy ciepła. W przypadku dłuższych przerw podczas mrozów nie pozostanie nic innego jak spuszczenie wody z agregatu i przedmuchanie go sprzężonym powietrzem – zmusza to jednak inwestorów do wykonania zapasowego źródła ciepła w budynku na wypadek takich sytuacji (np. przez podłączenie do bufora ciepła kominka z płaszczem wodnym).

Innym rozwiązaniem jest napełnienie układu hydraulicznego roztworem niezamarzającym. Jednak i w takim rozwiązaniu zaczynają się schody (konieczność wykonania w instalacji dodatkowego wymiennika glikol/woda, spada COP pompy).

Za pompami ciepła typu split zdecydowanie przemawia cena i osobiste przekonanie inwestorów, że w przypadku braku dostaw energii elektrycznej, układ nie ulegnie uszkodzeniu na skutek zamarznięcia przewodów. Z kolei pompy ciepła typu monoblok, są bardziej kompaktowe, cichsze i wydajniejsze – jednak droższe w zakupie.


Powołania:

[1] https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/TXT/?uri=CELEX%3A32006R0842

Zdjęcia: www.Buderus.pl

Napisz komentarz
15
  1. Świetny opis coraz popularniejszych w Polsce urządzeń. Trafne uwagi dotyczące kompetencji ekipy montażowej! U mnie ekipa zastosowała przewód miedziany o większej średnicy i urządzenie działało na „pół gwizdka” – nie pomogły reklamacje i kilkakrotne wizyty serwisowe – instalator twierdził, że jak urządzenie nie grzeje, to znaczy że „tak ma”. Skończyło się na tym, że musiałem sam przejrzeć całą instalację i pokazać „palcem” gdzie tkwi błąd. Godzina pracy i urządzenie spełnia oczekiwania na 100%

  2. Ja przymierzam się do monobloka. Bez żadnego glikolu (za niewiele większy koszt kupię agregat prądotwórczy,który na dodatek przyda mi się w pracy) bez zakopywania przewodów poniżej strefy przemarzania.
    Monobloki jakie widziałem w UK jak i w Niemczech (jest ich tam większość) miały przewody na wierzchu, dobrze zaizolowane. Rury od splitów w porównaniu z nimi to śmiech na sali. Owszem, nie zamarzną,ale jakie dają straty? Polecam każdemu sprawdzić to laserowym miernikiem a szybko sami je czymś zaizolujecie.
    Dlaczego nie split? Trafiłem niedawno na artykuł w którym było napisane, że ponad 85% splitów w Polsce jest nieszczelnych i czasami jest to robione z premedytacją a czasami z braku wiedzy i doświadczenia. Skutek – spadek wydajności plus awarie sprężarki, która musi ciężej pracować.

    1. Wszystko byłoby, w Twoim rozumowaniu, ok. – ale nie uwzgledniłeś chyba polskich warunków energetycznych?! W sezonie zimowym nie mam prądu co najmniej raz na dwa tygodnie, a średnio raz na miesiąc przerwa trwa kilkanaście godzin…
      Co do statystyk… moje doświadczenie ich nie potwierdza: mam trzy, z czego przy jednej był problem z montażem, który opisałem wyżej. Poza tym działają bezawaryjnie: dwie kilkanaście lat bez jakiegokolwiek serwisu, ta pierwotnie źle zainstalowana od trzech lat. Żadnego uzupełniania czynnika nie było! Marki? Fujitsu i Daikin

      1. Ależ właśnie uwzględniam wszelkie warunki, więc dlaczego mam sobie odmawiać monobloka, bo ktoś ma problemy z prądem a ja nie? Dodatkowo mam sprzęt i wiedzę, by go sobie sam zainstalować a fachowiec będzie mi tylko potrzebny do pierwszego „odpalenie” zgodnie z warunkami gwarancji.
        Statystyki podało branżowe pismo instalatorów i raczej nie robiło tego by nakręcić sprzedaż monobloków, bo by sobie pracę odebrali.

    2. Witaj, agregat prądotwórczy jest bardzo dobrym rozwiązaniem. Ale dodam, ze przewody split również muszą być prowadzone w izolacji kauczukowej. W kwestii szczelności, lepiej dopłacić za rzetelnego i doświadczonego wykonawcę, niż później szukać przecieku na freonie, pozdrawiam!

