W ostatnim już artykule z tej serii chciałbym omówić aspekty podłączenia ogrzewania basenu kąpielowego do systemu z pompą ciepła.

Instalacje, w których spotykam się z ogrzewaniem basenów przez pompy ciepła, są stosunkowo nieliczne, niemniej jednak zdarzają się coraz częściej.

Dwie grupy

Takie instalacje można podzielić na dwie grupy. Pierwsza to taka, kiedy basen jest jednym z odbiorników ciepła i jest grzany niejako „przy okazji”; gdzie pompa ciepła często jest jedynym źródłem ciepła centralnego ogrzewania, ciepłej wody użytkowej oraz ogrzewa basen. Drugi typ instalacji to układy dedykowane, gdzie pompa lub pompy ciepła są wykorzystywane tylko do ogrzewania basenów. Z taką sytuacją mamy najczęściej do czynienia w obiektach komercyjnych lub podczas stosowania urządzeń kompaktowych (stricte basenowych) do ogrzewania basenów przydomowych.

Odwołując się do omawianego w tej serii rozwiązania hydraulicznego pokazanego na schemacie, widzimy, iż jest on podłączony bezpośrednio na wyjściu z pompy ciepła. Z uwagi na efektywność pracy pompy ciepła każdy z głównych odbiorników ciepła powinien być grzany jako osobny priorytet. Priorytety powinny być zdefiniowane przez producenta lub możliwe do ustawienia przez instalatora/serwis.

Prioryterty

Hierarchia pracy może wyglądać następująco:

I – ciepła woda użytkowa,

II – centralne ogrzewanie,

III – basen.

Nie zaleca się układów stałotemperaturowych, gdzie pompa ciepła ogrzewa jeden bufor grzewczy do stałej temperatury, a następnie ciepło jest przekazywane do poszczególnych odbiorników. Znacznie lepiej jest zastosować układ priorytetów, gdzie pompa ciepła przełącza się w czasie tylko na jeden odbiornik ciepła. Wówczas pompa ciepła będzie pracowała ekonomicznie przez większość czasu na niskich parametrach pracy, a tylko czasowo przełączy się na odbiorniki wymagające wyższej temperatury zasilania.

Dobór elementów

W sytuacji, kiedy ciepła woda użytkowa i centralne ogrzewanie wygrzane są do zadanych parametrów, pompa ciepła wyłącza wszystkie pompy obiegowe centralnego ogrzewania/ciepłej wody użytkowej i załącza pompę obiegową ogrzewania basenu (M19) i cała energia zostaje przekazana do wymiennika basenu (WT). Pompa M19 musi zostać tak dobrana, aby zapewnić wymagany, minimalny przepływ wody grzewczej przez skraplacz pompy ciepła.

Schemat instalacji basenu i pompy ciepła

W urządzeniach kilkusprężarkowych możliwe jest programowanie ilości sprężarek pracujących na ogrzewanie basenu. Do tego należy zagwarantować, aby zarówno pompa M19, jak i wymiennik WT zostały dobrane tak, aby aktualna moc grzewcza pompy ciepła została odebrana, przy jak najniższej temperaturze zasilania. Powinniśmy dążyć do temperatur zasilania na poziomie 35-40°C. Za pompą M19 znajduje się zawór zwrotny KR. Wymiennik WT oddziela system grzewczy od wody basenowej, a po jego drugiej stronie znajdują się podzespoły hydraulicznej instalacji basenowej. PSB – pompa basenowa, KR – zawór zwrotny, GTB – pomiar temperatury, SMF – zespół filtracyjny.

Automatyka sterująca pompą ciepła powinna być w odpowiedni sposób skorelowana ze sterowaniem basenowym. Powinna ona otrzymać sygnał zapotrzebowania na ogrzewanie w momencie, kiedy należy ogrzewać basen, a jednocześnie pracuje pompa basenowa (PSB).

