Pompa ciepła na propan R290 – montaż, bezpieczeństwo i grzejniki

Czy pompa ciepła na propan pasuje do każdego domu?

Pompa wykorzystująca R290 może być dobrym wyborem zarówno do nowego budynku, jak i do modernizowanego domu. O powodzeniu inwestycji nie decyduje jednak sama nazwa czynnika. Urządzenie musi być dopasowane do projektowego obciążenia cieplnego, instalacji odbiorczej i temperatury wymaganej podczas najzimniejszych dni.

Jedną z ważnych cech współczesnych urządzeń R290 jest możliwość uzyskania wysokiej temperatury wody. W zależności od modelu maksymalna temperatura zasilania wynosi około 65-75°C. Wartość ta obowiązuje jednak tylko w określonych warunkach. Nie każda pompa na propan osiągnie 75°C przy silnym mrozie, a praca z tak wysoką temperaturą nie musi być ekonomiczna.

Przykładowo dla pompy Viessmann Vitocal 250-A producent deklaruje temperaturę zasilania do 70°C przy temperaturze zewnętrznej do -10°C. To parametr konkretnej serii i określonej koperty pracy, a nie reguła dotycząca wszystkich urządzeń R290. W dokumentacji trzeba osobno sprawdzić, jaką moc grzewczą i temperaturę zasilania zapewnia wybrany wariant przy temperaturze obliczeniowej właściwej dla lokalizacji domu.

Pompa na propan nie naprawi niedowymiarowanych grzejników, niewłaściwych przepływów ani dużych strat ciepła. Jeżeli budynek wymaga stałego zasilania na poziomie 65-70°C, urządzenie może technicznie zapewnić ogrzewanie, ale zużycie energii elektrycznej będzie zwykle wyższe niż przy instalacji pracującej w zakresie 35-55°C.

Czym jest R290 i skąd dwie wartości GWP?

R290 to propan stosowany jako czynnik chłodniczy. W zamkniętym obiegu przepływa między parownikiem, sprężarką, skraplaczem i zaworem rozprężnym. Nie jest spalany i nie służy jako paliwo dla pompy. Energia elektryczna zasila sprężarkę, pompy obiegowe, automatykę i pozostałe podzespoły urządzenia.

R290 przeznaczony do chłodnictwa musi mieć odpowiednią czystość. Nie wolno napełniać pompy propanem z butli do grilla, kuchenki ani instalacji LPG. Urządzenie jest zaprojektowane dla konkretnego czynnika i dokładnie określonej jego masy. Ilość propanu zależy od konstrukcji i mocy pompy. Przykładowy wariant Bosch Compress 5800i AW 4 zawiera według producenta 0,95 kg R290, ale nie jest to uniwersalna wartość dla innych modeli.

R290 zalicza się do czynników naturalnych i nie zawiera chloru ani fluoru. W dokumentacji technicznej można jednak spotkać dwie różne wartości jego współczynnika GWP. Według aktualnej metodologii stosowanej w regulacjach unijnych, opartej na IPCC AR6, GWP100 dla R290 wynosi 0,02. W starszych materiałach i kartach produktowych często występuje wartość GWP równa 3.

Nie oznacza to, że istnieją dwie odmiany propanu chłodniczego o innym wpływie na klimat. Rozbieżność wynika ze zmiany metodologii obliczeń. Obie wartości odnoszą się do R290, a starszej liczby nie należy automatycznie uznawać za pomyłkę w dokumentacji.

Niski współczynnik GWP nie oznacza braku wymagań bezpieczeństwa. Zgodnie z klasyfikacją ISO 817 R290 należy do klasy A3. Litera A oznacza niższą toksyczność, natomiast cyfra 3 wskazuje na wysoką palność. Prawidłowo zaprojektowana i zamontowana pompa nie jest z tego powodu urządzeniem niebezpiecznym, ale palność czynnika wpływa na sposób ustawienia jednostki, wymagania serwisowe i zakaz obecności źródeł zapłonu w wyznaczonej strefie.

Jak bezpiecznie ustawić jednostkę zewnętrzną?

W domowych pompach powietrze-woda R290 najczęściej stosuje się konstrukcję monoblokową lub hydrosplit. Fabrycznie wykonany obieg chłodniczy znajduje się w jednostce zewnętrznej, a do budynku prowadzone są przewody instalacji wodnej. Dzięki temu podczas standardowego montażu nie trzeba prowadzić przez ścianę rur wypełnionych propanem.

Producent wyznacza wokół jednostki strefę ochronną. Jej zadaniem jest ograniczenie ryzyka, że w razie awaryjnego wycieku propan zgromadzi się w zagłębieniu, przedostanie do budynku albo zetknie ze źródłem zapłonu. Nie ma jednej odległości bezpieczeństwa właściwej dla wszystkich pomp R290. Wielkość i kształt strefy zależą między innymi od konstrukcji urządzenia, ilości czynnika oraz sposobu ustawienia jednostki przy ścianie, w narożniku lub na otwartej przestrzeni.

