Dobór gruntowej pompy ciepła klasy premium – Dimplex

Pompa ciepła stwarza możliwość uzyskania niskich kosztów eksploatacyjnych, a czy je osiągniemy zależy to już od projektowanego systemu grzewczego.

Obiektem do przeprowadzenia analizy techniczno – ekonomicznej zastosowania gruntowej pompy ciepła jest wolnostojący budynek mieszkalny o powierzchni użytkowej 160 m2 znajdujący się w Toruniu w województwie Kujawsko – Pomorskim, czyli w II strefie klimatycznej. Szczytowe zapotrzebowanie na moc grzewczą dla tego obiektu wynosi 8 kW, natomiast dobowe zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową wynosi 200 dm3/24 h co daje roczne zapotrzebowanie na ciepło do ogrzania jego pomieszczeń oraz przygotowania c.w.u. równe 23379,7 kWh/rok.

Podstawowe informacje:

  1. Liczba godzin o danej temperaturze zewnętrznej dla stacji meteorologicznej Toruń wg danych meteorologicznych NFOŚiGW z okresu 30 lat (rys.1).
Dobór gruntowej pompy ciepła klasy premium

Rys. 1. Liczba godzin o danej temperaturze zewnętrznej dla stacji meteorologicznej Toruń.

2. Zapotrzebowanie na moc oraz energię grzewczą analizowanego budynku w zależności od temperatury zewnętrznej.

Dobór gruntowej pompy ciepła klasy premium - Dimplex
Rys. 2. Zapotrzebowanie na moc oraz energię grzewczą analizowanego budynku w zależności od temperatury zewnętrznej wg danych stacji meteorologicznej Toruń.

Zapotrzebowanie na maksymalną moc grzewczą analizowanego budynku znajdującego się w II strefie klimatycznej dla temperatury obliczeniowej -18oC wynosi 8 kW (rys.2).

Praca urządzenia grzewczego z tą mocą będzie występowała sporadycznie, ponieważ liczba godzin występowania tej temperatury jest minimalna (rys. 1), a co z tym się wiąże również zapotrzebowanie na energię grzewczą (rys. 2). Największe zapotrzebowanie na energię grzewczą przypada przy temperaturze zewnętrznej około 1oC, wtedy zapotrzebowanie na moc grzewcza budynku wynosi około 4 kW.

Analiza techniczno – ekonomiczna systemu grzewczego

Do analizy systemu grzewczego opartego na gruntowej pompie ciepła dla analizowanego obiektu dobrano pompę ciepła model SIK 8TES o mocy grzewczej Q = 7,8 kW i współczynniku COP = 4,8 przy B0/W35 wg EN PN 14511 występującej w pakiecie DESIGN PLUS marki Dimplex (rys.3) pracującej w systemie monowalentnym.

Dobor_gruntowej_pomy_ciepla_klasy_premium_Dimplex
Rys. 3. Widok zewnętrzny gruntowej pompy ciepła typu SIK 8TES marki Dimplex wraz z osprzętem pakietu DESIGN PLUS (kompletny system grzewczy c.o. i c.w.u.).

Głównymi elementami pakietu DESIGN PLUS jest gruntowa pompy ciepła SIK 8TES (1), zbiornik buforowy PSP 100E o poj. 100l (2) do zabudowy pod pompa ciepła oraz zasobnik c.w.u. WWSP 442E o poj. 400l (3) do zabudowy obok pompy ciepła oba utrzymane w stylistyce pompy ciepła.

Omawiana pompa ciepła pracuje samodzielnie w całym zakresie temperatury zewnętrznej ze względu na stabilną temperaturę gruntu jako dolnego źródła ciepła omawianej pompy ciepła. Przy temperaturze obliczeniowej dla II strefy klimatycznej moc grzewcza uzyskana z pompy ciepła wynosi 7,8kW (rys. 4).

Dobor_gruntowej_pomy_ciepla_klasy_premium_Dimplex
Rys. 4. Relacja mocy grzewczej gruntowej pompy ciepła model SIK 8TES z zapotrzebowaniem na moc grzewczą analizowanego budynku w zależności od temperatury zewnętrznej.

Pod względem energetycznym największy udział pracy gruntowej pompy ciepła przypada przy temperaturze zewnętrznej około 1oC, natomiast najmniejsze przy temperaturze obliczeniowej II strefy klimatycznej (rys.5).

