Grzanie i chłodzenie z powietrza (2). Energia z pompą

W rozwiązaniach systemowych centralnego ogrzewania, ciepłej wody użytkowej i chłodzenia aktywnego stosowanych w instalacjach budynków jednorodzinnych coraz chętniej wykorzystuje się pompy ciepła powietrze/woda.

Zalety
* służą do automatycznego ogrzewania wody grzewczej do temperatury zasilania +60°C,

* przystosowane są do ogrzewania podłogowego i grzejnikowego oraz ciepłej wody użytkowej,

* ze względu na korzystniejszy współczynnik efektywności COP preferowane są niskotemperaturowe systemy grzewcze,

* zakres temperaturowy stosowania dla dolnego źródła (na wejściu do urządzenia): powietrze o temperaturze do -20°C,

* centralny regulator pracy systemu (jako wyposażenie dodatkowe) zapewnia optymalną regulację systemu grzewczego oraz pełni funkcje zabezpieczające,

* zabezpieczenie przed korozją: elementy obudowy zewnętrznej wykonane z blachy stalowej cynkowanej ogniowo i lakierowanej lakierem piecowym, wewnętrzne kanały powietrzne wykonane z blachy aluminiowej,

* dzięki kompaktowej budowie zajmuje małą powierzchnię zarówno przy ustawieniu na zewnątrz, jak i wewnątrz budynku,

* zawierają ekologiczny czynnik chłodniczy R 407C,

* elektroniczny zawór rozprężny zapewnia odpowiednie przegrzanie par czynnika przy zmiennych warunkach temperaturowych źródła ciepła,

* wymiennik regeneracyjny oraz „ekonomizer” umożliwiają optymalne energetyczne wykorzystanie ciekłego czynnika roboczego, podwyższając parametry energetyczne urządzenia,

* zastosowany w niektórych rozwiązaniach system zabezpieczenia przed zamarzaniem wody grzewczej zapewnia wysoki stopień niezawodności i zabezpieczenia systemu grzewczego z pompą ciepła serii przy temperaturze skraplacza na poziomie +8oC; wbudowane zabezpieczenie przeciwmrozowe włącza pompę obiegową w obiegu pompy ciepła, jeżeli temperatura w zasobniku buforowym obniży się do +5oC, włączy się automatycznie pompa ciepła,

* specjalna wersja może być przystosowana do chłodzenia aktywnego poprzez odbieranie ciepła z systemu grzewczego.

Pompy ciepła powietrze/woda przeznaczone są do:

* obiektów o małym, średnim i dużym zapotrzebowaniu energetycznym,

* monowalentnych i biwalentnych systemów grzewczych,

* pracy pojedynczej lub w kaskadzie,

* systemów grzewczych: c.o., c.w.u.,

* systemów chłodzenia aktywnego.

Systemy monowalentne projektowane i wykonywane są w szczególności dla I i II strefy klimatycznej, gdzie temperatury obliczeniowe (-16 i -18oC) kształtują się powyżej granicznej temperatury pracy pompy ciepła -20oC.

W III strefie klimatycznej (-20oC) wspomniane pompy ciepła mogą być jednym źródłem ciepła, ale w fazie projektowej szczególną uwagę trzeba zwrócić na efektywność energetyczną takiego systemu, jak również na spadek mocy urządzeń w strefie minimalnych temperatur zastosowania oraz maksymalną temperaturę zasilania systemu grzewczego.

W strefie III pompy ciepła są często i z powodzeniem stosowane w systemach biwalentnych, wspomagając istniejące źródło ciepła. W takich przypadkach pamiętać należy o tym, że maksymalna temperatura wody grzewczej przepływającej przez urządzenie będące w stanie spoczynku nie może przekraczać +75°C.

W strefach IV i V pompy ciepła (np. serii WPL 13/18/23 E i cool) współpracują w systemach biwalentnych z drugim szczytowym źródłem ciepła wspomagającym ich pracę w obszarze temperatur poniżej -20°C.

Dolne źródło
Dolnym źródłem może być: powietrze zewnętrzne albo powietrze technologiczne (przemysłowa wentylacja wymuszona: obiekty basenowe, hale sportowe itp.

Stosując pompy ciepła na bazie powietrza, nie ma konieczności wykonywania wymienników gruntowych poziomych lub pionowych, wiercenia studni, co stanowi istotny argument w przypadku braku miejsca lub zagospodarowanego już terenu.

Pompy ciepła mogą być wykonane jako urządzenia kompaktowe dostępne w dwóch wersjach: do ustawienia wewnątrz (rys. 1) lub na zewnątrz budynku (rys. 2).

Ważnym zagadnieniem, o którym nie możemy zapomnieć, jest poziom hałasu emitowany przez urządzenie (od 62 do 65 dB), wynikający z pracy sprężarki, jak i przepływu znacznych ilości powietrza (3500 m3/h). W przypadku ustawienia zewnętrznego poziom hałasu obniżyć możemy o około 5 dB, stosując specjalne tłumiki (fot. 1).

Omawiając powietrze, jako dolne źródło, nie można zapomnieć o możliwości wykorzystania wentylacji wymuszonej obiektów przemysłowych lub użyteczności publicznej jak baseny, hale sportowe, gdzie ogromne ilości powietrza na poziomie od kilku do kilkunastu tysięcy m3/h i temperaturze od kilku do kilkunastu oC wyrzucane są na zewnątrz. W takich przypadkach najczęściej stosowane są pompy ciepła w wersji do zabudowy wewnątrz z rękawami powietrznymi wpiętymi w układ kanałów wyrzutowych (po rekuperacji) stacji wentylacyjnej (fot. 2). Energia zaś, transportowana przez pompę ciepła/kaskadę pomp ciepła, może zostać skierowana na potrzeby: c.o., c.w.u., ogrzewania niecki basenowej, wentylacji itd. Pokazano to na schemacie.

Chłodzenie aktywne
Pompy ciepła, o których piszę, są skonstruowane tak, by oprócz transportu ciepła na rzecz c.o. i c.w.u. mogły w okresie lata transportować ciepło z obiektu na zewnątrz w systemie chłodzenia aktywnego (z udziałem sprężarki). Zaletą takich systemów jest to, że wykonujemy w obiekcie jedną instalację, która w okresie sezonu zimowego przekazuje ciepło do obiektu, zaś w sezonie letnim chłód, co stanowić może sporą oszczędność, gdy porównamy koszty montażu systemu klimatyzatorów przy porównywalnych mocach chłodniczych.

Instalując te pompy ciepła, pamiętać jednak należy o:

* napełnieniu systemu rozdziału chłodu mieszanką wody i glikolu (stosunek mieszania 25% glikolu, 75% wody),

* chłodzenie może zostać zrealizowane tylko przy zastosowaniu zasobnika buforowego, np. SBP…cool (pełna izolacja).

System grzania i chłodzenia aktywnego realizowany jest przez automatykę współpracującą z:

* analogowym zdalnym sterowaniem z czujnikiem temperatury pomieszczenia, systemami klimakonwektorów lub kasetonów sufitowych,

* cyfrowym zdalnym sterowaniem z czujnikiem temperatury pomieszczenia i czujnikiem wilgotności, systemami ogrzewania podłogowego.

Artur Karczmarczyk
Zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdf

Literatura: Materiały: Stiebel Eltron GmbH, Stiebel Eltron Polska Sp. z o.o., opracowania i artykuły własne autora.

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij