Wprowadzenie: Elastyczność dzięki różnym trybom pracy

Pompy ciepła i ogólnie systemy grzewcze mogą być eksploatowane na różne sposoby, aby optymalnie spełniać wymagania. W tym artykule wyjaśniamy najważniejsze tryby pracy:

• Monowalentny: Pompa ciepła jako jedyne źródło ciepła
• Biwalentny: Pompa ciepła + drugie źródło ciepła
• Monoenergetyczny: Jeden nośnik energii, ewentualnie dwa źródła ciepła
• Hybrydowy: Inteligentne połączenie różnych systemów

Co oznaczają te terminy?

Terminy fachowe pochodzą z łaciny i opisują liczbę źródeł ciepła:

Termin	Znaczenie	Liczba źródeł ciepła
Monowalentny	"Jednowartościowy"	1
Biwalentny	"Dwuwartościowy"	2
Triwalentny	"Trójwartościowy"	3

"Wartość" opisuje liczbę różnych źródeł ciepła w systemie.

Tryb monowalentny

W trybie monowalentnym pompa ciepła jest jedynym źródłem ciepła. Pokrywa 100% zapotrzebowania na ciepło – nawet w najzimniejsze dni.

Wymagania

Aby tryb monowalentny działał, muszą być spełnione pewne warunki:

Wymaganie	Wyjaśnienie
Odpowiednia wielkość	Pompa ciepła musi pokrywać również szczytowe obciążenia
Dobrze izolowany budynek	Niskie zapotrzebowanie na ciepło
Niskotemperaturowy system grzewczy	Idealne ogrzewanie podłogowe
Odpowiednie źródło ciepła	Powietrze, ziemia lub woda gruntowa

Sposób działania

Temperatura zewnętrzna: -15°C do +20°C
         │
         ▼
    Pompa ciepła ──────► 100% zaopatrzenia w ciepło

Pompa ciepła działa przez cały rok i dostosowuje swoją moc do zapotrzebowania (technologia inwerterowa).

Zalety trybu monowalentnego

Eksploatacja z tylko jednym źródłem ciepła oferuje wyraźne zalety:

Zaleta	Wyjaśnienie
Prosty system	Tylko jedno źródło ciepła
Maksymalna wydajność	Brak przełączania między systemami
100% odnawialne	Z zieloną energią całkowicie bezemisyjne
Niska konserwacja	Tylko jeden system do konserwacji

Wady trybu monowalentnego

Prostota ma jednak swoje ograniczenia:

Wada	Wyjaśnienie
Wyższa inwestycja	Pompa ciepła musi być większa
Wydajność przy zimnie	Przy bardzo niskich temperaturach mniej wydajna
Wymagania budowlane	Nie nadaje się do każdego starego budynku

Kiedy jest to sensowne?

• Nowe budynki z dobrą izolacją
• Dobrze zmodernizowane budynki
• Budynki z ogrzewaniem podłogowym
• Pompy ciepła solanka-woda lub woda-woda (stabilne źródło ciepła)

Tryb biwalentny

W trybie biwalentnym pompa ciepła działa razem z drugim źródłem ciepła (np. kocioł gazowy lub olejowy, ogrzewanie elektryczne).

Dwie wersje

Biwalentny równoległy

Oba źródła ciepła działają jednocześnie, gdy zapotrzebowanie jest wysokie.

                    ┌── Pompa ciepła ──────┐
Wysokie zapotrzebowanie ──────►│                    ├──► Ogrzewanie
                    └── Dodatkowe ogrzewanie ───┘

Biwalentny alternatywny

Poniżej określonej temperatury (punkt biwalencji) drugie źródło ciepła przejmuje całkowicie.

Powyżej -5°C:    Pompa ciepła ──────────────► Ogrzewanie
Poniżej -5°C:   Dodatkowe ogrzewanie ───────────► Ogrzewanie
              (Pompa ciepła wyłączona)

Punkt biwalencji

Punkt biwalencji to temperatura zewnętrzna, przy której:

• Pompa ciepła osiąga swoją granicę wydajności
• Drugie źródło ciepła włącza się

Typowe wartości: -3°C do -8°C

Zalety trybu biwalentnego

Kombinacja dwóch źródeł ciepła oferuje specyficzne zalety:

Zaleta	Wyjaśnienie
Mniejsza pompa ciepła	Nie musi być wymiarowana na ekstremalne przypadki
Niższa inwestycja	Pompa ciepła tańsza
Elastyczność	Optymalna wydajność w zależności od warunków
Bezpieczeństwo zaopatrzenia	Zapasowe źródło

Wady trybu biwalentnego

Elastyczność przynosi jednak również wady:

Wada	Wyjaśnienie
Dwa systemy	Wyższe koszty konserwacji
Bardziej skomplikowana regulacja	Przełączanie musi działać
Paliwa kopalne	Przy gazie/oleju jako zapas nie jest neutralny dla CO2

Zalety i wady według wersji

Obie wersje trybu biwalentnego mają swoje specyficzne cechy:

Wersja	Zaleta	Wada
Biwalentny równoległy	Pompa ciepła działa dłużej (większa wydajność)	Oba systemy aktywne jednocześnie
Biwalentny alternatywny	Wyraźne rozdzielenie	Pompa ciepła wyłączana przy zimnie

Tryb monoenergetyczny

Nie mylić z monowalentnym!

