polska przewodnik pompy ciepŁa po pompach ciepła€¦ · ciepła wystarczającą dla ogrzania...

PO

MP

Y C

IEP

ŁAPrzewodnik po pompach ciepła

Polska

Specjaliści od pomp ciepła

Technische Änderungen vorbehalten · © Alpha-InnoTec

Przedmowa

Drogi czytelniku,

pompa ciepła umacnia nieprzerwanie swoją pozycję wśród systemów grzewczych. O ile jeszcze przed 20 laty jedynie co tysięczna instalacja c.o. oparta była o pompę ciepła, to dzisiaj udział ten wynosi w Niemczech 8%. W Szwajcarii pompy ciepła instaluje się nawet w trzech czwartych wszystkich budowanych obecnie domów jednorodzinnych. W Austrii ogrzewanych pompami ciepła jest obecnie około 100.000 domów.

To oznacza, że decyzja wielu fachowców, by odpowiednio wcześnie postawić na pompę ciepła, była właściwa. Także w przyszłości ta innowacyjna technologia ogrzewania będzie gwarantować wzrost branży. Także my, jako producenci, utwierdziliśmy się w naszym wyborze działalności: pompa ciepła jest ogrzewaniem przyszłości – oszczędnym, przyjaznym dla zasobów natura-lnych oraz środowiska.

Nniniejszy podręcznik dla planistów i projektantów dokumentuje naszą drogę do sukcesu. Cie-szymy się więc z możliwości prezentacji przewodnika po naszych pompach ciepła także na pol-skim rynku.

Zdajemy sobie sprawę, że użytkownicy tej publikacji oczekują przede wszystkim doradztwa. By sprostać tym wymaganiom prezentowane wiadomości są stale aktualizowane. Na rok 2010 pre-zentujemy poszerzoną ofertę, w tym także pompy ciepła z miernikami ilości energii cieplnej oraz innowacyjny system kanałów powietrznych.

Przypominamy: Poddaliśmy kompletnej odnowie technicznej naszą regulację pomp ciepła. Obok nowego wzornictwa z bardzo czytelnym wyświetlaczem, urządzenie Luxtronik 2.0 charakteryzuje się wielością nowych funkcji. Szczególnie podkreślić pragniemy w tym miejscu złącze sieciowe, port USB oraz program asystenta pierwszego uruchomienia.

Bez wątpienia zawsze można coś poprawić. Dotyczy to także naszego przewodnika. Dlatego też wdzięczni będziemy za wszelkie wskazówki z Państwa strony. Prosimy o informacje, co moglibyśmy zmienić!

Na początku mówiliśmy o drodze pomp ciepła do sukcesu. Wiele zostało już osiągnięte, jesteśmy jednak przekonani, że pompa ciepła ma w sobie wielki potencjał także na przyszłość. Przed nami jeszcze wiele pracy!

Życzymy Państwu wielu sukcesów.

Zastrzegamy prawo do zmian technicznych.

1Technische Änderungen vorbehalten · © Alpha-InnoTec

1 Projektowanie 1.1 Podstawy fizyczne i techniczne 1.2 Zapotrzebowanie ciepła i mocy grzewczej

2 Pompy ciepła 2.1 Pompa ciepła powietrze/woda 2.2 Pompa ciepła glikol/woda 2.3 Pompa ciepła woda/woda

3 Technika systemów z pompą ciepła

4 Podstawy teoretyczne


Pełny program

Spis

treś

ci4.1 Praktyczne wskazówki oraz najczęstsze pytania4.2 Słownik pojęć

Technische Änderungen vorbehalten · © Alpha-InnoTecZastrzegamy prawo do zmian technicznych.


Inhaltsübersicht Luft/Wasser-Wärmepumpe

Dokładne planowanie jest gwarancją sukcesu

1.1 Fizyczne i techniczne podstawy Sposoby funkcjonowania pompy ciepła 4 Stopień sprawności i wydajność 5

1.2 Zapotrzebowanie na ciepło i moc Zapotrzebowanie na moc 6 Wybór dolnego źródła ciepła 7 Tryby pracy 11 Przykłady doboru dla monoenergetycznych instalacji 14 Zestawienie wskazówek 15


Technische Änderungen vorbehalten · © Alpha-InnoTec4

Przykład przepływu temperatury dla pompy ciepła powietrze/woda w ustawieniu zewnętrznym

Sposób działania pompy ciepła

Ponad jedna czwarta energii użytkowej w Niemczech zużywana jest przez gospodarstwa domowe. Ponad trzy czwarte z tego stosowane jest w celu ogrzewania pomieszczeń. To wystarczający powód do oszczędzania energii oraz redukcji emisji CO2. Można to zrealizować poprzez zmniejszenie strat ciepła, np. dzięki lepszej izolacji, nowocze- sne okna oraz przez oszczędny i przyjazny dla środowiska na-turalnego system ogrzewania.

Największa część energii grzewczej, którą dysponujemy dzięki pompie ciepła, pobierana jest z otoczenia. Jedynie jej ułamek musi zostać dostarczony w postaci energii roboczej. Wskaźnik wydajności (współczynnik efektywności pom-py ciepła, COP) wynosi z reguły między 3 a 6. W ten sposób pompy ciepła oferują bardzo korzystne warunki dla przy- jaznego i chroniącego środowisko ogrzewania.

płytowe wymiennika umieszczonego na tylnej ścianie. Pompa ciepła pobiera ciepło z naszego otoczenia, tzn. z powietrza, z ziemi lub z wody. Zostaje ono przetworzone w urządzeniu, a następnie przekazane do wody grzewczej. Nawet przy bardzo niskich temperaturach zewnętrznych pompa ciepła pobiera ze środowiska naturalnego ilość ciepła wystarczającą dla ogrzania domu.

Ciepło bez spalania – tak można by najtrafniej określić działanie pompy ciepła. Zasada ta wymaga tutaj szerszego omówienia, tak by wyraźniej uwidocznić różnice w stosunku do tradycyjnych kotłów grzewczych: do wytwarzania ciepła pompa ciepła potrzebuje źródła ciepła o niskim poziomie temperatury i dodatkowej energii koniecznej do "przepom-powania" tego ciepła na poziom temperatury możliwy do wykorzystania w instalacji grzewczej. Temperatury zasila-nia ograniczone są do 55 °C lub 65 °C, w najkorzystniejszym przypadku 35 °C do 40 °C. Wybór niskich temperatur zasila-nia urządzenie wynagradza nam niższymi kosztami ogrze-wania.

Jak to działa? Pompa ciepła jest maszyną termodynamiczną, w której w wewnętrznym obiegu krąży czynnik roboczy, zmieniający swój stan skupienia z płynnego na gazowyi z powrotem. Proces ten przechodzi po kolei przez następujące elementy konstrukcyjne i fazy robocze:

Parownik: Tej części procesu dostarczana jest energia z otoczenia. Czynnik roboczy o niskiej temperaturze przekazywany jest w stanie płynnym do parownika pompy ciepła. Tu odparowuje przy niskim ciśnieniu i temperaturze, pobierając ciepło ze źródła ciepła (np. powietrza zewnętrznego). Temperatura czynnika podnosi się i opuszcza on parownik w stanie gazowym.

Sprężarka: Tej części procesu dostarczana jest energia robocza. Czynnik roboczy w stanie gazu zostaje sprężony, przy czym temperatura wzrasta jeszcze bardziej.

Skraplacz: Odbywa się tu proces skraplania, gdzie czynnik roboczy w stanie gorącego gazu oddaje ciepło chłodniejszej wodzie grzewczej. W ten sposób czynnik roboczy ochładza się i przechodzi w stan ciekły.

Zawór rozprężny: Ciśnienie i temperatura czynnika roboczego zostają zredukowane. Podobny efekt można zaobserwować przy puszkach aerozolowych. Podczas rozpylania (rozprężania się lub obniżania ciśnienia zawartości) puszki z aerozolem stają się znacznie chłodniejsze. Medium robocze opuszcza zawór rozprężny w temperaturze, która jest niższa od temperatury źródła ciepła.

Zużycie energii w domach prywatnych

Sposób działania pompy ciepła

Pompy ciepła pracują na podobnej zasadzie jak lodówka: ta sama technologia, tylko że odwrotne działanie. Lodówka odbiera ciepło żywności i oddaje je otoczeniu poprzez żebra



Współczynnik sprawności (η) wyznacza stosunek mocy uzyskanej do mocy pobranej. Przy idealnych procesach współczynnik sprawności wynosi 1. Procesy techniczne związane są zawsze ze stratami, dlatego też współczynniki sprawności aparatów technicznych są niższe niż 1 ( η


Zapotrzebowanie na ciepło

Dokładny dobór jest szczególnie ważny w przypadku in-stalacji z pompami ciepła. Gdy zostanie dobrana zbyt mała pompa ciepła, pojawią się deficyty komfortu oraz zwiększone koszty ogrzewania. Przesadnie duże urządzenia oznaczają nieproporcjonalnie wysokie koszty inwestycyjne i spadek opłacalności w stosunku do innych systemów wy-twarzania ciepła. Należy więc unikać tak niedowymiarowa-nia, jak i przewymiarowania pompy ciepła. Dobór pompy ciepła powinien być wynikiem optymalnego doboru pod względem kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych.

