Pompa ciepła KOŁTON Airkompakt to urządzenie typu powietrze-woda, które pobiera energię z powietrza atmosferycznego (dolne źródło) i przekazuje ją do instalacji ogrzewania lub ciepłej wody użytkowej (górne źródło). Zasada działania opiera się na obiegu czynnika chłodniczego, który w parowniku ogrzewa się i odparowuje pod niskim ciśnieniem, następnie jest sprężany przez kompresor do wyższego ciśnienia i temperatury, by w skraplaczu oddać ciepło do instalacji grzewczej, zmieniając stan skupienia na ciekły. Na koniec skroplony czynnik przepływa przez zawór rozprężny, gdzie spada jego ciśnienie, po czym wraca do parownika, cykl się powtarza. Ciepło uzyskane w tym procesie to suma energii pobranej z otoczenia i energii elektrycznej zużytej przez sprężarkę, co pozwala uzyskać kilka kilowatogodzin energii cieplnej z jednej kilowatogodziny energii elektrycznej. Taki sposób działania, bazujący na przenoszeniu energii, a nie jej wytwarzaniu wprost z paliwa, powoduje, że praca pompy ciepła jest inna niż w przypadku kotłów.

Czas pracy pompy ciepła a temperatura zewnętrzna

Zachowanie pompy ciepła, w tym długość jej cykli pracy, jest ściśle związane z temperaturą panującą na zewnątrz. Pompy ciepła KOŁTON AirAdapt pracują w zakresie temperatur powietrza zewnętrznego od -25°C do +35°C, a modele Airkompakt od -25°C do +40°C. Urządzenie reguluje swoją pracę, aby dostosować się do aktualnego zapotrzebowania na ciepło, które wzrasta wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej.

W okresie przejściowym, gdy temperatura zewnętrzna oscyluje wokół 0°C lub jest dodatnia, pompa ciepła może pracować z przerwami, dostarczając wymaganą ilość ciepła w krótszych cyklach. Jednak gdy temperatura spada znacznie poniżej zera, pompa ciepła może przechodzić w tryb pracy ciągłej lub realizować bardzo długie cykle. Jest to często zjawisko normalne i pożądane, ponieważ pozwala na utrzymanie stabilnej temperatury w budynku i efektywniejsze wykorzystanie energii pobranej z powietrza, nawet w trudnych warunkach. Długie cykle pracy przy niskich temperaturach zewnętrznych są charakterystyczne dla dobrze dobranych pomp ciepła, które maksymalizują pozyskiwanie darmowej energii z otoczenia.

System pompy ciepła pracuje w określonym zakresie temperatur zasilania i zewnętrznych, zwanym „kopertą pracy”. Długotrwała praca (powyżej 30 minut) poza tą kopertą może prowadzić do poważnego uszkodzenia sprężarki, wymagającego jej wymiany. Algorytm pracy realizowany przez sterownik odpowiada za utrzymanie pracy w bezpiecznym zakresie.

Co oznacza „Short-cycling” i jak mu zapobiegać?

Problem pojawia się, gdy pompa ciepła włącza się i wyłącza bardzo często, realizując krótkie cykle pracy. Zjawisko to, znane jako short-cycling, jest wysoce niepożądane. Każde uruchomienie sprężarki to moment zwiększonego obciążenia i zużycia prądu6. Częste starty prowadzą do przyspieszonego zużycia podzespołów, w szczególności sprężarki, a także obniżają ogólną efektywność energetyczną systemu [implied by explanation of short-cycling impact].

Główne przyczyny short-cyclingu to zazwyczaj:

• Niewłaściwy dobór mocy pompy ciepła do budynku: Przewymiarowane urządzenie szybko nagrzewa niewielki zład instalacji, po czym musi się wyłączyć.
• Brak lub zbyt mały bufor ciepła: Bufor pełni kluczową rolę w stabilizacji pracy systemu.
• Problemy z przepływem w instalacji: Niedostateczny przepływ może prowadzić do szybkiego wzrostu temperatury zasilania i wyłączania pompy.

