Zabezpieczenia pompy ciepła: bezpiecznik, różnicówka, mróz i kradzież

Pompa ciepła potrzebuje kilku warstw ochrony: osobnego obwodu z wyłącznikiem nadprądowym dobranym do jej prądu, wyłącznika różnicowoprądowego odpowiedniego typu (przy pompach inwerterowych najczęściej typu B, 30 mA), przy zasilaniu trójfazowym ochrony przed zanikiem fazy, a w domach narażonych na burze ogranicznika przepięć. Do tego dochodzi ochrona hydrauliki przed zamarznięciem i jednostki zewnętrznej przed wodą, śniegiem i złodziejem. Poniżej opisujemy każdy z tych elementów tak, jak omawiamy je z inwestorami przed montażem. Wartości konkretnych zabezpieczeń zawsze bierzemy z karty katalogowej i instrukcji danego modelu.

Krótko mówiąc

• Bezpiecznik dobiera się do maksymalnego prądu pompy z karty katalogowej, do przekroju i długości przewodu oraz do liczby faz. Nie ma jednej wartości dla wszystkich pomp.
• Różnicówka: pompy z inwerterem mogą generować prądy upływu ze składową stałą, dlatego producenci zwykle wymagają RCD typu B o prądzie zadziałania nie większym niż 30 mA.
• Trzy fazy to dodatkowo ochrona sprężarki przed zanikiem i asymetrią faz: przekaźnik kontroli faz albo wyłącznik silnikowy.
• Przepięcia: ogranicznik przepięć (SPD) chroni elektronikę sterującą, najdroższy i najbardziej wrażliwy element pompy.
• Mróz i kradzież: monoblok wymaga ochrony obiegu wodnego przed zamarznięciem przy braku prądu, a jednostkę zewnętrzną warto zakotwić i objąć monitoringiem.

Spis treści

• Pełna lista zabezpieczeń w jednym miejscu
• Zabezpieczenia elektryczne: od czego zacząć
• Jaki bezpiecznik do pompy ciepła
• Jaka różnicówka do pompy ciepła
• Ochrona przed przepięciami
• Zabezpieczenie przed mrozem i awarią zasilania
• Deszcz, śnieg i ulewy
• Jak zabezpieczyć pompę ciepła przed kradzieżą
• Kto może wykonać zabezpieczenia
• Nasze zdanie: zabezpieczenia planuje się razem z pompą
• Pompa ciepła z montażem i kompletem zabezpieczeń
• Najczęstsze pytania
• Źródła

Pełna lista zabezpieczeń w jednym miejscu

Zanim przejdziemy do szczegółów, zestawienie wszystkiego, co powinno znaleźć się w dobrze wykonanej instalacji. Nie każdy dom potrzebuje każdej pozycji, ale każdą warto świadomie rozważyć z instalatorem.

Zabezpieczenia elektryczne: od czego zacząć

Podstawa jest prosta: pompa ciepła dostaje własny obwód w rozdzielnicy, a nie jest podpinana pod istniejące gniazda czy obwód kuchni. Producent osprzętu elektrycznego F&F zwraca uwagę, że typowy układ split wymaga oddzielnych obwodów dla sprężarki w jednostce zewnętrznej oraz dla grzałek w zasobniku c.w.u. lub buforze. To ważne, bo grzałka elektryczna potrafi pobierać kilka kilowatów i włącza się akurat wtedy, gdy sprężarka też pracuje pełną mocą, na przykład podczas mrozu albo cyklu dezynfekcji termicznej zasobnika.

W praktyce oznacza to zwykle dwa lub trzy obwody: sprężarka, grzałka (lub grzałki) oraz zasilanie modułu wewnętrznego i sterownika, jeśli producent tak przewiduje. Każdy z nich ma swój wyłącznik nadprądowy. Przy pompie trójfazowej każda używana faza musi być zabezpieczona, a wyłącznik powinien rozłączać wszystkie fazy jednocześnie.

Druga warstwa to ochrona silnika sprężarki. W sieci trójfazowej zanik jednej fazy albo silna asymetria napięć potrafią w krótkim czasie uszkodzić sprężarkę. F&F wskazuje tu przekaźnik kontroli faz, a Doepke dodaje, że przy pompach trójfazowych może być potrzebny wyłącznik silnikowy z ochroną przed zanikiem fazy. Część nowoczesnych pomp ma takie funkcje wbudowane w elektronikę, dlatego decyzję podejmuje się po lekturze instrukcji, a nie na zapas.