Aby prawidłowo dobrać pompę ciepła do danego obiektu wymagane są następujące dane:

• Całkowite zapotrzebowanie mocy grzewczej - zapotrzebowanie mocy dla ogrzewania budynku - zapotrzebowanie mocy dla przygotowania ciepłej

wody użytkowej - zapotrzebowanie mocy dla innych odbiorników

ciepła • Ewentualne przerwy w dostawie energii elektrycznej• Temperatura zasilania systemu grzewczego • Wybór dolnego źródła ciepła• Rodzaj pracy pompy ciepła

Całkowite zapotrzebowanie mocy = Q· WP

Całkowite zapotrzebowanie na moc grzewczą jest związane z użytkowaniem budynku oraz wymaganiami komfortu cie-plnego mieszkańców. Składa się ono z wymaganych mocy dla pokrycia zapotrzebowania na ciepło dla celów ogrze-wania, zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową oraz na potrzeby specjalne, jak na przykład ogrzewanie basenów kąpielowych (patrz rozdział 4.3).

Zapotrzebowanie mocy dla celów ogrzewania+ zapotrzebowanie mocy na przygotowanie c.w.u.+ zapotrzebowanie mocy na cele specjalne= całkowite zapotrzebowanie mocy

Całkowite zapotrzebowanie mocy musi zostać pokryte przez system ogrzewania. Ponadto wymagana moc pom-py ciepła określana jest przez czynniki dodatkowe, takie jak tryb pracy oraz przewidywalne przerwy w dostawie prądu ze strony dostawcy energii elektrycznej.

Zapotrzebowanie mocy dla celów ogrzewania = Q· G (zapo-trzebowanie cieplne budynku)

Dokładne obliczenie zapotrzebowania mocy dla celów ogrzewania, wzgl. dla budynku wymagającego ogrzania, po-winno być przeprowadzone zgodnie z normą PN-EN 12831. Dla nowych budynków obliczeń tych dokonuje się według wymogów określonych w Dz.U. z 2007 Nr 191, poz.1373. W istniejących budynkach możliwe jest sięgnięcie do wielkości zużycia energii z ostatnich lat, lub - z mniejszą dokładnością - dokonanie szacunku na podstawie roku bu-dowy obiektu. Obliczanie na podstawie zużycia energii ma tę zaletę, że uwzględniane są przy tym odbiegające od norm przyzwyczajenia konsumenckie użytkowników. W żadnym

wypadku nie należy dobierać pompy ciepła o mocy równej mocy dotychczas używanego kotła grzewczego, jako że te ostatnie są zwykle przewymiarowane.

Określenie maksymalnego zapotrzebowania mocy grzew-czej na podstawie wielkości zużycia odbywa się poprzez po-dzielenie zużycia przez wskaźnik zależny od danego nośnika energii. Na przykład przy zużyciu oleju w wysokości 3500 l/a maksymalne zapotrzebowanie mocy grzewczej wynosi:

Polska: 3500 l/a: 250 l/(a • kW) = 14 kWNiemcy: 3500 l/a : 250 l/(a • kW) = 14 kWSzwajcaria: 3500 l/a : 300 l/(a • kW) = 11,7 kW

Nośnik energii (jednostka)

Wartości dlaPolski, Niemiec 1)

Wartości dlaSzwajcarii 2)

Gaz ziemny (m3) 230 m3/(a · kW) 280 m3/(a · kW)

Olej opałowy (l) 250 l/(a · kW) 300 l/(a · kW)

Gaz płynny (l) 335 l/(a · kW) *) 400 l/(a · kW) *)

Wskaźnik dotyczy średniego zużycia ciepłej wody użytkowej, domy jedno- i dwu- rodzinne

1) przyjęte dla 1900 pełnych godzin użytkowania oraz sprawności kotła w wysokości 75%

2) przyjęte dla 1800 pełnych godzin użytkowania oraz sprawności kotła w wysokości 70%

*) zależne od temperatury

Jeśli zapotrzebowanie na moc grzewczą określane jest według wielkości zużycia, to podstawę stanowić powinna średnia wartość zużycia energii z ostatnich 3-5 lat, tak by uniknąć większych odchyleń statystycznych. Proszę mieć na uwadze to, że przy zwiększonym zapotrzebowaniu na ciepłą wodę użytkową (np. w ośrodkach sportowych) zapotrzebo-wanie na moc nie może być określane na podstawie danych ze zużycia.

Jeżeli w domu jednorodzinnym (ok. 4 osoby) w wielkościach zużycia zawarte jest też ogrzanie ciepłej wody użytkowej, to przy przyszłym indywidualnym ogrzewaniu ciepłej wody użytkowej można odliczyć ok. 15% z wielkości zużycia. W przypadku braku danych dotyczących zużycia, maksymalne zapotrzebowanie mocy grzewczej może być obli-czane w przybliżeniu z powierzchni ogrzewalnej budynku. W tym celu wykorzystać można następujące wskaźniki:

Wskaźnik polski, niemiecki:Budynek

Specyficzne zapotrze-bowanie mocy grzew-czej

Budynek nowy 40 - 60 W/m2

Budynek po termoizolacji 50 - 60 W/m2

Rok budowy od 1980 - zwy-czajna izolacja cieplna

70 -90 W/m2

Starsze konstrukcje murowane bez specjalnej izolacji cieplnej 120 W/m

2

Przykładowo maksymalne zapotrzebowanie mocy grzew-czej budynku po przeprowadzeniu termoizolacji o powierzchni ogrzewanej 150 m2 wynosi:



trzebowanie na ciepło, określane jest przez typ instalacji oraz sposób użytkowania basenu (patrz 3.1. sposoby użytkowania pomp ciepła).

Jeśli basen pływacki ogrzewany jest wyłącznie poza sezo-nem grzewczym, to zapotrzebowanie na moc nie musi być dodatkowo uwzględniane. Całoroczne ogrzewanie kryte-go basenu wliczane jest z reguły w zapotrzebowanie mocy grzewczej dla całego obiektu. Konieczne jest tu zarówno uwzględnienie zapotrzebowania dla ogrzewania hali, jak i dla ogrzania wody w niecce basenowej.

Zapotrzebowanie na ciepło dla ogrzewania hali baseno-wej, dla wentylacji oraz dla urządzeń osuszania i nawilżania należy w każdym przypadku określić poprzez obliczenie za-potrzebowania na ciepło oraz dodanie go do całkowitego zapotrzebowania mocy.

Przerwy w dostawach energii elektrycznejUwagi dotyczą obecnej sytuacji w Niemczech i przewidy-walnej w najbliższym okresie w Polsce. Tania taryfa dla pomp ciepła powiązana jest najczęściej z przerwami w dostawach energii elektrycznej. Dostawa prądu może być przerywana maksymalnie 3 x 2 godziny w ciągu 24 godzin. Pomiędzy dwoma przerwami czas trwania dostępu musi wynosić przy-najmniej tyle, ile wynosił czas trwania poprzedniej przerwy.

Te przerwy powinny być uwzględniane przy obliczaniu za-potrzebowania na moc grzewczą pompy ciepła.

W praktyce, w przypadku nowych budynków z ogrzewa-niem podłogowym, możliwe jest dzięki wysokiej masie aku-mulacyjnej stosowanie niższych współczynników.

Wymagany współczynnik bezpieczeństwa Z uzyskiwany jest w prosty sposób poprzez:

Przykład: 3 x 2h przerwy = 6 h Z = 24h/24h - 6h Z = 1,33

Dla zwyczajowych przerw współczynnik wynosi:

Przerwa Z

ObliczeniowoNowy budynek

z ogrz. podł.

1 x 2 Godziny 1,10 1,05

2 x 2 Godziny 1,20 1,10

3 x 2 Godziny 1,33 1,15

Generalnie w przypadku budynków o masywnej konstrukcji, w szczególności z ogrzewaniem podłogowym, posiadana zdolność magazynowania ciepła wystarczy na przeczekanie dwugodzinnych przerw bez obniżenia komfortu cieplnego. Podwyższenie mocy grzewczej pompy ciepła jest jednak ko-nieczne ze względu na wymagane ponowne ogrzanie masy akumulacyjnej.

Doświadczenie mówi, że nigdy nie ogrzewa się wszystkich pomieszczeń, a wartości temperaturowe zgodnie z normą PN-EN 12831 schodzą rzadko poniżej zakładanej minimalnej temperatury zewnętrznej.

Zapotrzebowanie na ciepło

Zapotrzebowanie mocy dla przygotowania ciepłej wody użytkowej - Q

· WW

Zużycie ciepłej wody zależy w dużym stopniu od indywi-dualnych przyzwyczajeń. Aby spełnić dzisiejsze wymogi komfortowego życia, należałoby założyć zużycie wody o temperaturze 45 °C na poziomie 80-100 litrów. Odpo-wiada to zapotrzebowaniu 4kWh energii na dzień i osobę lub średniemu zapotrzebowaniu mocy w wysokości 0,17 kW/osobę. Moc musi być dobrana do zapotrzebowania szczytowego. Aby posiadać wystarczające rezerwy, należy uwzględnić moc grzewczą dla przygotowania ciepłej wody użytkowej w domu jedno/ lub dwurodzinnym w wysokości 0,25 kW/osobę. Dokładny dobór dla przygotowania ciepłej wody użytkowej przedstawiony został w rozdziale 4.2 Spo-soby użytkowania pompy ciepła.

Przewody cyrkulacyjne nie powinny być w miarę możliwości używane. Podwyższają one od strony urządzenia zapotrze-bowanie na ciepło dla przygotowania ciepłej wody użytkowej aż do 50%. Jeśli przewody cyrkulacyjne okazują się konieczne (zawartość przewodów rurowych > 3 litry), to pompa cyrku-lacyjna powinna być sterowana przez zegar sterujący, tak by mogła działać tylko w szczytowym czasie zapotrzebowania.

