Punkt biwalentny pompy ciepła

Punkt biwalentny – jest to punkt odpowiadający temperaturze zewnętrznej np. -7°C, od którego pompa ciepła rozpoczyna współpracę z drugim źródłem ciepła, takim jak grzałka elektryczna lub kocioł gazowy. Rozpoczęcie tej współpracy wynika z tego, że pompa ciepła osiągnęła już 100% swoich możliwości grzewczych i jej moc jest niewystarczająca.

Punkt biwalentny pompy ciepła – jak go ustalić?

Ustalenie punktu biwalentnego wprowadzono po to, by zmniejszyć koszty inwestycyjne w pompę ciepła, zapewnić jej optymalny dobór oraz wyznaczyć wymaganą moc grzewczą dodatkowego źródła ciepła. Polska jest podzielona na pięć stref grzewczych i w każdej z nich wartość punktu biwalentnego jest inna.

Temperatury obliczeniowe w strefach klimatycznych Polski
Źródło: https://tiny.pl/dggst

Podział na strefy grzewcze informuje nas, że w zależności od lokalizacji naszego budynku, maksymalne zapotrzebowanie na ciepło będzie się różnić. Aby nie dobierać pompy ciepła na zapotrzebowanie maksymalne (które występuje bardzo rzadko), wprowadzono odpowiadający im punkt biwalentny. W tabeli poniżej zestawiono obliczeniowe temperatury zewnętrzne każdej ze stref grzewczych z zalecanymi wartościami punktu biwalentnego.

Zalecane punkty biwalentne dla powietrznych pomp ciepła
Źródło: https://tiny.pl/dxr5v

Tak więc jeżeli mieszkamy w III strefie to obliczeniowa temperatura zewnętrzna wynosi -20°C, a poprawnie dobrany punkt biwalentny powinien się zawierać w zakresie od -6°C do -9°C.

Dlaczego prawidłowe ustalenie punktu biwalentnego jest ważne?

Jeżeli mamy ustalone maksymalne zapotrzebowanie na ciepło w III strefie (czyli przy -20°C) na poziomie 10 kW to moc grzewcza w punkcie biwalentnym, np. -7°C wyniesie tylko 6,75 kW. Nie musimy więc wydawać pieniędzy na zakup pompy ciepła o mocy 10 kW tylko wystarczy nam pompa ciepłą o mocy 6,5-7 kW. Oszczędności będą na pewno rzędu kilku tysięcy złotych.

Drugą bardzo ważną kwestią jest to, że dni z temperaturami poniżej -7°C jest bardzo mało i można się spodziewać, że będzie coraz mniej, więc lepiej dopasować pompę ciepła do punktu biwalentnego, a na dni gdzie temperatura spadnie poniżej -7°C wykorzystać grzałkę elektryczną.

Trzecia, być może nawet najważniejsza sprawa jest taka, że pompa ciepła pracuje również przy temperaturach dodatnich i wtedy jej moc grzewcza będzie o wiele większa, mimo iż pompa ciepła może modulować swoją mocą. Następuje wtedy tzw. taktowanie pompy ciepła, czyli częste wyłączanie i włączanie się, co prowadzi do szybszego zużycia sprężarki, a nawet jej uszkodzenia.

Jak obliczyć punkt biwalentny pompy ciepła i moc grzewczą w tym punkcie?

Wiemy już jak dopasować punkt biwalentny i dlaczego on jest tak ważny, ale punkt biwalentny tworzą jednocześnie temperatura biwalentna i odpowiadająca jej moc grzewcza.

Aby wyznaczyć moc grzewczą z pomocą przyjdzie nam poniższy wykres.

Na osi X oznaczono temperaturę zewnętrzną, przy której powstają straty ciepła naszego budynku.
Na osi Y wymagana moc grzewcza, która jest w stanie te straty ciepła pokryć.

Dodatkowo na wykresie wprowadzono strefy grzewcze, by móc im przyporządkować punkty biwalentne w poszczególnych strefach.

Punkt biwalentny pompy – przykład doboru

Teraz, gdy mamy już wszystkie potrzebne dane, prześledźmy dobór na pewnym przykładzie.

Budujemy dom pod Krakowem czyli w III strefie – temperatura obliczeniowa -20°C. Projektant lub audytor energetyczny obliczył dla niego zapotrzebowanie na ciepło 10 kW. Rysujemy więc wykres zapotrzebowania na ciepło dla naszego domu (linia brązowa) łącząc dwa punkty +20 C i nasze zapotrzebowanie na ciepło w III strefie. Z tabeli wartości punktów biwalentnych wiemy, że dla tej strefy punkt biwalentny zawiera się między -6°C a -9°C, przyjmijmy maksymalny, czyli -9°C. Od osi X od wartości -9°C idziemy pionowo w górę aż do przecięcia z brązową linią, czyli linią strat ciepła, a następnie poziomo w lewą stronę do naszej strefy klimatycznej, czyli III i na niej odczytujemy wartość mocy grzewczej, jaka jest niezbędna by pokryć w 100% zapotrzebowanie na ciepło w punkcie biwalentnym. Nasz wynik to 7,25 kW.

Dobór pompy ciepła do punktu biwalentnego

Dobierając pompę ciepła, należy pamiętać, że moc grzewcza pompy ciepła, która jest podana w kartach katalogowych nie odpowiada mocy grzewczej punktu biwalentnego, a temperaturze zewnętrznej +7°C. Producenci jednak często podają moc grzewczą dla punktu A-7/W35 lub A-7/W55, czyli temperaturę zewnętrzną -7°C i temperaturę zasilania 35°C lub 55°C. W tym punkcie moc naszej pompy ciepła była wyliczona na 6,75 kW i w zależności od tego jaką mamy instalację c.o. i temperaturę zasilania dobieramy odpowiednią moc.

Więcej o doborze pompy ciepła przeczytasz w naszym artykule „Jak dobrać pompę ciepła? – 10 kroków wyboru pompy ciepła„.