Jedna uwaga, która często pada przy domach z rozbudowanym smart home: sterowanie nie zastępuje zabezpieczeń. Doepke podkreśla, że automatyka może wykrywać nieprawidłowości, ale nie zastąpi wyłącznika nadprądowego, RCD ani ochrony silnika. Aplikacja powie Ci, że coś jest nie tak. Wyłącznik odetnie prąd, zanim stanie się szkoda.

Ostatni element tej części to rozłącznik izolacyjny przy jednostce zewnętrznej. Lista kontrolna FEEDS dotycząca bezpiecznej elektryfikacji zaleca zamykany rozłącznik izolacyjny przymocowany do budynku obok jednostki, kontrolę kolejności faz w układach trójfazowych oraz wodoszczelne połączenia elektryczne. Serwisant odłącza wtedy zasilanie na miejscu i ma pewność, że nikt nie załączy go w rozdzielnicy w trakcie pracy.

Jaki bezpiecznik do pompy ciepła

To najczęstsze pytanie i jednocześnie takie, na które uczciwa odpowiedź brzmi: ten, który wskazuje producent dla Twojego modelu. Wartość wyłącznika nadprądowego zależy od kilku rzeczy jednocześnie.

1. Maksymalny prąd roboczy pompy. Znajdziesz go w karcie katalogowej, często jako „maks. pobór prądu” lub „zalecane zabezpieczenie”. Ten drugi parametr to gotowa odpowiedź producenta.
2. Liczba faz. Ta sama moc grzewcza przy zasilaniu trójfazowym rozkłada się na trzy przewody, więc prąd na fazę jest mniejszy niż przy zasilaniu jednofazowym.
3. Przekrój i długość przewodu. Bezpiecznik chroni przewód, nie samo urządzenie. Jego wartość nie może przekraczać obciążalności przewodu, a ta zależy od sposobu ułożenia i długości trasy. Przy długiej linii do jednostki zewnętrznej przekrój dobiera się także pod dopuszczalny spadek napięcia.
4. Charakterystyka wyłącznika. Sprężarki mają prąd rozruchowy wyższy od roboczego. Producenci zwykle wskazują wyłączniki o charakterystyce C, które nie wybijają przy rozruchu. Pompy inwerterowe ruszają łagodnie, więc problem ten jest mniejszy niż przy starszych urządzeniach on/off.
5. Obwód grzałki. Grzałka ma swój osobny bezpiecznik, dobrany do jej mocy i liczby faz.

Typowe błędy przy doborze bezpiecznika

• Bezpiecznik za mały. Pompa wybija przy mrozie, gdy pracuje z pełną mocą, i dom zostaje bez ogrzewania w najgorszym możliwym momencie.
• Bezpiecznik większy niż obciążalność przewodu. Wyłącznik nie zadziała przy przeciążeniu, a przewód się przegrzewa. To błąd groźniejszy od poprzedniego.
• Wspólny obwód sprężarki i grzałki. Sumowanie się poborów prowadzi do zadziałania zabezpieczenia albo do przewymiarowania bezpiecznika ponad to, co zniesie przewód.
• Brak sprawdzenia mocy przyłączeniowej. Pompa, grzałka, płyta indukcyjna i ładowarka auta potrafią razem przekroczyć moc umowną i zabezpieczenie przedlicznikowe. Przy wymianie źródła ciepła sprawdzamy to na etapie projektu.

Jaka różnicówka do pompy ciepła

Wyłącznik różnicowoprądowy chroni ludzi przed porażeniem: porównuje prąd wpływający i wypływający z obwodu i rozłącza go, gdy część prądu „ucieka” do ziemi, na przykład przez uszkodzoną izolację albo przez człowieka. Jeśli chcesz zrozumieć zasadę od podstaw, dobrze wyjaśnia ją opis tego, jak działa wyłącznik różnicowoprądowy.

Przy pompie ciepła kluczowy jest typ różnicówki. Najpopularniejsze w domach wyłączniki typu AC i A reagują na prądy przemienne i pulsujące. Falowniki w pompach inwerterowych mogą jednak generować prądy upływu ze składową stałą, która potrafi „oślepić” zwykły wyłącznik. Dlatego w instrukcjach montażu pomp powietrze-woda spotyka się zalecenie uniwersalnego RCD typu B, czułego także na prądy stałe, o prądzie zadziałania nie większym niż 30 mA. Niektórzy producenci dopuszczają typ A lub F, jeśli elektronika pompy ogranicza składową stałą. Zasada jest jedna: typ RCD bierzesz z instrukcji Twojego urządzenia, a nie z przyzwyczajeń elektryka.