Propan jest cięższy od powietrza, dlatego szczególnie niekorzystne są miejsca, w których gaz mógłby gromadzić się przy podłożu. W strefie wskazanej w instrukcji zwykle nie powinny znajdować się:

• otwierane okna i drzwi, szczególnie prowadzące do piwnicy,
• czerpnie powietrza oraz nawiewy wentylacji,
• studzienki, wpusty i odpływy prowadzące do kanalizacji,
• schody do piwnicy, szyby i obniżenia terenu,
• gniazda, przełączniki i inne potencjalne źródła zapłonu, jeżeli instrukcja wyklucza ich obecność,
• elementy ograniczające swobodną wentylację przestrzeni wokół urządzenia.

Lokalizację trzeba zatwierdzić przed wykonaniem fundamentu, przepustów i podłączeń. Częstym błędem jest przygotowanie betonowej płyty na podstawie orientacyjnych wymiarów, a dopiero później wybór modelu. Po sprawdzeniu instrukcji może się okazać, że jednostka stoi zbyt blisko okna piwnicznego, studzienki lub wejścia do domu. Przeniesienie fundamentu i instalacji jest wtedy kosztowne.

Przy wyborze miejsca należy równocześnie uwzględnić swobodny przepływ powietrza, odprowadzanie wody z odszraniania oraz hałas. Wentylatora nie powinno się kierować w ciasne przejście ani w miejsce, w którym dźwięk będzie odbijał się między ścianami. Zasady oceny akustycznej omawia osobny poradnik: czy pompa ciepła hałasuje.

Co zrobić przy podejrzeniu wycieku?

Nie należy uruchamiać pompy, używać otwartego ognia ani obsługiwać w pobliżu urządzeń, które mogą wytworzyć iskrę. Trzeba zabezpieczyć miejsce i wezwać autoryzowany serwis. Nie wolno samodzielnie rozszczelniać, lutować, przenosić ani napełniać obiegu chłodniczego. Zmiana miejsca ustawienia jednostki również wymaga ponownej oceny strefy ochronnej.

Czy R290 nadaje się do starego domu i grzejników?

Pompa R290 może współpracować ze starą instalacją grzejnikową, jeżeli odbiorniki zapewniają odpowiednią moc przy możliwie niskiej temperaturze wody. W modernizowanych domach warto sprawdzić przede wszystkim zakres około 45-55°C. Im częściej pompa musi podgrzewać wodę do 60-70°C, tym niższa jest zwykle jej sprawność.

Temperatura ustawiona obecnie na kotle nie wystarcza do oceny instalacji. Stary kocioł mógł pracować bez regulacji pogodowej, a temperatura 70°C mogła być ustawiona na cały sezon mimo tego, że przez większość czasu wystarczyłoby 50°C. Zdarza się również, że duże grzejniki żeliwne dobrze radzą sobie po obniżeniu parametrów, podczas gdy małe grzejniki płytowe dobrane do wysokiej temperatury kotłowej wymagają wymiany.

Punktem wyjścia powinno być obliczenie projektowego obciążenia cieplnego całego budynku oraz poszczególnych pomieszczeń. Następnie trzeba sprawdzić moc każdego grzejnika przy planowanych parametrach, na przykład 50/40/20°C. Oznaczają one odpowiednio temperaturę zasilania, temperaturę powrotu i temperaturę w pomieszczeniu. Moc podana w katalogu dla parametrów 75/65/20°C będzie po obniżeniu temperatury wody znacznie mniejsza.

Jeżeli niedobór mocy dotyczy jednego lub dwóch pomieszczeń, korzystniejsza może być wymiana konkretnych grzejników zamiast podnoszenia temperatury w całej instalacji. Można też rozważyć odbiorniki niskotemperaturowe, klimakonwektory lub fragment ogrzewania podłogowego. W budynku o dużych stratach ciepła pierwszym etapem powinna być natomiast ocena możliwości ocieplenia stropu, dachu albo ścian.

Możliwość uzyskania 70°C warto traktować jako pomoc podczas dużego mrozu, przygotowania ciepłej wody lub pracy z trudniejszą instalacją. Nie powinna zastępować modernizacji, jeśli cały dom przez większą część zimy wymaga tak wysokiej temperatury.

Monoblok R290 a ryzyko zamarznięcia

W monobloku obieg chłodniczy pozostaje fabrycznie zamknięty w jednostce zewnętrznej, lecz na zewnątrz budynku znajduje się również część obiegu wodnego. Podczas prawidłowej pracy automatyka może chronić instalację przed zamarznięciem. Problem pojawia się w razie długiego zaniku zasilania, awarii pompy obiegowej albo wyłączenia ogrzewania w nieużytkowanym domu.