 

Zapobieganie short-cyclingowi jest niezbędne dla trwałości i ekonomicznej pracy pompy ciepła.

Rola bufora ciepła i sterowania w optymalizacji pracy

Instalacja grzewcza budynku z pompą ciepła KOŁTON AirAdapt lub Airkompakt musi być wyposażona w bufor ciepła. Bufor pełni kilka kluczowych funkcji, które bezpośrednio wpływają na sposób pracy pompy ciepła:

1. Stabilizacja cykli pracy sprężarki: Bufor działa jak magazyn ciepła, pozwalając pompie ciepła na dłuższe, stabilne cykle pracy nawet przy niskim aktualnym zapotrzebowaniu budynku. Dzięki temu minimalizowany jest short-cycling. Minimalna pojemność bufora zapewnia minimalny czas pracy sprężarki wynoszący 10 minut.
2. Zład ciepła do odszraniania parownika: Bufor magazynuje ciepło niezbędne do przeprowadzenia procesu odszraniania parownika pompy ciepła, który jest kluczowy dla utrzymania jej sprawności w niskich temperaturach i przy wysokiej wilgotności powietrza.

 

Minimalne i zalecane pojemności buforów ciepła są ściśle określone dla poszczególnych modeli pomp ciepła KOŁTON AirAdapt i Airkompakt. Stosowanie buforów o pojemności równej lub większej od zalecanej jest szczególnie ważne w instalacjach z indywidualną regulacją temperatury w pomieszczeniach (np. termostaty pokojowe).

Sterowanie systemem odgrywa równie istotną rolę. Sterownik pompy ciepła KOŁTON (np. K600 dla AirAdapt) zarządza pracą urządzenia, monitorując temperatury w różnych punktach instalacji (bufor, CWU, zewnętrzna, zasilanie/powrót). Ustawienia takie jak histereza bufora czy histereza CWU wpływają na to, przy jakiej różnicy temperatur pompa ciepła włączy się lub wyłączy, co ma bezpośredni wpływ na długość cykli pracy.

Kluczowe jest również zapewnienie odpowiedniego przepływu wody przez skraplacz pompy ciepła. Zbyt mały przepływ zwiększa opory i może prowadzić do problemów z pracą, w tym do częstego wyłączania pompy. Rekomendowane są określone średnice wewnętrzne rur instalacji hydraulicznej, aby zminimalizować opory przepływu. Minimalne wartości przepływów i średnic są podane w instrukcji dla każdego modelu. Długość rur i liczba kolan również wpływają na opory. Pompy obiegowe sterowane sygnałem PWM, dostarczane w komplecie z pompami Airkompakt, zapewniają odpowiedni przepływ. Ważne jest prawidłowe ustawienie prędkości obrotowej pompy obiegowej poprzez kalibrację oraz jej poprawny montaż z wałem silnika w pozycji poziomej.

Krzywa grzewcza i jej wpływ na pracę pompy

Jednym z najważniejszych narzędzi optymalizacji pracy pompy ciepła jest krzywa grzewcza. Ustawienie krzywej grzewczej w sterowniku pozwala pompie ciepła automatycznie dostosowywać wymaganą temperaturę zasilania instalacji grzewczej do aktualnej temperatury zewnętrznej. W niskich temperaturach zewnętrznych sterownik ustawi wyższą temperaturę zasilania, a w wyższych temperaturach zewnętrznych – niższą [implied by heating curve function].

Prawidłowo ustawiona krzywa grzewcza sprawia, że pompa ciepła pracuje z minimalną, ale wystarczającą dla komfortu cieplnego temperaturą zasilania. Zapobiega to przegrzewaniu budynku i nadmiernemu taktowania urządzenia. Zamiast utrzymywać stałą wysoką temperaturę w buforze, która może być niepotrzebna przy wyższych temperaturach zewnętrznych, system płynnie reguluje pracę, co przekłada się na wyższą efektywność (wyższy współczynnik COP) [implied by the correlation between lower supply temperature and higher COP in data tables, e.g., COP for A7/W55 vs A7/W35].

Zużycie prądu a tryb pracy

Kwestia zużycia prądu jest nierozerwalnie związana ze sposobem pracy pompy ciepła. Ciągła praca pompy ciepła, szczególnie przy niskich temperaturach zewnętrznych, niekoniecznie oznacza wysokie rachunki. Nowoczesne pompy ciepła, takie jak KOŁTON AirAdapt i Airkompakt, są zaprojektowane do pracy z modulowaną mocą, co pozwala im działać efektywnie w szerokim zakresie warunków.

Współczynnik COP (Coefficient of Performance) określa stosunek uzyskanej mocy cieplnej do pobranej mocy elektrycznej. Im wyższy COP, tym efektywniejsza praca urządzenia. Wartości COP różnią się w zależności od temperatury zewnętrznej i temperatury zasilania. Na przykład, COP jest zazwyczaj wyższy przy niższych temperaturach zasilania (np. dla ogrzewania podłogowego 35°C) niż przy wyższych (np. dla grzejników 55°C) [por. dane w tabelach dla 35°C i 55°C, np. 42, 92, 97, 102, 106, 111, 115, 120, 124, 129]. Ciągła praca ze stabilną, odpowiednio niską temperaturą zasilania (ustawioną np. przez krzywą grzewczą) może być bardziej efektywna energetycznie niż krótkie cykle z częstymi startami sprężarki.

Zużycie energii elektrycznej przez pompę ciepła zależy od wielu czynników, w tym od ocieplenia budynku, wielkości ogrzewanej powierzchni, nastaw temperatury wewnętrznej i zewnętrznej warunków klimatycznych. Roczne zużycie energii dla poszczególnych modeli pomp ciepła KOŁTON Airkompakt jest podane w dokumentacji produktu.

Warto pamiętać, że pompa ciepła zużywa energię elektryczną również w trybach innych niż aktywny, np. w trybie wyłączenia termostatu, czuwania czy włączonej grzałki karteru (której nie wolno wyłączać!).

Kiedy ciągła praca pompy ciepła może wskazywać na problem?

Chociaż długie cykle pracy są często normalne, pewne sygnały mogą wskazywać na potencjalny problem, który wymaga interwencji. Sterowniki pomp ciepła KOŁTON wyświetlają informacje i alarmy, które pomagają zdiagnozować usterki. Ciągła praca połączona z pojawianiem się komunikatów lub brakiem osiągnięcia zadanej temperatury może być symptomem [implied by problem descriptions].

Typowe problemy sygnalizowane przez system lub zaobserwowane przez użytkownika, które mogą objawiać się nieprawidłową, w tym nadmiernie długą lub nieefektywną ciągłą pracą, obejmują [na podstawie listy alarmów i informacji 71-84]:

• Problemy z przepływem: Brak lub niewystarczający przepływ medium w instalacji. Przyczyną mogą być błędy instalacyjne (zamknięte zawory, zły kierunek montażu pompy lub zaworu), uszkodzenie pompy obiegowej lub przepływomierza. Może to prowadzić do zadziałania presostatów wysokiego/niskiego ciśnienia lub alarmów o zbyt wysokiej/niskiej temperaturze zasilania.
• Niewystarczający odbiór ciepła/chłodu: Instalacja grzewcza/chłodnicza nie odbiera wystarczającej ilości energii z pompy ciepła. Może to wynikać z zbyt wysokiej temperatury zadanej, zbyt małej powierzchni wymiany wężownicy CWU, problemów z wymiennikiem pośrednim w trybie chłodzenia, lub problemów z samą instalacją (np. zapowietrzenie).
• Problemy z układem chłodniczym: Niskie przegrzanie, nieprawidłowe temperatury odparowania/skraplania, zacieki oleju lub brak gazu w wzierniku mogą wskazywać na nieszczelność lub inne problemy z obiegiem czynnika. Zbyt wysoka temperatura gazu sprężonego może sugerować pracę poza kopertą roboczą.
• Problemy elektryczne: Nieprawidłowe napięcie zasilania, zła kolejność faz, ich brak lub asymetria są sygnalizowane przez czujnik kontroli faz i uniemożliwiają pracę pompy. Uszkodzenie grzałki karteru może być również sygnalizowane.
• Uszkodzenia czujników: Błędy w odczytach czujników temperatury (bufora, CWU, zewnętrznego, zasilania/powrotu, propanu) mogą prowadzić do nieprawidłowej pracy i wyświetlania komunikatów.
• Problemy z odszranianiem: Nieudane odszranianie, sygnalizowane alarmem, może być spowodowane zbyt niską temperaturą zasilania podczas rozmrażania lub zbyt dużym przepływem powietrza przez parownik (np. silny wiatr). Osłonięcie pompy ciepła przed wiatrem może pomóc.