Dobor_gruntowej_pomy_ciepla_klasy_premium_Dimplex
Rys. 5. Praca gruntowej pompy ciepła model SIK 8TES dla analizowanego budynku w zależności od jego zapotrzebowania na energię wg temperatury zewnętrznej.

Dystrybucja ciepła w analizowanym budynku odbywa się za pomocą płaszczyznowego systemu ogrzewania (podłogówka) pracującego wg krzywej grzewczej, gdzie temperatura zasilania systemu grzewczego zależna jest od temperatury zewnętrznej (rys. 6). Maksymalna temperatura zasilania przy -18oC wynosi 35oC.

Dobor_gruntowej_pomy_ciepla_klasy_premium_Dimplex
Rys. 6. Temperatura zasilania systemu ogrzewania płaszczyznowego (podłogówka) w zależności od temperatury zewnętrznej analizowanego budynku.

Gruntowa pompa ciepła poddanej analizie typu SIK 8TES pozwala uzyskać średnioroczny współczynnik SCOP dla ogrzewania oraz podgrzewu wody użytkowej dla analizowanego budynku 4,86 (rys. 7).

Dobor_gruntowej_pomy_ciepla_klasy_premium
Rys. 7. Średniomiesięczny współczynnik SCOP systemu grzewczego opartego na gruntowej pompie ciepła typu SIK 8TES dla analizowanego budynku.

Przy założeniu ceny energii elektrycznej brutto w wysokości 0,62 zł, roczne koszty eksploatacyjne opisywanego systemu grzewczego wynoszą 2 765,59 zł (rys. 8).

Dobor_gruntowej_pomy_ciepla_klasy_premium_Dimplex
Rys. 8. Koszty eksploatacyjne systemu grzewczego opartego na gruntowej pompie ciepła typu SIK 8TES dla analizowanego budynku.

Koszty eksploatacyjne w sposób istotny zależą od systemu ogrzewania budynku, a dzieje się tak, ponieważ współczynnik COP pompy ciepła zależy w głównej mierze od temperatury zasilania systemu (rys. 9).

Dobor_gruntowej_pomy_ciepla_klasy_premium_Dimplex
Rys. 9. Współczynnik COP analizowanej pompy ciepła SIK 8TES w zależności od temperatury zasilania systemu grzewczego oraz temperatury zewnętrznej.

Ze względu na ten fakt inne koszty eksploatacyjne będą przy ogrzewaniu płaszczyznowym czy grzejnikowym, gdzie temperatura zasilania zależy od temperatury zewnętrznej (krzywa grzewcza), a inne gdy pompa ciepła będzie pracowała stałotemperaturowo (rys. 10).


Rys. 10. Temperatura zasilania systemu grzewczego w zależności od temperatury zewnętrznej oraz systemu dystrybucji ciepła oraz koszty eksploatacyjne:
System 1 – ogrzewanie płaszczyznowe, gdzie temperatura zasilania zależy od temperatury zewnętrznej (maksymalna wartość wynosi 35oC);
System 2 – ogrzewanie grzejnikowe, gdzie temperatura zasilania zależy od temperatury zewnętrznej (maksymalna wartość wynosi 55oC);
System 3 – ogrzewanie grzejnikowe, stała temperatura zasilania 55oC w całym zakresie temperatury zewnętrznej.

Rys. 11. Porównanie kosztów eksploatacyjnych analizowanego obiektu ogrzewanego gruntową pompą ciepła model SIK 8TES w odniesieniu do innych systemów grzewczych.

Pompa ciepła stwarza możliwość uzyskania niskich kosztów eksploatacyjnych, a czy je osiągniemy zależy to już od projektowanego systemu grzewczego. Dlatego system grzewczy oparty na pompie ciepła należy projektować w taki sposób, aby urządzenie to pracowało przy jak najniższej temperaturze zasilania jak to jest tylko możliwe. W porównaniu do innych systemów grzewczych gruntowa pompa ciepła model SIK 8TES dla analizowanego obiektu generuje najniższe koszty eksploatacyjne (rys. 11).

Dobor_gruntowej_pomy_ciepla_klasy_premium_Dimplex

Uwaga: Przy koszcie ogrzewania paliwem stałem nie uwzględniono ceny bieżącej obsługi oraz magazynowania paliwa.

Adam Koniszewski

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