Pompy ciepła umożliwiają ogrzewanie zarówno małych domów, jak i dużych budynków mieszkalnych, przemysłowych i handlowych. Są dwa możliwe rozwiązania: instalacja kaskady kilku pomp ciepła lub jednego dużego urządzenia.

Firma CTA, szwajcarski producent pomp ciepła, ma w swojej ofercie urządzenia specjalnie przeznaczone dla dużych instalacji. Są to gruntowe pompy ciepła Optiheat Duo oraz Optipro. Mogą one pracować zarówno w układach solanka/woda, jak i woda/woda. Ponieważ są to urządzenia o dużych mocach, dolne źródła również muszą charakteryzować się dużymi wydajnościami cieplnymi. Wydajność ujęcia wody dla układów typu woda/woda wynosi kilkadziesiąt m3/h. Układy typu solanka/woda współpracują z sondami pionowymi o głębokości odwiertów dochodzącymi nawet do 300 m.

gruntowe pompy ciepła Optiheat

Dobór

Dobierając odpowiednie urządzenie, należy policzyć zarówno zapotrzebowanie na ciepło dla celów grzewczych, jak i ilość ciepła potrzebną do ogrzewania ciepłej wody użytkowej. Dla wody użytkowej niezbędną moc można wyliczyć z poniższych wzorów:

Ilość ciepła:

Q = m * c * (t2 – t1)

Moc grzewcza:

P = [m * c * (t2 – t1])/T * h

gdzie:

P – moc grzewcza [W],

m – masa wody [kg],

t1, t2 – temperatura wody zimnej i ciepłej [oC],

T – czas nagrzewania [h],

η – sprawność,

c – ciepło właściwe wody = 1,116 Wh/(kg * K).

Ogólne zapotrzebowanie ciepła musi być określone w projekcie. Budując system pracujący z sondami pionowymi, warto przeprowadzić test wydajności cieplnej gruntu (TRT). Wykonywany jest on specjalnie do tego celu przeznaczonym urządzeniem podłączonym do odwiertu próbnego. Łączna długość wszystkich odwiertów może wynosić nawet kilka kilometrów, zatem koszt ich wykonania będzie znaczącym kosztem inwestycyjnym. Oczywiście najbardziej efektywne są pompy ciepła wykorzystujące wodę jako źródło ciepła. Mogą to być systemy pracujące z wodą technologiczną lub gruntową. Ze względu na różne parametry wody najczęściej stosuje się układy z pośrednim wymiennikiem ciepła, który jest łatwiej dostępny dla celów konserwacji i serwisu.

gruntowe pompy ciepła CTA w maszynowni

Trzy typy

Oferta pomp ciepła firmy CTA przeznaczonych dla dużych obiektów obejmuje trzy typy urządzeń dwukompresorowych: Optihat Duo, Optiheat Duo HT oraz Optipro. Optiheat Duo ma dwa kompresory pracujące na jednym układzie chłodniczym. W Optiheat Duo HT oraz Optipro są dwa kompresory pracujące na oddzielnych obwodach chłodniczych. Wszystkie ww. urządzenia mogą pracować z obciążeniem częściowym 0/50/100%. Mają one zainstalowany układ łagodnego rozruchu, czujniki przepływu po stronie dolnego i górnego źródła oraz wszystkie niezbędne elementy bezpieczeństwa i monitoringu.

Łatwe w obsłudze i programowaniu sterowniki mieszczą zarówno standardowe, jak i bardziej złożone aplikacje. Mogą współpracować z systemami zarządzania budynkiem (BMS), a możliwość zdalnego sterowania gwarantuje bezpieczeństwo i wygodę użytkowania. Seria Optiheat Duo obejmuje 9 urządzeń o zakresie mocy grzewczej od 44 do 88 kW (S0/W35). Temperatura zasilania wody grzewczej wynosi do +65oC. Mają możliwość sterownia pracą systemu składającego się z czterech obiegów grzewczych z mieszaczami. Ich automatyka umożliwia w standardzie obsługę układu chłodzenia pasywnego.

Największe w ofercie firmy CTA są pompy ciepła typu Optipro. Osiem typów o wydajności grzewczej od 100 do 230 kW (S0/W35) zapewnia odpowiednie urządzenie dla wielu zastosowań. Dzięki dwóm oddzielnym obwodom chłodniczym zapewniono optymalną pracę urządzenia przy wysokiej efektywności: COP do 4,7 (S0/W35). W pompach Optipro zastosowano m.in.: łatwy w obsłudze i programowaniu sterownik PLC, podwójne płytowe wymienniki ciepła ze stali nierdzewnej oraz elektroniczny zawór rozprężny z mikroprocesorowym sterownikiem.

Jako jednostki wolnostojące o zwartej konstrukcji wymagają mało miejsca przy jednoczesnym zapewnieniu optymalnej dostępności. Wszystkie pompy ciepła CTA są elektrycznie gotowe do podłączenia. Dobra izolacja akustyczna sprawia, że są to urządzenia o bardzo niskich poziomach hałasu.

Praca w kaskadzie

W przypadku, gdy całkowite zapotrzebowanie ciepła przekracza moc jednej pompy ciepła, możliwe jest połączenie kilku urządzeń w kaskadę. CTA, jako producent, może ponadto wyprodukować specjalne urządzenie dla konkretnej realizacji. Mamy na przykład kotłownię, gdzie zastosowano kaskadę pięciu urządzeń ogrzewających kompleks budynków o całkowitym zapotrzebowaniu ciepła wynoszącym 3600 kW. Pompy ciepła są najtańszymi w eksploatacji urządzeniami grzewczymi.

Parametry dotyczące efektywności dla dużych jednostek są takie same jak dla jednostek mniejszych. Optymalne są płaszczyznowe systemy grzewcze z niską temperaturą zasilania. Urządzenia wykorzystujące wodę jako źródło ciepła są bardziej efektywne od systemów pracujących z sondami pionowymi. Uzasadnione i czasem opłacalne jest zastosowanie powietrznych pomp ciepła.

Największe tego typu urządzenie CTA ma moc 31 kW (P2/W35). Istnieje możliwość zbudowania kaskady maksymalnie 4 takich jednostek. Zastosowanie pompy powietrznej jest ekonomicznie uzasadnione w przypadku, gdy w systemie grzewczym pracuje kocioł wymagający obsługi (np. węglowy) lub drogi w eksploatacji (np. olejowy).

Podłączając pompę powietrze/woda do istniejącej instalacji, można zaprojektować pracę całego systemu tak, że w okresach najzimniejszych za ogrzewanie i ciepła wodę odpowiada układ dotychczasowy, a w okresie przejściowym, gdy zapotrzebowanie ciepła jest mniejsze, pracuje pompa ciepła. Oczywiście przy dodatnich temperaturach zewnętrznych, kiedy efektywność powietrznej pompy ciepła jest największa, można za jej pomocą ogrzewać samą wodę użytkową. Układ taki daje dwie korzyści: niskie koszty eksploatacji oraz bezobsługowa praca.

Piotr Kuligowski

Pytanie do…

Jakie korzyści daje zastosowanie chłodzenia pasywnego?

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