 

W przypadku zaobserwowania powyższych symptomów lub pojawienia się alarmów, zaleca się skontaktowanie z autoryzowanym serwisem producenta. Samodzielne próby naprawy, zwłaszcza w obrębie układu chłodniczego czy elektrycznego, są niebezpieczne i mogą prowadzić do utraty gwarancji [implied by safety warnings and warranty conditions].

Regularne przeglądy – klucz do sprawności i gwarancji

Aby zapewnić długotrwałą, bezpieczną i sprawną pracę pompy ciepła, konieczne jest wykonywanie regularnych przeglądów konserwacyjnych. Producent, firma „Kołton”, wymaga przeprowadzania takiego przeglądu minimum raz w roku przez swój autoryzowany serwis. Jest to usługa płatna zgodnie z cennikiem.

Coroczny odpłatny przegląd przez serwis producenta jest warunkiem obowiązywania 60-miesięcznej gwarancji. Pierwszy przegląd musi być zgłoszony nie później niż 12 miesięcy od daty pierwszego uruchomienia.

Podczas przeglądu serwisant wykonuje szereg czynności, w tym m.in. [na podstawie protokołów przeglądów 30-36, 140-147]:

• Sprawdzenie stanu filtrów cząstek stałych w systemie grzewczym.
• Czyszczenie wentylatora, tacy ociekowej i parownika z zanieczyszczeń.
• Sprawdzenie przepływu kondensatu do odpływu i stanu izolacji rury odpływowej.
• Sprawdzenie izolacji rur zasilającej i powrotnej pompy ciepła.
• Pomiar i weryfikacja parametrów pracy układu chłodniczego (przegrzanie, różnice temperatur, stan gazu w wzierniku, otwarcie zaworu rozprężnego).
• Sprawdzenie obecności zacieków oleju na instalacji chłodniczej.
• Weryfikacja parametrów dolnego i górnego źródła ciepła (temperatury, przepływ, ciśnienia).
• Sprawdzenie działania zabezpieczeń i czujników.

 

Regularne przeglądy pozwalają wykryć potencjalne problemy na wczesnym etapie, zanim doprowadzą do poważniejszych awarii i nieefektywnej pracy, co może objawiać się m.in. nieuzasadnioną ciągłą pracą urządzenia.

Podsumowując, ciągła praca pompy ciepła KOŁTON AirAdapt lub Airkompakt, zwłaszcza przy niskich temperaturach zewnętrznych, jest często normalnym i optymalnym trybem działania, świadczącym o dostosowaniu mocy do zapotrzebowania. Kluczową rolę w stabilizacji pracy odgrywa odpowiednio dobrany bufor ciepła i prawidłowe ustawienia sterownika, w tym krzywa grzewcza. Jeśli jednak masz wątpliwości co do pracy swojego urządzenia, obserwujesz niepokojące sygnały lub błędy na wyświetlaczu, skontaktuj się z autoryzowanym serwisem KOŁTON. Pamiętaj o corocznych przeglądach, które są gwarancją długiej i bezproblemowej eksploatacji Twojej pompy ciepła.