Zamarznięcie wody może uszkodzić przewody lub wymiennik. Jest to kosztowna awaria, a producent może odmówić naprawy gwarancyjnej, jeśli zabezpieczenie wykonano niezgodnie z instrukcją. Samo zaizolowanie rur nie jest pełną ochroną, ponieważ izolacja jedynie spowalnia wychładzanie.

W zależności od projektu stosuje się krótkie i dobrze zaizolowane przewody, zasilanie awaryjne automatyki i pompy obiegowej, zawory przeciwzamrożeniowe albo roztwór glikolu w odpowiednio wydzielonym obiegu. Każde rozwiązanie ma ograniczenia. Glikol zwiększa opory przepływu i pogarsza właściwości cieplne medium. Zawory przeciwzamrożeniowe wymagają właściwego montażu, możliwości odprowadzenia wody oraz późniejszego uzupełnienia instalacji.

Nie należy dobierać ochrony tylko na podstawie ceny elementów. Projektant lub instalator powinien uwzględnić najniższą temperaturę zewnętrzną, długość przewodów, objętość instalacji, ryzyko przerw w dostawie energii, sposób użytkowania domu i wymagania producenta. Innego zabezpieczenia może wymagać stale zamieszkany budynek, a innego dom pozostawiany zimą bez nadzoru.

Jak porównywać pompy na propan?

Nie należy porównywać urządzeń wyłącznie na podstawie COP dla A7/W35. Taki punkt oznacza pracę przy temperaturze powietrza 7°C i zasilaniu wodą o temperaturze 35°C. Są to warunki znacznie łatwiejsze niż mróz i zasilanie instalacji grzejnikowej.

Do rzetelnej oceny potrzebne są co najmniej parametry dla A2/W35 i A-7/W35, dane dla W55, sezonowy współczynnik SCOP, moc grzewcza w temperaturze obliczeniowej oraz zakres modulacji. Trzeba też sprawdzić, czy przy mrozie urządzenie zachowuje wymaganą moc bez nadmiernego udziału grzałki elektrycznej.

Wpływ temperatury wody dobrze obrazuje konkretny przykład. Dla wariantu Bosch Compress 5800i AW 4 producent podaje SCOP 4,55 dla 35°C i 3,25 dla 55°C w klimacie umiarkowanym. Wyników tych nie można przenosić na inne pompy, ale pokazują one, że podwyższenie temperatury zasilania wiąże się z kosztem energetycznym.

Przy analizie ofert należy sprawdzić:

• moc grzewczą przy temperaturze zbliżonej do projektowej dla lokalizacji,
• pobór energii i udział grzałki elektrycznej podczas mrozu,
• SCOP dla 35°C oraz 55°C, jeżeli w domu pozostają grzejniki,
• maksymalną temperaturę zasilania przy ujemnej temperaturze zewnętrznej,
• minimalną moc modulacji w okresach przejściowych,
• poziom mocy akustycznej i dostępność trybu nocnego,
• wymagania dotyczące strefy ochronnej i odprowadzania skroplin,
• sposób zabezpieczenia zewnętrznej części hydrauliki przed zamarznięciem,
• dostępność autoryzowanego serwisu i części w regionie.

Na rynku dostępne są między innymi serie Vaillant aroTHERM plus, Viessmann Vitocal 250-A i 252-A, Bosch Compress 5800i AW i 6800i AW oraz Panasonic Aquarea generacji L. Są to przykłady rodzin wykorzystujących R290, a nie ranking urządzeń. Parametry należy porównywać dla konkretnego wariantu mocy. Modele należące do tej samej serii mogą różnić się kopertą pracy, ilością czynnika, głośnością i wymaganiami dotyczącymi ustawienia.

Tańsza oferta nie będzie korzystna, jeśli nie obejmuje obliczeń, projektu hydraulicznego, sprawdzenia strefy ochronnej, zabezpieczenia przed zamarznięciem lub wymaganego uruchomienia. Koszt późniejszego przeniesienia jednostki, wymiany grzejników albo naprawy uszkodzonego wymiennika może przewyższyć początkową różnicę w cenie.

Kiedy warto wybrać R290?

Pompa ciepła na propan jest mocnym kandydatem, gdy budynek można ogrzać wodą o temperaturze nieprzekraczającej około 55°C przez większość sezonu, na działce znajduje się odpowiednie miejsce dla jednostki, a w regionie działa serwis wybranej marki. W nowym domu z ogrzewaniem podłogowym wysoka temperatura maksymalna ma mniejsze znaczenie, ale zaletami pozostają bardzo niski GWP i zgodność z kierunkiem zmian przepisów.