      1. Tak, tylko że w wielu rejonach Polski, ciężko o DOŚWIADCZONEGO instalatora a fora są pełne opinii UŻYTKOWNIKÓW opisujących swoje problemy z ustawieniami, taktowaniem, brakiem izolacji itd itp.
        W moim rejonie zebrałem 7 ofert. Proponowano mi w nich PC PW 4ch firm ale… moc od 5ciu do 9kW. Każdy oferent udowadniał, że jego wizja jest właściwa, jedni np. mówili, że bufor konieczny, inni do takiej samej PC, że zbędny.
        I jak laik ma stwierdzić, kto ma rację?

        1. Witaj!
          Jest kilka powodów dla jakich stosuje się sprzęgło hydrauliczne/bufor.
          1) zbiornik buforowy stosuje się np. gdy w domu jest instalacja grzejnikowa i trzeba zwiększyć ilość wody w układzie. Pompa ciepła potrzebuje z reguły minimum 50L wody w obiegu grzewczym. Grzejniki rzadko gwarantują taką ilość tym bardziej gdy np, kilka termostatów się pozamyka. Tak więc przy układzie tylko grzejnikowym zawsze bufor/sprzęgło.
          2) Gdy mamy układ mieszany grzejniki i podłogówkę stosujemy bufor minimum 50L.
          Taki bufor spełnia funkcję jak powyżej ale oprócz tego umożliwia też rozdzielenie temperatur na grzejniki wyższej i podłogówkę niższej. Wspomaga też oczywiście odszranianie. Mniejsza pojemność wody nie jest zalecana – ponieważ kiedy wyłączy się ogrzewanie na grzejniki i na podłogówkę to będzie za mało wody w układzie.
          3) Bufor stosujemy też gdy chcemy rozdzielić obiegi grzewcze, czyli jak mamy w domu dwa lub więcej poziomów z podłogówką. Wtedy za buforem montuje się osobne pompy obiegowe, osobna pompa na każdy rozdzielacz. Dzięki temu możemy osobno sterować temperaturą np. na parterze i na poddaszu.
          4) Bufor może też być potrzebny przy dużych domach parterowych gdzie rurek od podłogówki jest bardzo dużo. Zazwyczaj jest to powyżej 200m2 podłogówki na jednym poziomie.
          Pozdrawiam!

        2. Nie wiem, kto ma rację, wiem, że często podawana moc urządzeń to „NAZWA WŁASNA” i niewiele ma wspólnego z mocą PC np: przy parametrze W-15/W55.

  3. Witam.Planujemy budowę domu 120m z uzytkowym Poddaszem. Zastanawiamy się nad sposobem ogrzewania.Interesuje nas pompa powietrzna,ale obawiam się o temperaturę. Lubię ciepło, a20stopni mnie trochę przeraża. Chcemy pompę do ogrzania domu i wody,ale ważne są rachunki za prąd. Co możesz mi zaproponować? Pozdrawiam

  4. Witam mam mieszkanie 60m kw.Ogrzewanie węglowe,wody w grzejnikach jakieś 30 l,taryfa G12. Chciałbym to połączyć z pompą ciepła powietrze-woda.Cz taka pompa się nada POMPA CIEPŁA PANASONIC 5 kW NOWA GENERACJA H AQUAREA WH-MDC05H3E5 MONOBLOK i jak to zmontować ,aby poprawnie działało.Pozdrawiam

    1. Witaj Robercie!
      Napisze Ci bardzo ogólnie – wykorzystaj bufor ciepła z dwiema wężownicami, do wężownicy górnej zasilanie z kotła węglowego, dolnej pompa ciepła. Nie wiem jak poradzi sobie pompa powietrze/woda grzaniu wysokim parametrem, przy jakiej temperaturze zewnętrznej pojawi się punkt biwalenty (wspomaganie grzałką elektr.), pozdrawiam!

  5. Stoimy właśnie przed wyborem pomy ciepła. No właśnie i na którą się zdecydować split czy monoblok? Która będzie lepsza?

    1. Witaj Edyto, osobiście jestem zwolennikiem pomp ciepła typu split, przekonują mnie niższe koszty inwestycyjne oraz duży wybór urządzeń w tym segmencie produktowym. Powyższy artykuł ma na celu przybliżyć czytelnikom różnice między pompami a monoblokami – mam nadzieje, że finalnie pomoże w podjęciu decyzji, pozdrawiam!

  6. Witam,
    czy w przypadku chęci zalania układu glikolem zawsze konieczne jest wykonanie w instalacji dodatkowego wymiennika glikol/woda??
    Czy nie można całego układu zalać glikolem bez dodatkowego wymiennika?

    Pozdrawiam

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *