Dobór pomp ciepła dla potrzeb instalacji ogrzewania i zaopatrzenia w c.w.u. (1). Zapotrzebowanie na odnawialność.

Pompa ciepła (sprężarkowa) jest specyficznym urządzeniem cieplnym, choć zasilanym energią elektryczną. Jej działanie sprowadza się do przekazywania energii na sposób ciepła pomiędzy dwoma źródłami ciepła: od dolnego źródła (o niższej temperaturze) do górnego (o wyższej temperaturze). Dolnym źródłem ciepła bywa najczęściej otoczenie (grunt, woda, powietrze), zaś górnym – system grzewczy, np. w budynku mieszkalnym. Ten system grzewczy powinien być oczywiście niskotemperaturowy, bowiem im mniejsza rozpiętość między temperaturą obu źródeł, tym wyższa efektywność energetyczna pracy pompy ciepła.

Przepływ ciepła pomiędzy wskazanymi źródłami jest możliwy w pompie ciepła tylko dzięki wykorzystaniu w tym celu energii napędowej w postaci energii elektrycznej. Górne źródło ciepła, współpracujące z instalacją grzewczą w budynku, zasila ją kosztem energii pobranej z dolnego źródła, czyli z otoczenia, dzięki wykorzystaniu właśnie energii napędowej.

Prawidłowa instalacja grzewcza zawierająca pompę ciepła może przyczynić się do sprowadzenia kosztów ogrzewania do odpowiednio niskiego poziomu, w porównaniu do innych źródeł ciepła.

Pompa ciepła może być takim wysoko efektywnym energetycznie źródłem, konkurencyjnym w stosunku do konwencjonalnych urządzeń, ale tylko w szczególnym, dobrze opracowanym rozwiązaniu technicznym, które obejmuje cały system grzewczy i przygotowania ciepłej wody użytkowej.

Dla uporządkowania tej materii poniżej w kolejności zostaną przedstawione wymagania cieplne stawiane budynkom mieszkalnym, a następnie zostanie przywołana obowiązująca procedura określania potrzeb cieplnych budynków mieszkalnych. Przedstawiono również niezbędne aktualne rozszerzenie wymagań dotyczących dokumentacji technicznej.

Budynki, dla których projektuje się system grzewczy, powinny aktualnie spełniać wymagania wynikające z rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. zmieniającego rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. 2008, nr 120, poz. 1238). Wymagania te zostały zapisane w X dziale tego rozporządzenia – Oszczędność energii i izolacyjność cieplna, w dwóch artykułach opisanych jako § 328 i 329:

§ 328. 1. Budynek i jego instalacje ogrzewcze, wentylacyjne i klimatyzacyjne, ciepłej wody użytkowej, a w przypadku budynku użyteczności publicznej również oświetlenia wbudowanego, powinny być zaprojektowane i wykonane w taki sposób, aby ilość ciepła, chłodu i energii elektrycznej, potrzebnych do użytkowania budynku zgodnie z jego przeznaczeniem, można było utrzymać na racjonalnie niskim poziomie.

§ 328. 2. Budynek powinien być zaprojektowany i wykonany w taki sposób, aby ograniczyć ryzyko przegrzewania budynku w okresie letnim.

§ 329. 1. Wymaganie określone w § 328 ust. 1 uznaje się za spełnione dla budynku mieszkalnego, jeżeli:

1) przegrody zewnętrzne budynku oraz technika instalacyjna odpowiadają wymaganiom izolacyjności cieplnej oraz powierzchnia okien spełnia wymagania określone w punkcie 2.1. załącznika nr 2 do rozporządzenia, przy czym dla budynku przebudowywanego dopuszcza się zwiększenie średniego współczynnika przenikania ciepła osłony budynku o nie więcej niż 15% w porównaniu z budynkiem nowym o takiej samej geometrii i sposobie użytkowania lub

2) wartość wskaźnika EP [kWh/(m2 rok)] określającego roczne obliczeniowe zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną do ogrzewania, wentylacji i przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz chłodzenia jest mniejsza od wartości granicznych określonych odpowiednio w ust. 3 pkt 1 i 2, a także jeżeli przegrody zewnętrzne budynku odpowiadają przynajmniej wymaganiom izolacyjności cieplnej niezbędnej dla zabezpieczenia przed kondensacją pary wodnej, określonym w pkt 2.2. załącznika nr 2 do rozporządzenia, przy czym dla budynku przebudowywanego dopuszcza się zwiększenie wskaźnika EP o nie więcej niż 15% w porównaniu z budynkiem nowym o takiej samej geometrii i sposobie użytkowania.

Dalej w § 329. 2. zapisane są wymagania dla budynku użyteczności publicznej, zamieszkania zbiorowego, budynku produkcyjnego, magazynowego i gospodarczego, które nie będą tutaj omawiane.

Następnie w § 329. 3. rozporządzenie podaje aktualnie obowiązujące, maksymalne wartości EP – rocznego wskaźnika obliczeniowego zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną do ogrzewania, wentylacji i przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz chłodzenia, w zależności od współczynnika kształtu budynku A/Ve.. Wartości te podano w kWh/(m2 * rok) dla poszczególnych typów budynków:

1) w budynkach mieszkalnych do ogrzewania i wentylacji oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej (EPH+W) w ciągu roku:

a) dla A/Ve ≤ 0,2: EPH+W = 73 + ΔEP;

b) dla 0,2 ≤ A/Ve ≤ 1,05: EPH+W = 55 + 90 * (A/Ve) + ΔEP;

c) dla A/Ve ≥ 1,05: EPH+W = 149,5 + ΔEP;

gdzie:

ΔEP = ΔEPW – dodatek na jednostkowe zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną do przygotowania ciepłej wody użytkowej w ciągu roku,

ΔEPW = 7800/(300 + 0,1 * Af); [kWh/(m2 * rok)],

A – jest sumą pól powierzchni wszystkich przegród budynku, oddzielających część ogrzewaną budynku od powietrza zewnętrznego, gruntu i przyległych pomieszczeń nieogrzewanych, liczoną po obrysie zewnętrznym,

Ve – jest kubaturą ogrzewanej części budynku, pomniejszoną o podcienia, balkony, loggie, galerie itp., liczoną po obrysie zewnętrznym,

Af – powierzchnia użytkowa ogrzewana budynku (lokalu).

2) w budynkach mieszkalnych do ogrzewania, wentylacji i chłodzenia oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej (EPHC+W) w ciągu roku:

EPHC+W = EPH+W + (5 + 15 * Aw,e/Af) (1 – 0,2 * A/Ve) * Af,c/Af; [kWh/(m2 * rok)],

gdzie:

EPH+W – wartości według zależności podanej w pkt 1,

Aw,e – powierzchnia ścian zewnętrznych budynku liczona po obrysie zewnętrznym,

Af,c – powierzchnia użytkowa chłodzona budynku (lokalu),

Af – powierzchnia użytkowa ogrzewana budynku (lokalu),

Ve – kubatura ogrzewanej części budynku, pomniejszona o podcienia, balkony, loggie, galerie itp., liczona po obrysie zewnętrznym.

Ponadto w rozporządzeniu znajdują się podobnie zbudowane wymagania dotyczące budynków zamieszkania zbiorowego, użyteczności publicznej i produkcyjnym, nie będące przedmiotem treści artykułu.

A zatem, zgodnie z podanym powyżej zapisem rozporządzenia, mówiąc wielce skrótowo, warunkiem spełnienia wymagań odnośnie oszczędności energii na eksploatację budynku mieszkalnego jest alternatywnie:

* albo spełnienie wymagań stawianym izolacyjności poszczególnych jego przegród zewnętrznych,

* albo spełnienie wymagań co do obliczeniowego nakładu energii pierwotnej na pokrycie jego potrzeb energetycznych.

Przy czym, w tym drugim przypadku, wymagania uzależniono od kształtu bryły budynku. Warto tu nadmienić, że procedura wyznaczania tej ostatniej wielkości została sformalizowana i zapisana w rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej (Dz. U. 2008. nr 201, poz. 1240).
Warto szerzej przedyskutować pojęcie wskaźnika nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej niezbędnej do ogrzewania budynku, ale jest to temat na osobne opracowanie, które w jednym z kolejnych wydań „Magazynu Instalatora” zostanie Czytelnikom przedstawione.

dr inż. Piotr Kubski
Zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdf

| strona 42 | strona 43 |

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