Kilka praktycznych uwag:

• Osobna różnicówka dla pompy ułatwia diagnostykę i sprawia, że zadziałanie zabezpieczenia w innym obwodzie domu nie wyłącza ogrzewania.
• Typ B jest droższy od typu A, często kilkukrotnie. To nadal niewielki koszt wobec ceny sprężarki i elektroniki.
• Kolejność w rozdzielnicy ma znaczenie. RCD typu B nie powinien być zasilany przez różnicówkę typu A lub AC, bo składowa stała może zakłócić działanie tej wyżej.
• Przycisk TEST naciskaj co kilka miesięcy. Jeśli wyłącznik nie zadziała, wymaga wymiany.

Ochrona przed przepięciami

Przepięcie od uderzenia pioruna w pobliżu albo od przełączeń w sieci rzadko niszczy sprężarkę. Najczęściej pada elektronika: płyta sterująca, moduł inwertera, sterownik pokojowy. To właśnie te części należą do najdroższych napraw, co opisujemy w tekście o tym, co może się zepsuć w pompie ciepła.

Skuteczna ochrona to zwykle układ kaskadowy:

1. SPD typu 1 lub 1+2 w rozdzielnicy głównej, szczególnie gdy dom ma instalację odgromową albo zasilanie z linii napowietrznej.
2. SPD typu 2 w rozdzielnicy, z której zasilana jest pompa, jeśli jest oddalona od głównej.
3. SPD typu 3 blisko wrażliwego sterownika, gdy przewody są długie.

Sam ogranicznik też trzeba zabezpieczyć przed skutkami własnego uszkodzenia. Służy do tego dedykowany rozłącznik bezpiecznikowy do ograniczników przepięć, który odłącza zużyty ogranicznik, nie przerywając zasilania domu.

Warto pamiętać, że skuteczność SPD zależy od wykonania: od krótkich połączeń do szyny uziemiającej, od koordynacji stopni ochrony i od tego, czy chronione są także przewody sygnałowe. Przy pompach typu split i monoblok między jednostką zewnętrzną a modułem wewnętrznym biegnie kabel komunikacyjny, a przy długich trasach przepięcie potrafi wejść właśnie nim. Jeśli masz fotowoltaikę, ochrona przepięciowa po stronie DC i AC falownika to osobny temat, ale warto zaprojektować ją razem z ochroną pompy.

Zabezpieczenie przed mrozem i awarią zasilania

Największe ryzyko dotyczy monobloków, w których woda z instalacji grzewczej płynie przez wymiennik w jednostce stojącej na zewnątrz. Dopóki pompa pracuje, automatyka pilnuje temperatury. Problem pojawia się przy dłuższym braku prądu w mroźną noc: woda stoi w wymienniku i rurach na zewnątrz, a zamarznięcie może rozsadzić wymiennik.

Sposoby ochrony, od najprostszych:

• Wbudowana funkcja ochrony przed zamarzaniem. Sterowniki uruchamiają pompę obiegową, a w razie potrzeby sprężarkę lub grzałkę, gdy temperatura wody spada. Działa tylko przy zasilaniu, a jej zakres bywa ograniczony, co producenci zaznaczają w instrukcjach.
• Zawory antyzamrożeniowe. Mechaniczne zawory na rurach przy jednostce zewnętrznej same spuszczają wodę, gdy jej temperatura spada w pobliżu zera. Nie potrzebują prądu, ale po zadziałaniu trzeba uzupełnić instalację.
• Zawór spustowy pozwalający ręcznie opróżnić odcinek zewnętrzny przed dłuższym wyłączeniem.
• Glikol w obiegu. Skuteczny, ale obniża sprawność wymiany ciepła i wymaga wymiennika oddzielającego obieg pompy od instalacji w domu.
• Zasilanie awaryjne. Magazyn energii z funkcją backup może podtrzymać pracę pompy obiegowej i sterownika podczas przerwy w dostawie prądu.

Pompy typu split mają tu przewagę: na zewnątrz krąży czynnik chłodniczy, a woda pozostaje w budynku. Przy pompach gruntowych cała hydraulika stoi w domu, a dolne źródło wypełnia płyn niezamarzający, więc problem praktycznie nie występuje.

Zima to także szron na parowniku. Normalnym zjawiskiem jest cykliczne odszranianie, a o tym, kiedy jest go za dużo, piszemy w poradniku o tym, jak działa odszranianie pompy ciepła. Przed sezonem sprawdź też, czy woda z odszraniania ma gdzie odpłynąć. Zamarznięta pod jednostką tworzy lód, który z czasem blokuje odpływ i dociera do wentylatora.

Deszcz, śnieg i ulewy

Jednostka zewnętrzna jest przystosowana do pracy na zewnątrz, ale jej otoczenie trzeba przygotować:

• Podstawa lub konsola podnosząca urządzenie ponad poziom śniegu i stojącej wody.
• Odpływ skroplin do gruntu poniżej strefy przemarzania lub do kanalizacji deszczowej, nie na chodnik.
• Teren nachylony od urządzenia, żeby przy ulewie woda nie zbierała się pod jednostką.
• Daszek tylko taki, który nie ogranicza przepływu powietrza. Zbyt szczelna obudowa obniża sprawność i nasila recyrkulację zimnego powietrza.
• Wodoszczelne dławiki i puszki przy przyłączach elektrycznych.

Przy wyborze miejsca bierzemy pod uwagę także sąsiadów, bo jednostka nie może stać tam, gdzie będzie uciążliwa. Więcej o tym w tekście o tym, jak wyciszyć pompę ciepła.

Jak zabezpieczyć pompę ciepła przed kradzieżą

Jednostka zewnętrzna stoi na widoku, a jej wymiana kosztuje kilkanaście lub kilkadziesiąt tysięcy złotych. Złodzieje interesują się głównie miedzią i sprężarką, a uszkodzone przewody czynnika i tak wymagają wizyty serwisu. Co realnie pomaga:

• Kotwienie do fundamentu lub ściany śrubami antykradzieżowymi, których nie odkręci się zwykłym kluczem.
• Lokalizacja za domem, w ogrodzonej części działki, a nie przy samej furtce.
• Osłona lub ażurowa obudowa z zamknięciem, zaprojektowana tak, by nie dławiła przepływu powietrza.
• Oświetlenie z czujnikiem ruchu i kamera obejmująca jednostkę.
• Alarm w sterowniku. Wiele pomp zgłasza w aplikacji utratę komunikacji z jednostką zewnętrzną. Włącz powiadomienia, to darmowy czujnik.
• Zapisany numer seryjny i zdjęcia instalacji, przydatne dla policji i ubezpieczyciela.
• Sprawdzenie polisy. Zapytaj ubezpieczyciela, czy urządzenia zamontowane na zewnątrz budynku są objęte ochroną od kradzieży i jakich zabezpieczeń wymaga.

Kto może wykonać zabezpieczenia

Dobór i montaż zabezpieczeń to prace elektryczne, więc nie jest to zadanie dla każdego, kto podłącza hydraulikę. Urząd Dozoru Technicznego wyjaśnia, że osoby wykonujące czynności elektryczne przy pompach ciepła powinny mieć świadectwo kwalifikacyjne E lub D do 1 kV. Przy pracach na obiegu czynnika chłodniczego, czyli przy instalowaniu, naprawie i serwisie urządzeń z gazami fluorowanymi, wymagany jest certyfikat F-gazowy dla personelu.

UDT rozróżnia przy tym dobrowolny certyfikat instalatora OZE od kwalifikacji obowiązkowych. Pytając wykonawcę o uprawnienia, pytaj więc o konkretne dokumenty, a nie o nazwę certyfikatu z ulotki. Ogólne zasady montażu i doboru takich urządzeń dobrze podsumowuje omówienie pomp ciepła powietrze-woda. Po zakończeniu prac elektryk powinien wykonać pomiary instalacji i przekazać protokół. Bez niego trudno potem dochodzić gwarancji przy awarii elektroniki.

Zabezpieczenia trzeba też okresowo sprawdzać: test RCD, wskaźnik stanu ogranicznika przepięć, dokręcenie zacisków, drożność odpływu skroplin. To element przeglądu, który opisujemy w poradniku o tym, co obejmuje serwis pompy ciepła.

Nasze zdanie: zabezpieczenia planuje się razem z pompą

W naszej praktyce najwięcej kłopotów nie wynika z wadliwych urządzeń, tylko z tego, że elektrykę doróbkowo „dopina się” po montażu hydrauliki. Różnicówka typu A zamiast B, bezpiecznik dobrany na oko, brak rozłącznika przy jednostce, brak ogranicznika przepięć w domu z linią napowietrzną. Każda z tych oszczędności to kilkaset złotych, a ryzyko to elektronika warta kilka tysięcy albo dom bez ogrzewania w styczniu.

Dlatego realizujemy wszystkie etapy własnym zespołem: od analizy i doboru pompy, przez odwierty przy pompach gruntowych wykonywane naszą wiertnicą, po montaż i uruchomienie. Zabezpieczenia elektryczne, ochronę przed zamarzaniem i lokalizację jednostki ustalamy w jednym projekcie, na podstawie instrukcji konkretnego modelu i mocy przyłączeniowej Twojego domu. Jeśli masz fotowoltaikę albo planujesz magazyn energii, uwzględniamy je od razu, bo wpływają i na ochronę przepięciową, i na zasilanie awaryjne.

— michal

Pompa ciepła z montażem i kompletem zabezpieczeń

Jeśli planujesz pompę ciepła i chcesz, żeby zabezpieczenia były częścią instalacji od pierwszego dnia, przygotujemy dobór urządzenia, projekt obwodów i montaż. Zestawy z montażem, obejmujące centralne ogrzewanie i ciepłą wodę, kosztują u nas od 31 468,80 zł do 35 968,80 zł dla pomp SEVRA, od 37 878 zł do 47 457,60 zł dla NETSU, od 40 431 zł do 46 740 zł dla EUROS ENERGY oraz od 49 833,86 zł do 58 197,60 zł dla BUDERUS. Szczegóły znajdziesz w cenniku pomp ciepła z montażem.

Pomagamy też w pozyskaniu dofinansowania z programu Czyste Powietrze, a przy pompach gruntowych wykonujemy odwierty pionowe własnym sprzętem. Skontaktuj się z evoENERGY, a przygotujemy ofertę dla Twojego domu.

Najczęstsze pytania

Czy do pompy ciepła wystarczy różnicówka typu A?

Czasem tak, ale tylko wtedy, gdy dopuszcza to instrukcja producenta. Pompy inwerterowe mogą generować prądy upływu ze składową stałą, dlatego wielu producentów wymaga RCD typu B o prądzie zadziałania do 30 mA. Sprawdź instrukcję montażu swojego modelu przed zakupem wyłącznika.

Dlaczego pompa ciepła wybija bezpiecznik?

Najczęstsze przyczyny to bezpiecznik dobrany za nisko względem maksymalnego prądu pompy, wspólny obwód sprężarki i grzałki albo wyłącznik o niewłaściwej charakterystyce. Wybijanie różnicówki może oznaczać zawilgocenie przyłączy lub uszkodzoną izolację. Nie zwiększaj bezpiecznika samodzielnie, tylko wezwij elektryka z uprawnieniami lub serwis.

Czy pompa ciepła musi mieć ogranicznik przepięć?

Przepisy nie wymagają go w każdym domu, ale ogranicznik przepięć znacząco zmniejsza ryzyko uszkodzenia elektroniki sterującej. Szczególnie warto go zamontować przy zasilaniu z linii napowietrznej, na terenach otwartych i w domach z instalacją odgromową lub fotowoltaiką.

Co zrobić z monoblokiem, gdy zimą długo nie ma prądu?

Jeśli instalacja ma zawory antyzamrożeniowe, zadziałają same. W przeciwnym razie, przy dłuższej przerwie w silny mróz, trzeba opróżnić odcinek zewnętrzny według instrukcji producenta. Na stałe problem rozwiązuje zasilanie awaryjne, na przykład magazyn energii z funkcją backup.

Czy pompę ciepła można podłączyć do zwykłego gniazdka?

Nie. Pompa ciepła wymaga osobnego, dedykowanego obwodu z własnym wyłącznikiem nadprądowym i różnicowoprądowym, a przy wersjach trójfazowych zasilania trójfazowego. Podłączenie powinien wykonać elektryk ze świadectwem kwalifikacyjnym.

Źródła

F&F: bezpieczny obwód elektryczny pompy ciepła
Doepke: sterowanie ogrzewaniem a dobór zabezpieczeń
FEEDS: Safe Electrification Checklist – Heat Pumps
UDT: biuletyn Inspektor 4/2022
UDT: certyfikat F-gazowy dla personelu
Holland Electric: wyłącznik różnicowoprądowy
Indelec: SPD Fuse Disconnector 25kA
Home Energy Model: Air Source Heat Pump

Rekomendacje

• Odszranianie pompy ciepła: jak działa i kiedy jest go za dużo
• Awarie pompy ciepła – co może się zepsuć i dlaczego?
• Serwis pompy ciepła: co obejmuje, ile kosztuje i kto może go wykonać