Zasilanie wentylacji

Przy ogrzewaniu basenu często pojawia się również konieczność zasilania w ciepło centrali wentylacyjnych, w których wymagana temperatura zasilania oscyluje w granicach 40-50°C – to również jest możliwe do zrealizowania, natomiast zalecane jest obniżenie tej temperatury do minimum. W sytuacji przełączenia pompy ciepła w tryb ogrzewania ciepłej wody użytkowej może wystąpić ryzyko zamrożenia wymiennika centrali w przypadku ujemnych temperatur zewnętrznych, do czego należy nie dopuścić przez zapewnienie ciągłego przepływu.

Temperatura zasilania

Bardzo duże znaczenie zawsze w przypadku wykorzystania pomp ciepła ma maksymalna temperatura zasilania systemu grzewczego. Nie inaczej jest w przypadku podgrzewania wody basenowej. Już na etapie projektu i wykonania niecki basenowej konieczne jest zapewnienie wysokiego poziom izolacji termicznej niecki basenowej, zastosowanie przykrycia o wysokim poziomie izolacyjności oraz izolacja przewodów rurowych pomiędzy pompą ciepła a wymiennikiem basenowym. Należy zdać sobie sprawę, iż wydatek energetyczny przy ogrzewaniu wody w basenie stanowi wysoki koszt w bilansie energetycznym budynku i o ile wykonanie samego basenu zaliczamy do dóbr luksusowych, to również jego ogrzewanie dosyć często jest kolejnym luksusem. Aby koszty eksploatacji basenu były jak najniższe, niezbędny jest wysoki standard izolacji termicznej.

Dobór dolnego źródła

Bardzo ważnym elementem w instalacji gruntowych pomp ciepła jest prawidłowy dobór dolnego źródła ciepła, czyli ilości odwiertów lub kolektora płaskiego. W systemie z basenem dolne źródło musi mieć znacznie większą wydajność z uwagi na czas pracy pompy ciepła. Zazwyczaj w instalacji monowalentnej pompa ciepła pracuje na poziomie 2000 godzin rocznie i do tego czasu pracy realizowany jest dobór dolnego źródła.

W przypadku, kiedy w systemie znajdzie się basen, czas pracy pompy ciepła oraz wykorzystanie dolnego źródła znacznie rośnie. Konieczny jest dobór nie tylko mocy grzewczej pompy ciepła do uwzględnienia zapotrzebowanie na grzanie basenu, ale również zwiększenie wydajności dolnego źródła ciepła. W zależności od zapotrzebowania basenu wielkość dolnego źródła ciepła może być większa nawet o 50% w stosunku do porównywalnego obiektu bez basenu.

Zwiększenie wydajności źródła ciepła wynika z faktu, iż baseny użytkowane są również w okresie letnim, kiedy w instalacji stricte grzewczej następuje regeneracja dolnego źródła. Istnieją na rynku systemy rewersyjnych pompa ciepła, które w trybie chłodzenia wykorzystują ciepła odpadowe zgromadzone w obiekcie do podgrzewania ciepłej wody użytkowej oraz basenu. Przy takich rozwiązaniach następuje kompensacja energii pozyskanej z obiektu do podgrzewania basenu, a co za tym idzie – „oszczędzanie” dolnego źródła ciepła.

W przypadku obiektów komercyjnych stosuje się również wykorzystanie ciepła z wody „szarej”, czyli z pryszniców oraz popłuczyn basenowych. Układy takie są coraz częściej spotykane, wykorzystują one pompy ciepła typu grunt/woda, których dolnym źródłem jest energia zgromadzona w wodzie „szarej”, odzyskiwana poprzez rurowe wymienniki ciepła.

Przemysław Radzikiewicz

Schemat hydrauliczny pompy ciepła typu solanka/woda. Dwa obiegi grzewczo-chłodzące oraz przygotowanie ciepłej wody użytkowej i grzanie basenu.

Rys. Ogrzewanie budynku, przygotowanie ciepłej wody użytkowej i ogrzewanie basenu przy pomocy pompy ciepła powietrze/woda typu monoblok.

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