Jeśli zapotrzebowanie na przygotowanie ciepłej wody użytkowej zostało uwzględnione już przy obliczaniu zapotrzebowania na ogrzewanie (ponieważ zostało ono wyliczone na podstawie zużycia z poprzednich lat), to przy ustalaniu całkowitego zapotrzebowania mocy nie ma potrzeby doliczać dodatkowo zapotrzebowania na moc dla przygotowania ciepłej wody. Nie jest to konieczne także wtedy, gdy ciepła woda będzie przygotowywana w nocy, a parametry ogrze-wania w tym czasie będą zredukowane – sensowne tylko przy pompach glikol/woda oraz woda/woda. Możliwe jest to do ustawienia w regulatorze pompy ciepła.

Zapotrzebowanie specjalne Q·

S

W niektórych przypadkach występuje dodatkowo zapo-trzebowanie ciepła na podgrzewanie wody basenowej. Czy to zapotrzebowanie na ciepło wchodzi w całkowite zapo-

150 m2 x 55 W/m2 = 8.250 W (8,25 kW)

Wskaźnik szwajcarski:Budynek

Specyficzne zapotrze-bowanie mocy grzew-czej

Bydynki mieszkalne sprzed 1990

40 - 80 W/m2

Budynki mieszkalne o dobrej izolacji cieplnej

30 - 40 W/m2

Domy pasywne ≤ 25 W/m2

Przykładowo maksymalne zapotrzebowanie mocy grzew-czej budynku o dobrej izolacji cieplnej wynosi:

150 m2 x 35 W/m2 = 5.250 W (5,25 kW)



Temperatura zasilania instalacji centralnego ogrzewania

Odbiorniki instalacji centralnego ogrzewania zasilane z pompy ciepła powinny w każdym przypadku zostać tak dobrane, by wymagane zapotrzebowanie na ciepło po-krywane było przy możliwie niskich temperaturach zasila-nia. Każdy stopień niżej w temperaturze zasilania oznacza oszczędność aż do 2,5% w zużyciu energii elektrycznej przez pompę ciepła.

Niskotemperaturowe systemy ogrzewania, przede wszystkim ogrzewania podłogowe i ścienne są szczegól-nie zalecane. Takie systemy ogrzewania płaszczyznowego pozwalają z reguły na maksymalne temperatury zasilania poniżej 35 °C przy efektywnej pracy pompy ciepła.

Jeżeli pompa ciepła zainstalowana zostanie w istniejącym budynku, to zmiana na płaszczyznowy system ogrzewania z reguły nie jest możliwa. W takim przypadku nie powinno się przekraczać temperatury zasilania wynoszącej około 55 °C (65 °C). Temperatura zasilania może zostać obniżona poprzez zredukowanie zapotrzebowania na ciepło. Możliwe jest tu zastosowanie następujących środków:

• wymiana okien• redukcja strat przy wietrzeniu (straty ciepła na

wentylację)

Dobór systemu pompy ciepła odbywa się zgodnie z całkowitym zapotrzebowaniem mocy x Z.

Q·

WP = (Q·

G + Q·

WW + Q·

S) x Z

Q·

WP = Całkowite zapotrzebowanie mocy grzewczejQ·

G = Zapotrzebowanie mocy na ogrzewanie (zapotrzebo-wanie ciepła dla budynku)Q·

WW = Zapotrzebowanie mocy dla przygotowania ciepłej wody użytkowejQ·

S = Zapotrzebowanie mocy dla potrzeb specjalnych

Wybór źródła ciepła

• izolacja stropów międzypiętrowych, izolacja konstrukcji dachowej i fasad

Dzięki obniżeniu zapotrzebowania na ciepło oraz zwiększeniu średniorocznego współczynnika efektywności pompy ciepła uzyskuje się oszczędności w zużyciu energii elektrycznej potrzebnej do jej pracy. Z reguły możliwe jest zainstalowanie tańszej i mniejszej pompy ciepła. Wymiana grzejników w celu obniżenia temperatury zasilania poprzez powiększenie powierzchni grzewczej powinna być brana pod uwagę dopiero jako ostatnia możliwość.Dla temperatur zasilania powyżej 55 °C należy zastosować specjalną, przystosowaną dla tego zakresu temperatur pompę ciepła (seria H do 65 °C) lub wsparcie pompy ciepła drugim źródłem ogrzewania. W systemie grzewczym istniejący kocioł może służyć w pracy biwalentnej jako wspomaganie przy niższych temperaturach zewnętrznych. Pompa ciepła może być również wspomagana przez grzałki elektryczne (tryb monoenergetyczny).

Kryteria wyboru pompy ciepła

Szczególną zaletą pompy ciepła jest korzystanie z dostępnego bezpłatnie ciepła z otoczenia. Do dyspozycji mamy pierwotne źródło ciepła, którym jest energia słoneczna i wtórne - grunt, wodę lub powietrze zewnętrzne. Typ pomp ciepła zależy od rodzaju źródła oraz nośnika ciepła:

• pompa ciepła glikol/woda• pompa ciepła powietrze/woda• pompa ciepła powietrze/powietrze• pompa ciepła woda/woda

Poszczególne źródła ciepła wykazują zróżnicowane właściwości. Nie można ich stosować oraz przyłączać wszędzie i w ten sam sposób. W zależności od danego przypadku mamy do czynienia ze zróżnicowanymi wymaganiami oraz warunkami terenu czy pomieszczeń, dlatego też nie istnieje uniwersalne, najlepsze rozwiązanie dla wszystkich sytuacji. Każdy przypadek należy rozważyć oddzielnie.

Krzywa A:

temperatura zaislania 90 oC

możliwy tylko tryb biwalentny z buforem równoległym

Krzywa B:

temperatura zasilania 75 0C

możliwy tylko tryb biwalentny z buforem równoległym

Krzywa C:

temperatura zasilania 60 0C

tryb monoenergetyczny z pompami powietrze/woda serii H

tryb monowalentny z pompami glikol/woda serii H

Krzywa D i E:

temperatura na zasilaniu mniejsza niż 55 0C,

tryb monoenergetyczny z pompami ciepła powietrze/woda albo

monowalentny z pompami glikol/woda i woda/woda




Źródło ciepła - powietrze

W przypadku pomp ciepła powietrze/woda jako źródło ciepła służy z reguły powietrze zewnętrzne. W przypadku obiektów gospodarczych i przemysłowych istnieje także możliwość wykorzystywania powietrza z pomieszczeń oraz powietrza wywiewanego na zewnątrz. Zastosowanie powie-trza z pomieszczeń lub wywiewanego powinno jednakże zostać ustalone z naszymi technikami już we wstępnej fazie planowania.

Wykorzystywanie powietrza z pomieszczeń jako źródła ciepła ma uzasadnienie w przypadku obiektów przemysłowych z dużą ilością wywiewanego ciepłego po-wietrza lub gdy konieczne jest chłodzenie pomieszczeń. Niedopuszczalne jest wykorzystywanie powietrza z zawartością amoniaku ani powietrza zanieczyszczonego chemicznie (np. powietrza odprowadzanego z budynków gospodarskich). Specjalnym przypadkiem jest kontrolo-wana wentylacja pomieszczeń mieszkalnych z odzyskiem ciepła. Do urządzeń wentylacyjnych wbudowuje się często pompy ciepła powietrze/powietrze. Tematem dalszej części jest najczęstszy przypadek: wykorzystywanie powietrza zewnętrznego przez pompę ciepła powietrze/woda.

alternatywę w stosunku do innych źródeł ciepła. Eksploatuje się je najczęściej w systemie monoenergetycznym z punktem doboru (punkt biwalentny – punkt pracy równoległej) między -2 a -7 °C. W takim przypadku pompa ciepła pokrywa ok. 95-98% całkowitego rocznego zapotrzebowania na energię.

Grunt jako źródło ciepła

Grunt magazynuje ciepło otoczenia sezonowo, a więc przez dłuższy okres. Powoduje to, że na przestrzeni roku mamy do dyspozycji ciepło o relatywnie stałej wysokiej temperaturze, a dzięki temu - wysoki współczynnik COP.

Wykorzystywanie ciepła zmagazynowanego w ziemi odby-wa się przez wymienniki gruntowe poziome (kolektor płaski) lub pionowe (sondy ziemne). Ciepło pobierane jest w obiegu zamkniętym (obieg solan-kowy), w którym poprzez parownik oddawane jest do obie-gu czynnika roboczego pompy ciepła.

Wymienniki gruntowe

Wydajność określana jest zasadniczo przez właściwości gle-by oraz ilość występującej w niej wody i minerałów. Stale wilgotne grunty są lepszymi źródłami ciepła niż grunty su-che i piaszczyste. Grunt regeneruje się przede wszystkim przez wnikające do niego opady.

Poziomo ułożony wymiennik gruntowy wymaga większej po-wierzchni – ok. 1,5 do 2,5 większej niż ogrzewana powierz-chnia mieszkalna. Powierzchnia ułożenia wymiennika musi być dostępna, niezabudowana oraz nieprzykryta elementa-mi nieprzepuszczającymi wody. Wymiennik układa się na głębokości 1,2-1,5m.Na obszarach nowego budownictwa możliwe jest ułożenie kolektorów w bardzo prosty sposób już w trakcie prac bu-dowlanych. Z wymaganej powierzchni zostaje zebrana warst-wa gruntu, a po ułożeniu wymiennika ponownie zasypana. Wymiennik może być ułożony także w odpowiednim rowie. Ogranicza to zakres robót ziemnych. Jeśli żaden z tych spo-sobów nie jest możliwy, istnieje możliwość wykonania piono-wego wymiennika gruntowego.