Większej ostrożności wymaga ciasna działka, elewacja z oknami piwnicznymi, sąsiedztwo studzienek, schodów do piwnicy lub czerpni wentylacyjnych. Jeżeli strefa ochronna wybranego modelu nie mieści się w planowanym miejscu, nie należy jej samodzielnie zmniejszać. Rozwiązaniem może być inne ustawienie, inny wariant urządzenia albo wybór odmiennej technologii.

Kolejność przygotowania inwestycji krok po kroku

1. Zleć obliczenie obciążenia cieplnego. Wynik powinien określać zapotrzebowanie budynku przy temperaturze projektowej, a nie opierać się wyłącznie na powierzchni domu.
2. Sprawdź instalację odbiorczą. Policz moc grzejników przy temperaturze około 45-55°C, oceń przepływy i wskaż pomieszczenia wymagające większych odbiorników.
3. Wybierz konkretny wariant pompy. Dopiero karta danego modelu pokaże moc przy mrozie, kopertę pracy, temperaturę maksymalną, poziom hałasu i masę czynnika.
4. Nanieś strefę ochronną na plan działki. Zaznacz okna, drzwi, czerpnie, studzienki, odpływy, zagłębienia i możliwe źródła zapłonu.
5. Zatwierdź fundament i przepusty. Ich wykonanie powinno nastąpić dopiero po potwierdzeniu lokalizacji zgodnej z instrukcją wybranego modelu.
6. Zaprojektuj ochronę przed zamarzaniem. Uwzględnij przerwy w dostawie prądu, sposób użytkowania domu i warunki gwarancji.
7. Porównaj pracę w rzeczywistych warunkach. Odrzuć oferty pokazujące wyłącznie COP dla A7/W35 i nominalną moc bez danych dla mrozu.
8. Potwierdź zakres wykonawstwa i serwisu. Ustal odpowiedzialność za hydraulikę, elektrykę, automatykę, uruchomienie oraz ewentualne prace przy obiegu chłodniczym.

Co można zrobić samodzielnie, a co zlecić fachowcowi?

Inwestor może zebrać dane o budynku, zinwentaryzować grzejniki, odczytać wymiary działki i porównać karty techniczne. Można też sprawdzić, czy w pobliżu planowanego miejsca znajdują się okna, odpływy lub zagłębienia. Nie zastępuje to jednak projektu.

Specjalista jest potrzebny do obliczenia i doboru mocy, oceny grzejników oraz przepływów, wyznaczenia strefy ochronnej według instrukcji, zaprojektowania zabezpieczenia przeciwzamrożeniowego, wykonania zasilania elektrycznego i przeprowadzenia uruchomienia. Prace przy obiegu chłodniczym, takie jak rozszczelnianie, lutowanie, naprawa i zmiana ilości R290, może wykonywać wyłącznie odpowiednio przygotowany serwis.

Obecny brak typowego obowiązku certyfikatu F-gaz dla samego propanu nie oznacza, że układ może naprawiać osoba bez kwalifikacji do pracy z czynnikiem palnym. UDT wskazuje, że obowiązkowa krajowa certyfikacja obejmująca węglowodory zacznie obowiązywać po odpowiedniej nowelizacji polskich przepisów. W przypadku fabrycznie zamkniętego monobloku standardowy montaż hydrauliczny co do zasady nie wymaga otwierania obiegu chłodniczego.

R290 a nowe przepisy unijne

R290 jest zgodny z kierunkiem unijnych regulacji ograniczających stosowanie fluorowanych gazów cieplarnianych. Rozporządzenie (UE) 2024/573 stosuje się od 11 marca 2024 roku. Dla samodzielnych pomp ciepła o mocy do 12 kW od 1 stycznia 2027 roku przewidziano zakaz wprowadzania na rynek urządzeń zawierających F-gazy o GWP wynoszącym co najmniej 150.

Od 1 stycznia 2032 roku ograniczenie ma co do zasady objąć wszystkie samodzielne pompy do 12 kW zawierające F-gazy, z wyjątkami wynikającymi z wymagań bezpieczeństwa. Aktualne informacje i harmonogram ograniczeń publikuje Komisja Europejska w opisie przepisów F-gazowych.

Zmiany te dotyczą przede wszystkim wprowadzania nowych urządzeń na rynek. Nie oznaczają zakazu używania już zamontowanej pompy na R32 ani obowiązku jej wymiany w podanych terminach. R290 jest rozwiązaniem perspektywicznym pod względem regulacyjnym, ale nie gwarantuje automatycznie lepszej sprawności, dłuższej gwarancji ani łatwiejszego serwisowania. Te kwestie trzeba oceniać dla konkretnego urządzenia i wykonawcy.