Monoenergetyczny oznacza: Używany jest tylko jeden nośnik energii – nawet jeśli istnieje kilka źródeł ciepła.

Przykład

Energia słoneczna ──────┬──► Pompa ciepła
                 │
                 └──► Grzałka elektryczna

Oba źródła ciepła wykorzystują energię elektryczną – system jest biwalentny (dwa źródła ciepła), ale monoenergetyczny (jeden nośnik energii).

Zaleta

Z zieloną energią cały system może działać 100% neutralnie dla CO2!

Hybrydowe pompy ciepła

Hybrydowa pompa ciepła to inteligentne połączenie pompy ciepła i konwencjonalnego źródła ciepła.

Budowa

Często oba źródła ciepła są zintegrowane w jednej kompaktowej jednostce:

• Pompa ciepła (główna)
• Kocioł kondensacyjny lub ogrzewanie elektryczne (dodatkowe)
• Inteligentna regulacja (zintegrowana)

Sposób działania

Tryb hybrydowy automatycznie przełącza się między trybami:

W zależności od temperatury zewnętrznej i zapotrzebowania na ciepło system automatycznie wybiera optymalny tryb:

Sytuacja	Tryb pracy
Normalna (łagodna)	Tylko pompa ciepła
Zwiększone zapotrzebowanie	Oba równolegle
Ekstremalne zimno	Pompa ciepła + kocioł grzewczy
Bardzo ekstremalne zimno	Tylko kocioł grzewczy

Inteligentna regulacja decyduje

Regulacja automatycznie optymalizuje na podstawie:

• Temperatury zewnętrznej
• Aktualnego zapotrzebowania na ciepło
• Ekonomiczności (cena energii elektrycznej vs. gazu)
• Wydajności pompy ciepła

Zalety hybrydowej pompy ciepła

Inteligentne połączenie oferuje liczne zalety:

Zaleta	Wyjaśnienie
Optymalnie dopasowane	Komponenty idealnie do siebie pasują
Kompaktowe	Często jedno urządzenie zamiast dwóch
Inteligentne	Automatyczna optymalizacja
Ekonomiczne	Zawsze wykorzystuje najtańsze źródło ciepła
Przyszłościowe	Udział pompy ciepła można później zwiększyć

Wady hybrydowej pompy ciepła

Pomimo wielu pozytywnych cech istnieją również ograniczenia:

Wada	Wyjaśnienie
Nie 100% odnawialne	Przy gazie jako zapas paliwa kopalne
Bardziej skomplikowany system	Więcej komponentów
Zależność od producenta	Często tylko z określonymi kombinacjami

Kiedy jest to sensowne?

• Modernizacja istniejących budynków – istniejący kocioł jest uzupełniany
• Stare budynki z dużym zapotrzebowaniem na ciepło
• Okres przejściowy do całkowicie odnawialnego ogrzewania
• Gdy jest dostęp do gazu

Przegląd: Który tryb pracy dla kogo?

Poniższy przegląd pokazuje, który tryb pracy jest najbardziej odpowiedni dla jakiej sytuacji budowlanej:

Tryb pracy	Idealny dla	Nieodpowiedni dla
Monowalentny	Nowe budynki, zmodernizowane budynki	Nieodnowione stare budynki
Biwalentny równoległy	Stare budynki z umiarkowanym zapotrzebowaniem	—
Biwalentny alternatywny	Bardzo zimne regiony	Łagodne strefy klimatyczne
Hybrydowy	Modernizacje, istniejące budynki	Nowe budynki (przewymiarowane)

Pomoc w decyzji

Pytania orientacyjne

1. Jak dobrze jest izolowany budynek?

   • Dobrze → Monowalentny możliwy
   • Słabo → Biwalentny/hybrydowy sensowny

2. Jaki system grzewczy jest dostępny?

   • Ogrzewanie podłogowe → Monowalentny idealny
   • Stare grzejniki → Ewentualnie biwalentny

3. Czy jest dostęp do gazu?

   • Tak → Opcja hybrydowa do rozważenia
   • Nie → Zapas elektryczny lub monowalentny

4. Jak ważne jest 100% odnawialne?

   • Bardzo ważne → Monowalentny lub monoenergetyczny
   • Mniej ważne → Wszystkie opcje otwarte

Podsumowanie

Ciekawi więcej? → Typy pomp ciepła i zespół marzeń z instalacjami solarnymi

---

Cała seria artykułów „Pompy ciepła"

1. Anty-lodówka: Jak działa pompa ciepła? – Podstawy
2. Komponenty: Wymiennik ciepła, sprężarka i zawór rozprężny – Części
3. Wskaźniki i wymiarowanie pomp ciepła – COP, JAZ i więcej
4. Tryby pracy: Monowalentny, Biwalentny i Hybrydowy – Jesteś tutaj
5. Typy pomp ciepła i zespół marzeń z instalacjami solarnymi – Powietrze-woda, solanka-woda i solar

Źródła

• Heizung.de: Monowalentny, biwalentny – tryby pracy
• AroundHome: Hybrydowe ogrzewanie
• Vaillant: Monowalentny
• SBZ-Monteur: Hybrydowe ogrzewanie
• Enpal: Monowalentna pompa ciepła
• Grünes Haus: Biwalentna pompa ciepła
• Bosch: Hybrydowa pompa ciepła