Przy doborze źródła ciepła należy uwzględnić następujące kryteria:

• wystarczająca dostępność• możliwie wysoka zdolność magazynowania ciepła• możliwie wysoki poziom temperatury• odpowiednia regeneracja• niskie koszty instalacji


Wierzchnia warstwa nie może być więc zabudowana czy też pokryta nieprzepuszczalnymi elementami.

Niskie, dobrze skalkulowane koszty instalacji stanowią znaczącą zaletę powietrza jako źródła ciepła. Wykorzysty-wanie powietrza nie wymaga żadnych zezwoleń. Pompy ciepła powietrze/woda mogą być ustawiane wewnątrz lub na zewnątrz budynku. Ustawienie wewnętrzne wymaga kanałów powietrznych dla doprowadzenia i odprowadzenia powietrza zewnętrznego. Ustawienie na zewnątrz wymaga mniejszej przestrzeni; tu należy przestrzegać wskazówek dotyczących ustawienia (głównie ze względu na emisję akustyczną).

Pompy ciepła powietrze/woda stanowią niskobudżetową



Sondy ziemne

Umieszczone pionowo sondy ziemne wymagają mniej po-wierzchni niż kolektor płaski. Jako że sondy ziemne muszą być wykonane przez kompetentne firmy wiertnicze, ozna-cza to z reguły wyższe koszty wykonania niż wymienniki gruntowe poziome.

Grunt jako źródło ciepła oferuje na przestrzeni roku niemalże stałe temperatury. Dla systemu pompy ciepła wy-nika z tego wysoki współczynnik wydajności przy niskim zużyciu energii. Pompy ciepła glikol/woda eksploatowane są z reguły w trybie monowalentnym (samodzielnym, bez

współpracy z dodatkowym źródłem ciepła).

Woda jako źródło ciepła

Zarówno woda powierzchniowa, jak i woda gruntowa mogą być wykorzystywane jako źródło ciepła. Woda po-wierzchniowa nadaje się jednak jedynie w wyjątkowych przypadkach. Istnieje bowiem zagrożenie zanieczyszcze-niami (algi, zawiesiny), niebezpieczeństwo zamarzania oraz zmienności temperatury na przestrzeni roku (topnienie śniegu).

Z reguły woda gruntowa wykorzystywana jest jako źródło ciepła przy pompach ciepła woda/woda. Woda gruntowa wykazuje na przestrzeni roku stałą, stosunkowo wysoką temperaturę około 10 °C. W ten sposób można uzyskać wyso-ki współczynnik efektywności. Pompa ciepła może być eks-ploatowana monowalentnie.

Uwzględnić należy wysokie koszty montażu i przyłączenia, ponieważ w celu użytkowania wody gruntowej wymagane jest wiercenie studni zrzutowej i czerpalnej.

Przed decyzją o wykorzystaniu wody gruntowej jako źródła

Przegląd źródeł ciepła

Grunt Powietrze Woda

Kolektor Sonda Powietrze zewnętrzne Woda gruntowa

Dostępność o + ++ o

Zdolność magazynowa-nia

+ ++ - ++

Poziom temperatury + + o ++

Temperatura doboru 0 °C 0 °C ok. 3 °C / - 5 °C 1) 10 °C

Regeneracja + + ++ ++

Koszt montażu + ++ -- + / ++ 2)

Obowiązek zezwoleń Zgłoszenie Tak Nie Tak1) 3 °C przy trybie biwalentnym; - 5 °C przy trybie monowalentnym 2) w zależności od głębokości odwiertu

Symbole: ++ bardzo wysoki, + wysoki, o średni, - niski, -- bardzo niski


Podczas gdy wymienniki gruntowe poziome muszą być zgłaszane jedynie w Urzędzie Gospodarki Wodnej, to wymienniki pionowe (sondy ziemne) wymagają na etapie projektowania wykonania projektu geologi- cznego i podlegają obowiązkowi zgłoszenia w Wy-dziale Ochrony Środowiska lokalnego urzędu. Przed rozpoczęciem prac wiertniczych należy je zgłosić do Państwowego Instytutu Górnictwa w Poznaniu. Leży to w gestii firmy wykonawczej. Projektowanie i wykona-nie muszą być powierzone certyfikowanej specjalisty-cznej firmie wiertniczej.

Z reguły istnieje dla tego typu instalacji obowiązek po-siadania zezwoleń ze strony Urzędu Gospodarki Wodnej.


Tryby pracy

Tryby pracy

Jeśli określone zostało już zapotrzebowanie na ciepło, należy jeszcze ustalić, w jaki sposób urządzenie ma być eksploatowane, aby uzyskać optymalny efekt techniczny i ekonomiczny.

Decyzja o właściwym trybie pracy zależy jednocześnie od dostępności możliwego źródła ciepła - grunt, woda lub po-wietrze.

Niezależnie od tego, jaki system ogrzewania zostanie za-stosowany, klientowi należy na wstępie doradzić zawsze optymalną izolację termiczną. Im lepsza izolacja, tym niższe koszty eksploatacji. W przypadku pomp ciepła oznacza to, że możliwe jest dobranie mniejszych urządzeń, co redukuje koszty inwestycyjne. Niskotemperaturowe systemy ogrzewania, przede wszystkim

ogrzewanie podłogowe i ścienne, nadają się szczególnie do zastosowania pomp ciepła. Należy dążyć do temperatury za-silania od 35 do 40 °C.

Średnia roczna linia liczby dni w zależności od temperatury zewnętrznej

Średnia roczna linia przebiegu dla temperatury zewnętrznej pokazuje ilość dni w roku, w których temperatura zewnętrzna spada poniżej określonej wartości.

Przebieg linii rocznych temperatur zależny jest od miej-scowych warunków klimatycznych. W rocznej linii ciągłej dla Gdańska widać, że przez 300 dni w roku termometry wskazują poniżej 15 °C. Można jednak też odczytać, że jedynie przez około 10 dni temperatura spada poniżej -5 °C; w rocznej linii ciągłej dla Warszawy widzimy, że tyko w trak-cie 10 dni w roku temperatura spada poniżej -8 °C, a w trak-cie 125 dni wykazuje wartości poniżej 0 °C. Pompy ciepła, dla których dobrana jest temperatura biwalentna -8°C, wymagają tylko przez niewielką ilość dni równoległego systemu ogrzewania (np. grzałki elektrycznej) w celu wspomożenia pompy ciepła.

W programie obliczeniowym Alpha-Plan ujęte są już dane klimatyczne dla wybranych miast, na podstawie których oblicza się współczynniki wydajności oraz stopień pokry-cia zapotrzebowania na ciepło. W obydwu przedstawio-nych wykresach rocznych linii ciągłych należy zauważyć, że mierzone godziny, w czasie których temperatura spadała poniżej określonej wartości, są dodawane i przedstawiane

ciepła konieczne jest sprawdzenie, czy na odpowiedniej głębokości występuje woda gruntowa w wystarczającej ilości oraz jakości. Analiza wody oraz budowa studni muszą być przeprowadzone w każdym wypadku przez doświadczoną firmę studniarską.


Linia przebiegu temperatury

Możliwe są następujące tryby pracy:monowalentny - tylko pompa ciepłabiwalentny - pompa ciepła i kocioł grzewczymonoenergetyczny - pompa ciepła i dodatkowe ogrze-wanie elektryczne


Monoenergetyczny tryb pracy stosowany jest z reguły tylko przy pompach ciepła powietrze/woda. W wyjątkowych przypadkach również przy pompach ciepła woda/woda, gdy np. zdolność odbioru wody studni zrzutowej jest zbyt mała. Przy czym istotne jest, by zdolność odbioru wody studni zrzutowej dopasowana była do wymaganego nomi-nalnego przepływu przez parownik pompy ciepła. Jeśli pompy ciepła glikol/woda eksploatowane są mono-energetycznie, to wielkość wymiennika gruntowego musi być specjalnie obliczona, ponieważ w tym przypadku uwzględniony musi być nie tylko pobór ciepła z gruntu, ale także pobór energii, zależny od całkowitego czasu pracy.Źródło ciepła przy monoenergetycznym trybie pracy pompy ciepła glikol/woda musi być dobierane według ob-liczonego całkowitego zapotrzebowania budynku na moc grzewczą, a nie jak, w wielu przypadkach, według mocy grzewczej pompy ciepła.

Tryby pracy

Monowalentny tryb pracy

W trybie monowalentnym pracują z reguły tylko pompy ciepła glikol/woda i woda/woda. Pompa ciepła do-bierana jest tak, że także przy najniższych temperaturach zewnętrznych do dyspozycji pozostaje wystarczająca ilość mocy.

W trybie monowalentnym pompa ciepła pokrywa samo-dzielnie zapotrzebowanie budynku na ciepło, a źródło ciepła dostarcza wymaganą ilość energii nawet przy niskich temperaturach zewnętrznych. Stopień pokrycia wynosi 100%.

w postaci pełnych dni. W praktyce okazuje się, że szczegól-nie w przejściowym okresie grzewczym w czasie 24 go-dzin występują wahania temperatury między maksymalną temperaturą dzienną a minimalną temperaturą nocną o kilka, a nawet kilkanaście stopni.


Monoenergetyczny tryb pracy

Tryb monoenergetyczny jest podobny do biwalentnego. Do-datkowym źródłem ciepła nie jest jednak kocioł olejowy lub gazowy, lecz niekosztowna grzałka elektryczna wbudowana w zbiorniku buforowym lub, w niektórych typach, zintegro-wana w obudowie pompy ciepła.

