Układ kaskadowy pomp ciepła – jak działa regulacja kaskadowa i gdzie można ją stosować?

Z tekstu dowiesz się:

• jak funkcjonuje kaskadowy układ regulacji pomp ciepła oraz do jakich instalacji warto zastosować połączenie kaskadowe,
• jakie cechy posiada układ kaskadowy pomp ciepła.

Podczas doboru pompy ciepła należy uwzględnić zapotrzebowanie budynku na moc cieplną. Wynika to z prostej przyczyny – moc pompy nie może być zbyt duża, gdyż w okresie przejściowym, kiedy zapotrzebowanie jest mniejsze a temperatura na zewnątrz dodatnia, pompa o zbyt wysokiej mocy się nie sprawdzi. Będzie taktować, czyli włączać się na krótko i zaraz po tym wyłączać. Spowoduje to szybsze zużycie sprężarki i wyłączenie pompy przez zabezpieczenie, w celu uniknięcia awarii. W takim wypadku, kiedy potrzebujemy dużej mocy w sezonie grzewczym, a znacznie mniejszej poza nim, stosujemy dwie lub więcej pompy ciepła w układzie kaskadowym.

Kaskadowe pompy ciepła – jak działają i w jaki sposób warto je stosować?

Aby zrozumieć potrzebę instalacji układu kaskadowego, należy najpierw zapoznać się z jego sposobem działania. Polega on na tym, że dwie lub więcej pomp ciepła są połączone hydraulicznie i sterowane jednym układem regulacji kaskadowej. Uruchamia się on sukcesywnie w zależności od zapotrzebowania. Aby jeszcze lepiej wyjaśnić, jak działa kaskadowy układ regulacji, warto posłużyć się konkretnym przykładem, który dotyczy instalacji użytkowej o niezbyt dużej mocy.

Przykładowo, w pensjonacie o powierzchni 80 m2 znajduje się osiem pokoi dwuosobowych z łazienką. Aby ogrzać taki budynek, należy np. dobrać dwie pompy ciepła geoTHERM perform o mocy 40 kW. W przypadku małego (do 50%) obłożenia pracuje tylko jedna pompa ciepła. Jeżeli jest lato, działa wyłącznie na potrzeby podgrzewania wody użytkowej. Jeżeli natomiast występuje bardzo duże obłożenie w sezonie zimowym, wówczas obie pompy pracują z pełną mocą. Częstym rozwiązaniem jest także ustawienie, w którym np. dwie pompy pracują na ogrzewanie budynku, a trzecia wyłącznie na podgrzewanie wody użytkowej w zasobniku. Jak widać, stosowanie kilku maszyn pracujących w układzie kaskadowym daje elastyczność systemu i zapewnia dopasowanie do zapotrzebowania budynku i użytkowników.

Połączenie kaskadowe – czym charakteryzują się pompy w takim układzie?

Automatyka stosowana w kaskadowych systemach pomp ciepła pozwala na pracę nawet siedmiu tego typu urządzeń, co przy mocy największej pompy geoTHERM perform 77 kW sprawia, że ogrzewanie dużych obiektów takich jak hotele, centra handlowe czy obiekty produkcyjne nie stanowi żadnego problemu.

Ważną cechą pomp kaskadowych jest też bezpieczeństwo. W przypadku awarii jednej z pomp ciepła zawsze zostaje rezerwa mocy w postaci pozostałego urządzenia. Pozwala to na zabezpieczenie dostaw ciepłej wody albo zabezpieczenie instalacji w obiekcie przed zamarznięciem. Właśnie z tego powodu, nawet jeżeli dostępna jest pompa ciepła o mocy wystarczającej dla budynku, użytkownicy decydują się na kaskadę pomp o mniejszej mocy.

Przeczytaj też: Serwis pompy ciepła – przekonaj się, jakie to wygodne

Sterowanie kaskadowe odbywa się w celu zabezpieczenia równego czasu pracy wszystkich urządzeń. Przy każdym załączeniu systemu jako pierwsza uruchamia się kolejna w kolejności maszyna, a następne dopiero w miarę zapotrzebowania budynku na moc grzewczą.

Przy większych obiektach ogrzewanych pompami ciepła, kaskada pozwala na dopasowanie mocy instalacji do zapotrzebowania, ekonomiczną i efektywną pracę urządzeń i zabezpieczenie przed zamarznięciem czy brakiem ciepłej wody. Dzięki tym zaletom ta instalacja cieszy się powodzeniem i jest polecana do ogrzewania większych inwestycji.

Przeczytaj też:Ogrzewanie budynku wielorodzinnego – dlaczego warto zainwestować w pompę ciepła w bloku lub w kamienicy?