Podczas projektowania systemów energetycznych w budynkach, najczęściej priorytetem jest zapewnienie efektywnego ogrzewania oraz ciepłej wody użytkowej. Te dwa obszary odpowiadają za ponad 80% całkowitego zużycia energii w budynku. Reszta energii wykorzystywana jest na cele takie jak gotowanie, zasilanie urządzeń elektrycznych czy oświetlenie. Często jednak zapomina się o potrzebie chłodzenia, które latem może stanowić nawet 15% zapotrzebowania energetycznego budynku. Warto wiedzieć, że pompy ciepła, poza funkcją ogrzewania i dostarczania ciepłej wody, mogą również służyć do chłodzenia pomieszczeń.
Istnieją dwa podstawowe sposoby chłodzenia budynków za pomocą pompy ciepła: pasywne (naturalne) i aktywne.
Chłodzenie pasywne polega na wykorzystaniu chłodu z otoczenia, bez angażowania kompresora pompy ciepła. Jest to najbardziej ekonomiczna metoda, ponieważ wykorzystuje tylko pompę obiegową, która przepompowuje medium (np. wodę lub glikol) przez instalację budynkową oraz wymiennik gruntowy.
Ciepło z budynku jest przekazywane do gruntu, skąd z kolei pobierany jest chłód, który wraca do budynku. Chociaż ta metoda jest prosta i oszczędna, jej efektywność może być ograniczona przez temperaturę gruntu, która nie zawsze jest wystarczająco niska, aby skutecznie schłodzić budynek. Chłodzenie pasywne jest dostępne tylko w systemach solanka-woda.
Chłodzenie aktywne wykorzystuje pełny układ chłodniczy pompy ciepła, w tym sprężarkę. Choć jest to droższe rozwiązanie w porównaniu do chłodzenia pasywnego, to jest też znacznie bardziej efektywne i popularne, szczególnie w przypadku pomp ciepła powietrze-woda, które dominują na rynku.
System chłodniczy w pompie ciepła składa się z kilku kluczowych komponentów: parownika, sprężarki, skraplacza oraz zaworu rozprężnego. Dla pomp ciepła z funkcją chłodzenia dodatkowym elementem jest zawór czterodrogowy, który umożliwia zamianę ról skraplacza i parownika. Podczas procesu chłodzenia, wymiennik płytowy w jednostce wewnętrznej pełni rolę parownika, odbierając ciepło z budynku, podczas gdy wymiennik lamelowy w jednostce zewnętrznej działa jako skraplacz, oddając ciepło do otoczenia.
Warto zauważyć, że nie wszystkie pompy ciepła oferują funkcję chłodzenia. W niektórych modelach jest ona dostępna jako standardowa opcja, w innych może wymagać dodatkowego akcesorium, a w jeszcze innych nie jest dostępna wcale. Każda pompa ciepła, mimo podobnych komponentów, może różnić się funkcjonalnością w zależności od modelu i producenta.
Proces wyboru pompy ciepła z funkcją chłodzenia powinien rozpocząć się na etapie projektowania budynku. Wczesne uwzględnienie tej funkcji pozwala na wybór urządzenia, które w pełni spełni potrzeby inwestora oraz umożliwi właściwe zaprojektowanie instalacji hydraulicznej i systemu odbiorników. Dzięki temu można optymalnie dostosować system do specyfiki budynku.
Wszystkie urządzenia firmy Panasonic generacji H oraz J mają funkcję chłodzenia w standardzie. Oznacza to, że użytkownik nie musi kupować dodatkowych akcesoriów – urządzenie jest gotowe do pracy w trybie ogrzewania, przygotowywania ciepłej wody użytkowej oraz chłodzenia. Warto jednak pamiętać, że funkcja ta jest fabrycznie zablokowana i może być odblokowana wyłącznie przez akredytowanego instalatora, który oceni, czy instalacja jest przystosowana do tego, aby bezpiecznie i efektywnie realizować chłodzenie.
Wydajność chłodzenia pompy ciepła zależy w dużej mierze od temperatury zasilania, jaką system musi osiągnąć. Najczęściej budynki projektowane są na temperatury zasilania rzędu 7°C, choć w niektórych przypadkach mogą być to wartości wyższe, na przykład 14°C czy 18°C. Kluczowe jest dostosowanie temperatury zasilania do rodzaju instalacji znajdującej się w budynku, aby zapewnić efektywne działanie systemu.
Pompy ciepła Panasonic mogą rozpocząć proces chłodzenia już przy temperaturze zewnętrznej na poziomie 10°C, co jest szczególnie istotne dla budynków, które wymagają utrzymania niskich temperatur przez cały rok, takich jak winiarnie czy serwerownie. Urządzenia te mogą chłodzić budynek przy zewnętrznych temperaturach sięgających nawet 43°C, dostarczając temperaturę zasilania od 5°C do 20°C, w zależności od potrzeb.
Użytkownik ma do wyboru dwa podstawowe sposoby sterowania funkcją chłodzenia w pompie ciepła. Pierwszym z nich jest krzywa kompensacji, która działa podobnie do krzywej grzewczej w systemach ogrzewania. Można ustawić różne wartości temperatury zasilania dla różnych obiegów w budynku, co pozwala na optymalne zarządzanie komfortem cieplnym. Drugą opcją jest ustawienie prostej, gdzie niezależnie od temperatury zewnętrznej utrzymuje się stała, zadana temperatura na zasilaniu systemu chłodzenia.
Chłód w budynku może być rozprowadzany na różne sposoby, podobnie jak ciepło. Instalacje płaszczyznowe (podłogowe, sufitowe, ścienne) są efektywnym sposobem na równomierne rozprowadzenie chłodu, choć mają swoje ograniczenia – zbyt niska temperatura zasilania może powodować kondensację wilgoci, co ogranicza możliwość znacznego obniżenia temperatury w pomieszczeniu. Zaletą tego systemu jest to, że nie wymaga on dużych modyfikacji, jeśli funkcja chłodzenia została uwzględniona na etapie projektowania.
Inną opcją są klimakonwektory, które oferują większą elastyczność i skuteczność w chłodzeniu, nie mając takich ograniczeń jak instalacje płaszczyznowe. Klimakonwektory występują w różnych formach (przypodłogowe, ścienne, kanałowe, kasetonowe) i można je łatwo dopasować do estetyki pomieszczeń. Ich główną zaletą jest brak ograniczeń temperaturowych dzięki tacy skroplin, która zapobiega kondensacji wewnątrz urządzenia.
Trzecim rozwiązaniem jest chłodnica wodna zintegrowana z systemem wentylacji mechanicznej, zwykle stosowana w systemach z odzyskiem ciepła. Choć skuteczna, wymaga ona starannego doboru, aby zaspokoić zapotrzebowanie na chłód i uniknąć problemów z przepływem powietrza.
Chłodzenie za pomocą pompy ciepła może być realizowane na kilka sposobów, w zależności od preferencji użytkownika i specyfiki budynku. Kluczowe jest uwzględnienie tej funkcji już na etapie projektowania systemu, co pozwoli na wybór odpowiednich rozwiązań. Pompy ciepła powietrze-woda, które mają wbudowaną funkcję chłodzenia, eliminują potrzebę instalacji dodatkowych urządzeń klimatyzacyjnych. Dzięki szerokiemu wyborowi dostępnych technologii każdy inwestor może znaleźć rozwiązanie idealnie dopasowane do swoich potrzeb.