Jedynie w czasie niewielu bardzo zimnych dni dodatkowe ogrzewanie elektryczne wspomaga pompę ciepła w celu pokrycia zapotrzebowania na ciepło. Regulator pompy ciepła gwarantuje, że dodatkowe ogrzewanie nie pracuje dłużej, aniżeli jest to absolutnie konieczne.

Udział rocznej pracy pompy ciepła jest - tak samo jak w przy-padku trybu biwalentnego - bardzo wysoki i wynosi z reguły > 95%, tzn. mniej niż 5% energii grzewczej wytwarzane jest przy pomocy grzałki elektrycznej. Moc pompy ciepła może być dobrana dla punktu doboru (punktu biwalentnego) pomiędzy -2 °C, a -7 °C (w zależności od normowanej tem-peratury zewnętrznej).

Pole pomiędzy graniczną temperaturą ogrzewania a roczną linią ciągłą oznacza wielkość wyma-ganej energii grzewczej. W poniższych przykładach, wypełnione pole pokazuje udział pracy pompy ciepła w pracy całej instalacji.

Jeśli nie dysponujemy wymaganą powierzchnią dla wy-miennika gruntowego, to polecamy stosowanie pompy ciepła powietrze/woda w monoenergetycznym trybie pracy.

Biwalentny tryb pracy

W przypadku biwalentnego trybu pracy występuje obok pompy ciepła jeszcze jedno źródło ciepła, które przy niskich temperaturach zewnętrznych wspomaga ogrzewanie bu-dynku. Stosowanie pracy biwalentnej preferowane jest przy modernizacjach istniejących budynków, ponieważ istniejące już kotły grzewcze mogą być w prosty sposób zastoso-wane w celu wspomagania pompy ciepła.

Pompa ciepła dobierana jest do temperatury, przy której następuje wspomaganie drugim źródłem ciepła. Tempe-ratura ta nazywana jest punktem doboru lub też punktem biwalentnym.

Tryb biwalentny alternatywny wybierany jest, gdy koniecz-ne są wysokie temperatury zasilania i powrotu lub gdy moc grzewcza z dolnego źródła ciepła nie jest wystarczająca. Instalacja jest wtedy ogrzewana albo przez pompę ciepła, albo przez drugie źródło ciepła. Udział pracy pompy ciepła w pracy całej instalacji jest tu stosunkowo niski (np. 60%), dlatego też taki tryb pracy wybierany jest rzadko.


Przy trybie biwalentnym równoległym poniżej określonej temperatury zewnętrznej (np. 3 °C) pompa ciepła oraz drugie źródło ciepła pracują jednocześnie (równolegle).

Ten tryb pracy wybierany jest, gdy na przykład przy moder-nizacji istniejącego budynku pompa ciepła powietrze/woda instalowana jest bez demontażu istniejącego kotła grzew-czego.

Tryb pracy biwalentnej częściowo równoległej oznacza, że od określonej temperatury zewnętrznej, w zależności od za-potrzebowania mocy grzewczej, eksploatowana jest pom-pa ciepła wraz z drugim źródłem ciepła lub samodzielnie. W skrajnym przypadku, przy temperaturach zewnętrznych niższych od obliczeniowej, eksploatowane jest tylko drugie źródło ciepła.

Ten tryb pracy wybierany jest najczęściej w połączeniu z po-wietrzem jako źródłem ciepła lub z systemami grzewczymi o wysokiej temperaturze powrotu.

Wybór pompy ciepła przy trybie monoenergetycznym lub biwalentnym

Średnia wartość zapotrzebowania na ciepło oraz całkowitego zapotrzebowania mocy, np. zgodnie z PN-82/B-02403 oraz nową normą PN-EN 12831, odnosi się do normowanego obliczeniowego punktu doboru. W przypadku trybu mo-noenergetycznego lub biwalentnego nie oznacza to jednak punktu doboru dla pompy ciepła.

Pompa ciepła powietrze/woda przy trybie monoenerge-tycznym dobierana jest dla punktu biwalentnego.

Tryby pracynormowanych temperatur zewnętrznych z poniższej tabeli.

Normowana temperatura zewnętrzna

Punkt biwalentny Polska

- 16 °C - 4 °C do - 7 °C

- 18 °C - 5 °C do - 8 °C

- 20 °C - 6 °C do - 9 °C

- 22 °C - 7 °C do - 10 °C

- 24 °C - 8 °C do - 11 °C

Aby dobrać odpowiednie urządzenia w wykres mocy grze-wczej pompy ciepła wprowadza się krzywą charaktery-styki budynku. W uproszczony sposób może być ona wry-sowana jako odcinek łączący punkty wyznaczone przez wymaganą moc grzewczą w normatywnym punkcie dobo-ru (w przykładzie -16 °C, 12 kW) i moc grzewczą 0 kW przy 20 °C. Jeśli punkt przecięcia krzywej charakterystyki budy-nku z krzywą mocy grzewczej leży w pobliżu przewidzianej temperatury biwalentnej, to odpowiadająca temu punktowi pompa ciepła może zostać zastosowana. W przykładzie wy-brana została pompa o symbolu WP4.

W płaszczyźnie między krzywą mocy grzewczej a krzywą charakterystyki budynku w normowanym punkcie doboru można także odczytać zapotrzebowanie na moc, które po-kryte zostanie przez grzałkę elektryczną lub kocioł grzew- czy. Wymagane całkowite zapotrzebowanie na moc (moc grzewcza + zapotrzebowanie na moc dla wody użytkowej) x przerwy w dostawie energii elektrycznej = całkowitemu zapotrzebowaniu na moc w normowanym punkcie doboru.

Q. erf = 12 kW

Wybrana pompa ciepła posiada w normowanym punk-cie doboru moc grzewczą 5,8 kW. Dodatkowa moc konieczna do dostarczenia przez grzałki elektryczne (tryb monoenergetyczny) lub drugie źródło ciepła (tryb biwalentny) obliczana jest następująco:

Q.

zus = Q.

erf- Q.

WP(- 16 °C) =12 kW - 5,8 kW = 6,2 kW Z reguły dodatkowa moc grzewcza stanowi ok. 50-60% ko-niecznej całkowitej mocy grzewczej. Mimo, że udział mocy dodatkowego ogrzewania jest względnie wysoki, to udział w pracy wynosi jedynie ok. 2-5% w całkowitej rocznej pracy systemu grzewczego. Uzyskany punkt biwalentny wynosi ok. -4,5ºC.


Punkt biwalentny

Punkt biwalentny określa temperaturę zewnętrzną, do któ-rej pompa ciepła pokrywa obliczone zapotrzebowanie na ciepło bez dodatkowego ogrzewania. W praktyce jest jednak najczęściej tak, że nie wszystkie pomieszczenia ogrzewane są w tym samym stopniu, np. sypialnia, pokój gościnny czy też warsztat. Tak więc podczas eksploatacji ustawia się najczęściej niższy punkt biwalentny.

Praktyczne punkty biwalentne można przejąć w zależności od


Przykłady doboru dla trybu monoenergetycznego



W celu wyboru pompy ciepła konieczna jest znajomość całkowitego zapotrzebowania mocy oraz przerw w dosta-wach energii elektrycznej jak i temperatury zasilania i do-lnego źródła ciepła. Przy projektowaniu systemu z pompą ciepła można przeprowadzić wstępny dobór na podstawie przeglądu urządzeń na stronie 12 cennika. Konieczne jest sprawdzenie takiego doboru na podstawie danych technicz-nych wybranej pompy ciepła.

Streszczenie wskazówek:

• podstawą doboru urządzenia jest całkowite zapo-trzebowanie mocy grzewczej obiektu.

• przy doborze systemu ogrzewania należy zwracać uwagę na temperatury zasilania. Preferowane po-winny być niskotemperaturowe systemy ogrzewania, takie jak ogrzewanie podłogowe lub ścienne.

• tryb pracy określa punkt doboru dla ustalenia mocy pompy ciepła.

• w przypadku przewidywanych przerw w dostawie energii elektrycznej powinny być one uwzględniane przy doborze pompy ciepła. Z doświadczenia wynika, że wystarcza podwyższenie mocy grzewczej pompy ciepła o ok. 10-15% (przy niskotemperaturowych sy-stemach ogrzewania).

• dobór pompy ciepła przeprowadza się na podstawie danych urządzenia i krzywych mocy grzewczej.

• przewidziane granice zastosowania pompy ciepła muszą być bezwarunkowo zachowane.

• dla ustawienia pompy ciepła oraz jej podłączenia muszą być uwzględnione wytyczne instrukcji montażu i obsługi oraz schematy przyłączeń.

• w celu umożliwienia prac serwisowych przy pompie ciepła konieczne jest przestrzeganie wytycznych dla ustawienia pompy.

• pompy ciepła przeznaczone do ustawienia wewnątrz budynków muszą być ustawiane w pomieszczeniach chronionych przed mrozem.

• aby zapobiec przenoszeniu się drgań podłączenie do systemu ogrzewania musi być dokonane przy użyciu elastycznych węży.

• nie stosować podestów poliuretanowych.• przy pompach ciepła powietrze/woda w ustawie-

niu zewnętrznym należy zachować co najmniej minimalną wymaganą odległość od sąsiedniego bu-dynku (8-10m).

• natężenia przepływu po stronie źródła ciepła oraz wody grzewczej muszą być zachowane.

• krzywe grzewcze należy ustawić w zależności od temperatury powrotu.

Najważniejsze wytyczne projektowe

Tak, jak zróżnicowane są warunki miejscowe, tak samo zróżnicowane są wymagania w stosunku do pompy ciepła. Alpha-InnoTec dysponuje szerokim spektrum pomp ciepła, tak by spełnione zostały wszelkie wymagania.

Dla źródeł ciepła powietrze, woda, grunt Alpha-InnoTec ofe-ruje odpowiednie standardowe pompy ciepła.

Dla wymogów specjalnych odpowiednim jest wielofunkcyjny zasobnik Alpha-InnoTec, który umożliwia połączenie większej ilości źródeł ciepła oraz znacznie redu-kuje nakłady związane z instalacją.

Dla renowacji starych obiektów budowlanych oferowane są specjalne pompy ciepła powietrze/woda serii H. Zostały one opracowane dla modernizacji systemów grzewczych i i przy-stosowane są do temperatur zasilania do 65 °C.

Pompy ciepła serii Compact upraszczają Państwu instalację. W tym przypadku zbiornik buforowy wody grzewczej (dot. pomp powietrze/woda)oraz wymagane pompy obiego-we są już zintegrowane w obudowie pompy ciepła (patrz rozdział 2.1 i 2.2).

Centrala grzewcza integruje wszystko w jednej obudo-wie: ogrzewanie i przygotowanie ciepłej wody użytkowej. Pompę ciepła oraz zasobnik c.w.u. można dla celów trans-portowych rozdzielić i osobno dostarczyć na miejsce montażu. Prosty system łączeń umożliwia bezproblemowe połączenie obu komponentów na miejscu.

Dane o mocy

Moc grzewcza pompy ciepła jest zależna od temperatury źródła ciepła oraz od temperatury zasilania systemu ogrze-wania. Dane o mocy pompy ciepła odnoszą się zawsze do tych temperatur. Norma EN 14511 ustala powszechnie stosowane oznaczenia tych punktów temperaturowych, składające się z liter i cyfr. Pierwsza litera określa źródło ciepła, druga litera medium poboru ciepła. Liczby odnoszą się do temperatur w °C. W normie tej założone zostały następujące skrótowe określenia:

Pochodna określenia źródła ciepłaW water WodaB brine SolankaA air Powietrze

4.1 Praktyczne wskazówki oraz najczęstsze pytania 4.2 Słownik pojęć

Moc grzewcza dla określonych punktów może być odczytana z danych technicznych. Wartości dla temperatur pomiędzy punktami określonymi normą można odczytać z krzywych mocy grzewczej.


Technische Änderungen vorbehalten · © Alpha-InnoTec16 Zastrzegamy prawo do zmian technicznych.

Jakość ma swoją nazwę


2.1 Pompy ciepła powietrze/woda ....................................................20

2.2 Pompy ciepła glikol/woda ..............................................................36

2.3 Pompy ciepła woda/woda .............................................................56

Jakość ma swoją nazwę



2.1 Pompa ciepła powietrze/woda

Wskazówki dotyczące projektowania ...................................................................................................................................................... 20 Dobór .................................................................................................................................................................................................................... 21

Ustawienie zewnętrzne ........................................................................................................................................ 24

Wskazówki dotyczące ustawienia .............................................................................................................................................................. 25 Przyłącza .............................................................................................................................................................................................................. 27

Ustawienie wewnętrzne ....................................................................................................................................... 28

Wskazówki dotyczące ustawienia .............................................................................................................................................................. 28 Poziom głośności .............................................................................................................................................................................................. 30 Kanały powietrzne ........................................................................................................................................................................................... 31 Systemy kanałów powietrznych 700 i 900 .............................................................................................................................................. 32



Wskazówki dotyczące projektowania

Pompy ciepła powietrze/woda wykorzystują energię zawartą w powietrzu zewnętrznym. W tym celu powietrze zasysane jest przy pomocy wentylatora, następnie transportowane przez parownik pompy ciepła i schładzane. Energia oddawana jest medium roboczemu pompy ciepła. Energia ta podnoszona zostaje przez obieg pompy ciepła na wyższy poziom temperatury i przekazana do obiegu grzew-czego.

Powietrze zewnętrzne transportowane jest bezpośrednio przez parownik pompy ciepła powietrze/woda. W wyni-ku schłodzenia powietrza spada wilgotność i możliwe jest oblodzenie/oszronienie parownika. Element ten w razie potrzeby zostaje odlodzony/odszroniony poprzez odwrócenie obiegu pompy ciepła. Aby zagwarantować odszronienie, wymagane jest zastosowanie w systemie pompy ciepła zbiornika buforowego. Przedłuża on także czas pracy pompy ciepła przy niskich zapotrzebowa-niach mocy i zapobiega w ten sposób częstemu włączaniu i wyłączaniu się pompy ciepła (taktowaniu).

Powietrze jako źródło ciepła posiada tę zaletę, że występuje wszędzie i może zostać zagospodarowane przy niewielkich nakładach, bez konieczności uzyskania zezwolenia. Pompy ciepła powietrze/woda występują w wariantach ustawienia na zewnątrz oraz wewnątrz budynków.

Pompy ciepła w ustawieniu zewnętrznym zasysają powietrze bezpośrednio. Ciepła woda na zasilaniu i powrocie prowa-dzona jest w gruncie poniżej strefy zamarzania do budynku do bufora pompy ciepła. W celu zapobieżenia stratom ciepła rury muszą być dobrze zaizolowane.

Przy pompach ciepła w ustawieniu wewnętrznym pobór i odprowadzenie powietrza odbywają się przez kanały po-wietrzne, które wychodzą na zewnątrz budynku. Należy zawsze preferować ustawienie narożne, w przeciwnym razie konieczne jest podjęcie środków dla uniknięcia mieszania się strumieni powietrza (pobieranego ciepłego powietrza z zim-nym powietrzem wydmuchiwanym).

Powietrze zewnętrzne służące jako źródło ciepła schładzane jest w pompie ciepła. Prowadzi to do kondensacji wody. Ko-nieczne jest zagwarantowanie odpływu kondensatu wody w stanie niezamarzniętym.

Dla każdego zastosowania Alpha-InnoTec oferuje odpowiednią pompę ciepła. W przypadku pompy ciepła powietrze/woda proponujemy Państwu, obok pomp stan-da-rdowych, pompy ciepła skonstruowane specjalnie dla budynków poddanych modernizacji, o wysokich tempera-

turach zasilania do 65 °C (LW 150H-A oraz LW 320H-A).

Specjalnie dla sektora nowego budownictwa Alpha-InnoTec opracowała serię Compact (LWC). Bezkonkurencyjnie ciche urządzenia wyróżniają się nie tylko swoim wzornictwem, lecz także bogatym „życiem wewnętrznym”. W pompach ciepła serii Compact zintegrowane są:

- zbiornik buforowy- pompa obiegowa- zawór bezpieczeństwa- naczynie wzbiorcze- regulator Luxtronik 2.0- grzałka elektryczna 6 kW

W ten sposób znacznie obniżone zostają nakłady na instalację.

Seria pomp ciepła Zewnętrzne Wewnętrzne

Standard LW-A LW …

Wysokotempera-turowe

LW …H-A LW …H

Compact - LWC

Pompy ciepła powietrze/woda mogą pracować przy temperaturze zewnętrznej nie niższej niż -20 °C. Jako że wraz z obniżającą się temperaturą zewnętrzną spada moc grzewcza pompy ciepła, z ekonomicznego punktu widze-nia sensowne jest rozważenie drugiego źródła ciepła oraz eksploatowanie pompy ciepła w trybie monoenergetycznym lub biwalentnym-równoległym. W ten sposób zapo-biega się kosztownemu przewymiarowaniu i ogranicza się taktowanie pompy ciepła w okresie przejściowym (wiosen-nym i jesiennym).

Grzałka elektryczna jako dodatkowe źródło ciepła (ogrze-wanie dodatkowe) zalecana jest w nowym budownictwie. Wszystkie pompy ciepła powietrze/woda wyposażone są w grzałkę elektryczną (oprócz LW 310), która wspomaga pompę ciepła przy temperaturach poniżej punktu biwalent-nego. W tym przypadku mowa jest o monoenergetycznym trybie pracy pompy ciepła powietrze/woda.

W przypadku modernizacji budynków możliwe jest wspo-maganie pompy ciepła przy temperaturach poniżej punk-tu biwalentnego istniejącym kotłem grzewczym. Taki typ określany jest jako biwalentny lub biwalentny-równoległy.



grzałki wynika z różnicy pomiędzy zapotrzebowaniem na ciepło a mocą grzewczą w normatywnym punkcie doboru.

Q. E-Stab = Q

. WP - Q

. WP,Tn

Q. E-Stab= 9,6 - 4,5 kW = 5,1 kW

W przytoczonym przykładzie konieczne jest więc zastoso-wanie grzałki o mocy 6,0 kW

Z reguły moc grzewcza grzałki oscyluje w granicach 50-60% wymaganej mocy grzewczej (przy doborze/wymiarowa-niu pompy ciepła i mocy grzałki konieczne jest oczywiście zwrócenie uwagi na uwarunkowania dla danego kraju). Mimo że udział grzałki elektrycznej w mocy jest relatywnie wysoki, to udział w rocznym wymiarze pracy wynosi jedynie ok. 2-7%.

Q. WP: Konieczna maksymalna moc systemu pompy

ciepła

Q. G: Zapotrzebowanie budynku na moc grzewczą

Q. WW: Zapotrzebowanie mocy dla przygotowania

wody użytkowej (patrz zapotrzebowanie na ciepło i na moc)

Q. E-Stab: Moc grzałki

Q. WP,Tn: Moc grzewcza pompy ciepła w normatywnym

punkcie doboru

Z: Wskaźnik przerw w dostawie energii elektrycznej

Dobór/wymiarowanie

Dobór pompy ciepła powietrze/woda dla monoenergety-cznego trybu pracy powinien zostać przeprowadzony w taki sposób, żeby punkt biwalentny znajdował się dla Polski między -4 °C a -10 °C (między -2 °C a -7 °C - Niemcy lub -3 °C a -12 °C - Szwajcaria). W przypadku tak dobranego punktu biwalent-nego ok. 93-98% średniorocznej pracy systemu grzewczego pokrywane jest przez pompę ciepła.

Przykład dla Niemiec i Austrii:Wybrany budynek wykazuje całkowite zapotrzebowanie na moc, zgodnie z DIN 4701 (SIA 384/2 – Szwajcaria) lub zgodnie z nową normą UE EN 12831 wynoszące 7,7 kW. Zakłada się zapotrzebowanie na ciepłą wodę dla 4 osób oraz temperaturę obliczeniową -16°C. Dostawca energii elektry-cznej określa przerwy w dostawie energii w wymiarze 2x2 godziny. Wskaźnik Z przerw w dostawie wynosi 1,1 (patrz rozdział 1.1). Na podstawie tych danych określona zostaje moc:

Q. WP = (Q

. G + Q

. WW) x Z = (7,7 kW + 1,0 kW) x 1,1 = 9,6 kW

Dla ogrzania budynku, przy uwzględnieniu przerw w do-stawie energii elektrycznej, wymagana jest moc grzewcza 9,6 kW. W przypadku pomp ciepła powietrze/woda nie jest wskazane dobieranie mocy pomp ciepła dla normatywnego punktu doboru, dlatego też pompy ciepła powietrze/woda dobierane są do punktu biwalentnego.

W przewidzianym monoenergetycznym trybie pracy pompa ciepła 1 pokrywa całkowicie zapotrzebowa-nie na ciepło do punktu biwalentnego, czyli temperatury zewnętrznej -5 °C. Przy niższych temperaturach włączana jest jako wspomaganie grzałka elektryczna. Wymagana moc



Przykład dla Szwajcarii:Przykład doboru dla domu o dobrej izolacji termicznej ze specyficznym zapotrzebowaniem na ciepło wynoszącym 35W/m2 przy normatywnej temperaturze zewnętrznej -10 °C oraz 4-osobowym gospodarstwie. Przerwy w dosta-wie energii elektrycznej wynoszą 3x2 godziny a powierz-chnia do ogrzania 160 m2. Jako powierzchnię grzewczą prze-widuje się ogrzewanie podłogowe 35 °C /28 °C .

Q. G = 160 m

2 x 35 W/m2 = 5.600 W

Q. G = zapotrzebowanie budynku na moc grzewczą

Q. W = 0,25 W/os. x 4 os. = 1.000 W

Q. W = zapotrzebowanie mocy dla przygotowania c.w.u.

Z = 1,15 (patrz tabela rozdział 1.2)

Q. WP = (5,6 kW + 1 kW) x 1,15 = 7,6 kW

Na wykresie mocy grzewczej konieczne jest naniesienie całkowitego zapotrzebowania mocy oraz ujętej uproszczo-nej krzywej charakterystyki budynku.

Z wykresu możliwy jest odczyt danego punktu biwalentne-go. Dla pompy ciepła 2 punkt biwalentny wynosi -2 °C, a wy-magana moc dodatkowego ogrzewania to 3,0 kW.

Dla pompy ciepła 1 punkt biwalentny wynosi -6 °C, a wyma-gana moc dodatkowego ogrzewania to 1,8 kW.

Dobór/wymiarowanie

Grzałkę elektryczną, zintegrowaną w pompach ciepła serii Compact, można tak podłączyć, żeby dostarczała 2 kW, 4 kW lub 6 kW.

Wybór pompy ciepła zależy od tego, jaka moc przyłącza dla ogrzewania dodatkowego (w postaci grzałki elektry-cznej) dozwolona jest ze strony dostawcy energii elektry-cznej.

W przypadku dopuszczenia mocy tylko 2,0 kW, konie-czny jest wybór pompy ciepła 1.

Jeśli możliwe jest użytkowanie dodatkowego ogrzewa-nia o mocy 4,0 kW, to dla tego obiektu wystarczająca jest pompa ciepła 2.


o


Dobór/wymiarowanie

Przykład doboru przy modernizacjach budynków:Kolejny przykład pokazuje, że także budynek o zapotrze-bowaniu ciepła nawet do ok. 25 kW może być obsługiwany w ekonomiczny sposób przez pracującą w trybie monoenergetycznym pompę ciepła powietrze/woda.

Przykład dotyczy istniejącego budynku z 4 mieszkańcami, który będzie poddany modernizacji. Uśrednione roczne zużycie oleju opałowego z ostatnich 3 lat wynosi ok. 6000 litrów. Przewidziana do ogrzania powierzchnia to 330 m2. Przerwy w dostawie energii elektrycznej ze strony dostawcy to 4x1 godzina.

Najniższa obliczeniowa temperatura zewnętrzna wynosi -16 °C. System odbioru ciepła może pozostać bez zmian, ponieważ grzejniki mogą być zasilane wodą grzewczą o temperaturze 65 °C.

W przypadku modernizacji należy uprzednio sprawdzić, czy temperatura zasilania 65 °C jest wystarczająca.

Q. G = 6.000 l/a : 250 l/(a x kW) = 24 kW

Z = 1,2 (patrz tabela 1.2)

Q. WP = 24 kW x 1,2 = 28,8 kW

Zapotrzebowanie mocy dla przygotowania ciepłej wody użytkowej nie musi być w tym przykładzie uwzględniane, ponieważ jest ono już zawarte w wielkości zużycia oleju opałowego.

Należy się posłużyć wykresem dla pomp ciepła serii LW ...H przy temperaturze zasilania 65 °C.

Można z niego odczytać, że punkt biwalentny wynosi ok. -3 °C, a pompa ciepła LW 320H w punkcie doboru ma moc 15 kW.

Obliczenie mocy ogrzewania dodatkowego.

Q. E-Stab =Q

. WP - Q

. WP, Tn

Q. E-Stab = 28,8 kW - 15 kW

Q. E-Stab = 13,8 kW

W pompie ciepła LW 320 H wbudowana jest grzałka 9 kW. W zbiorniku buforowym konieczne jest wbudowanie kolej-nej grzałki o mocy 4,5 kW lub 6,0 kW. Wbudowana w pompę ciepła grzałka wspomaga także podgrzewanie ciepłej wody użytkowej.

Jeśli temperatura zasilania 55 °C jest wystarczająca, to za-leca się zastosowanie średniotemperaturowej pompy ciepła. W przytoczonym przykładzie byłaby nią ustawiona wewnątrz budynku pompa ciepła LW 251.

Obniżenie temperatury zasilania oznacza niższe koszty eksploatacji.


Aussenaufstellung


Wymagania w stosunku do fundamentu w miejscu ustawie-nia oraz ułożenia rur grzewczych są niewielkie.

Pompy ciepła LW 71A oraz LW 81A umieszczone są w prostokątnej obudowie. Dzięki kompaktowej konstrukcji potrzebna do ustawienia powierzchnia jest bardzo mała.

W przypadku tej serii urządzeń powietrze transportowane jest diagonalnie przez parownik. Wskazówki dotyczące ustawienia oraz minimalne odległości znajdą Państwo w rozdziale 2.1.

W urządzenia wbudowana jest już grzałka elektryczna o mocy 6,0 kW.

Pompy ciepła LW 101A do 310A oraz LW 150H-A umieszczone są w nowych obudowach.

Typy pomp z wbudowaną fabrycznie grzałką:LW 101A do 251ALW 150H-A oraz LW 320H-A

Przy doborze pompy ciepła należy sprawdzić, czy wbudo-wane grzałki elektryczne są wystarczające.

Niezbędnym dla wszystkich pomp ciepła w ustawieniu zewnętrznym wyposażeniem jest wieża hydrauliczna lub re-gulator ścienny Luxtronic 2.0 oraz odpowiednie przewody sterowania i czujnika.

Przewody sterowania i czujnika dostępne są w długościach 5 – 60 m.

LW 71A

LW 320H-A

Ustawienie zewnętrzne


Aussenaufstellung


Wskazówki dotyczące ustawienia

Przy doborze miejsca ustawienia należy przestrzegać następujących wymagań:

• pompa ciepła musi być dostępna ze wszystkich stron• pobór i wydmuch powietrza muszą być swobodne.

Wydmuch powietrza z pompy ciepła jest o około 5 K zimniejszy niż temperatura otoczenia, należy się więc liczyć z przedwczesnym tworzeniem się oblodzeń. Dlatego też obszar wydmuchu nie powinien być skie-rowany na:

- ściany - tarasy - chodniki i ścieżki dla pieszych• odstęp pompy ciepła od ścian, tarasów, chodników itp.

powinien wynosić przynajmniej 3 m.• w celu uniknięcia mieszania się powietrza oraz wzro-

stu poziomu hałasu w wyniku odbić, należy unikać ustawiania w niszach, kątach i pomiędzy murami.

• ustawienie pompy w obniżeniach terenu (nieckach) nie jest dozwolone, ponieważ zimne powietrze płynie w dół, co uniemożliwia wymianę powietrza.

Podłoże:

• pompa ciepła musi być ustawiana na trwałej, rów-nej i płaskiej powierzchni - zaleca się ustawienie pompy ciepła na wylanej płycie betonowej lub na płytach chodnikowych ułożonych na warstwie mrozoodpornej.

• pompa ciepła musi stać poziomo na całej swojej po-wierzchni.

• w celu uniknięcia mostków akustycznych podstawa pompy ciepła musi w całości być ustawiona na funda-mencie.

ca. 10 cm Betonplatte

ca. 30 cmFrostschutz

(Schotter 0-32/56 mmverdichtet)

(Schotter 0-32/56 mmverdichtet)

GehwegplattenSand

Sockel Betonplatte gegossen Sockel Gehwegplatten

Uwaga! Płyty chodnikowe muszą być dosto- sowane do wagi ustawianego urządzenia!



Aussenaufstellung


Obszar wydmuchu powietrza, gdzie podczas zimnych dni, w wyniku kondensacji może dojść do tworzenia się oblodzeń (tak więc nie w obszarze chodnika!) oraz do przymarznięć na fasadzie. Ta przestrzeń musi pozostawać wolna oraz być uwzględniana przy ustawieniu urządzenia.



Aussenaufstellung


Przyłącza

Przyłącze ciepłej wodyPołączenie pompy ciepła z obiegiem grzewczym odbywa się przez izolowane cieplnie przewody rurowe lub przez rury preizolowane, ułożone w glebie poniżej strefy zamarzania. Podłączenie do pompy ciepła odbywa się przy pomocy przyłączy elastycznych.

Przekroje rur oraz pompy obiegowe należy dobrać tak, by zagwarantować przynajmniej podane poniżej minimalne natężenia przepływu wody grzewczej:

TypMinimalny prze-

pyw wodyPrzyłącze

Seria H

LW 150H-A 700 l/h gwint zew. 1"

LW 320H-A 1600 l/h gwint zew. 5/4"

LW 71A 1000 l/h gwint zew. 1"




LW 140A 2000 l/h gwint zew. 5/4"




Przyłącze elektryczneWszystkie przewody elektryczne prowadzone są do pom-py ciepła przez ułożoną w gruncie pustą rurę o przekroju przynajmniej 70-100mm. Zasilanie elektryczne (sprężarki i grzałki elektrycznej) należy poprowadzić oddzielnymi prze-wodami do zainstalowanych w pompie zacisków. Przewody czujnika i sterowania przyłączane są przy pomocy przygo-towanych wtyczek do płyty regulatora pompy ciepła. Wy-magane wtyczki znajdują się w skrzynce rozdzielczej pompy ciepła; w celu przyłączenia skrzynka nie musi być otwierana.

Puste rury muszą być zaizolowane przeciwwilgociowo.

Odpływ kondensatuWytrącające się z powietrza skropliny muszą być, w stanie niezamarzniętym, odprowadzane rurą z tworzywa sztu-cznego o przekroju przynajmniej 50mm. W przypadku podłoża przepuszczającego wodę wystarczy, że rura wody kondensacyjnej wprowadzona jest pionowo w glebę na głębokość przynajmniej 90 cm. W przypadku, gdy kondensat odprowadzany jest do drenów lub do kanalizacji, należy zwrócić uwagę na to, aby rury ułożone były z odpowiednim spadkiem i zabezpieczone przed zamarzaniem.

Plan fundamentu/powierzchni ustawienia.

1. Wprowadzić odpływ kondensatu do nasiąkliwej gleby, poniżej strefy zamarzania (min. 900 mm poniżej po-wierzchni gruntu). Rura wody kondensacyjnej min. Ø 50 mm.

2. Przewody wody grzewczej na zasilaniu i na powrocie poprowadzone przez rury preizolowane. Przy krótkich odległościach (maks. 3 m) możliwe jest także zastoso-wanie izolowanych, odpornych na ciśnienie węży gu-mowych w rurze z tworzywa DN 200. Rury z tworzywa sztucznego muszą być na swoich końcach uszczelnione pianką!

3. Rura ochronna dla przewodów sterowania i czujnika oraz przewodu elektrycznego: min. 70-100 mm.

4. Na przejściu przez mur izolacja przeciw wilgoci i wodzie.

5. Warstwa żwiru dla przyjęcia do 100 l wody kondensa-cyjnej, jako bufor dla wsiąkania!




Innenaufstellung

Przy instalacji na górnej kondygnacji należy sprawdzić nośność stropu. Starannie zaplanować tłumienie drgań, aby zapobiec ich przenoszeniu na konstrukcję budynku. Odradza się ustawianie na stropach drewnianych.

Miejsce ustawienia. Pomieszczenie przeznaczone do ustawienia musi być za-bezpieczone przed zamarzaniem i suche. Pompa ciepła musi zostać ustawiona na nośnym i poziomym podłożu. Podstawa ramy pompy musi przylegać do podłoża na całej swojej powierzchni. Celem uniknięcia przenoszenia drgań na budynek, zaleca się w przypadku podwyższonych wy-mogów akustycznych ustawienie pompy ciepła na podłożu o właściwościach tłumiących drgania. Pompa ciepła nie po-winna jednakże być ustawiona na podeście z poliuretanu, przeznaczonym dla kotła grzewczego. Strona z panelem obsługi regulatora musi być stale dostępna dla serwisanta.

Przyłącze ciepłej wody.W celu stłumienia drgań pompa ciepła połączona zostaje z przewodami zasilania i powrotu wody grzewczej za pomocą węży elastycznych. Przekroje rur oraz pompy obie-gowe należy dobrać tak, by zagwarantować przynajmniej podane poniżej minimalne natężenia przepływu wody grzewczej:

TypMinimalne

przepływ wodyPrzyłącze

LWC 60 650 l/h gwint zew. 1"



LW 101 1500 l/h gwint zew. 1"


LW 121 1650 l/h gwint zew. 1"

LW 140 2000 l/h gwint zew. 5/4"LW 180 2000 l/h gwint zew. 5/4"

LW 251 2500 l/h gwint zew. 5/4"

LW 310 4000 l/h gwint zew. 6/4"

Seria H

LW 150H 700 l/h gwint zew. 1"

LW 320H 1600 l/h gwint zew. 5/4"

Pompy ciepła serii Compact wyposażone są fabrycznie w pompę obiegową.

Odpływ kondensatuWytrącające się z powietrza skropliny muszą być odprowa-dzane w stanie niezamarzniętym. Aby możliwe było odpro-wadzenie także większych ilości wody - możliwe jest po-wstawanie nawet do 50 l kondensatu – rura kondensacyjna musi posiadać przekrój przynajmniej 50 mm. Odpływ wody kondensacyjnej przeprowadzany jest przez syfon do kanału ściekowego. Jeśli nie jest to możliwe, wymagane jest zasto-sowanie pompy kondensatu.

Wysokość przyłącza odpływu, przy ustawieniu pompy ciepła bez zbiornika buforowego pod pompą ciepła, może wynosić maksymalnie 40 cm. Przy stosowaniu zbiornika

Jeżeli ustawienie na zewnątrz nie jest możliwe, pompa ciepła może zostać ustawiona w budynku. W tym przy-padku wymagane są kanały powietrzne, którymi powietrze zewnętrzne jest doprowadzane do pompy ciepła i od niej odprowadzane.

Wskazówki dotyczące ustawienia

Pompy ciepła powietrze/woda muszą być ustawiane w pomieszczeniu suchym, o dodatniej temperaturze. Przez pompę ciepła oraz kanały powietrza prowadzone jest zimne powietrze zewnętrzne o temperaturze do -20 °C.

Jeśli w pewnych pomieszczeniach wilgotność powietrza w następstwie niedostatecznego wietrzenia lub dodatko-wej wilgoci (suszenie prania, rośliny itp.) jest za wysoka, to w miejscach o niskich temperaturach powierzchniowych (zwłaszcza w okolicach wydmuchu z pompy ciepła) możliwe jest zbieranie się wody kondensacyjnej, co może prowadzić do powstawania pleśni.

Jej powstawaniu można bardzo często zapobiec poprzez właściwe wietrzenie. Podczas wietrzenia zimne, względnie suche powietrze z zewnątrz podgrzewane zostaje do tempe-ratury pomieszczenia. W wyniku tego podwyższenia tempe-ratury wchłaniany zostaje nadmiar wilgoci, który w innym wypadku osiadałby na ścianach lub innych elementach. W zależności od użytkowania pomieszczenia oraz wilgoci konieczne jest gruntowne i regularne wietrzenie.

LW 180

Ustawienie wewnętrzne



Innenaufstellung

Przepływ powietrzaW celu efektywnej i bezawaryjnej eksploatacji do pompy ciepła musi być dostarczony odpowiednio duży strumień powietrza. Jego wielkość zależy przede wszystkim od mocy grzewczej pompy ciepła i wynosi do 7000 m3 na godzinę. By zagwarantować te wielkości konieczne jest zachowanie mi-nimalnych wymaganych wymiarów kanałów powietrznych.

Pompy ciepła powietrze/woda w ustawieniu wewnętrznym mogą być z reguły eksploatowane tylko przy zastosowaniu kanałów powietrznych. Przy projektowaniu należy uwzględnić wymaganą dla instalacji kanałów powietrznych przestrzeń (patrz plan ustawienia).

W celu uniknięcia silnego ochłodzenia pomieszczeń oraz ze względów na zasady bezpieczeństwa kanały powietrzne muszą być wyprowadzone na zewnątrz.

Przepływ powietrza przez kanały musi odbywać się możliwie swobodnie. Należy unikać zbędnych oporów po-wietrza. Całkowita strata ciśnienia nie może przekraczać wartości podanych w danych technicznych urządzeń. Uwzględnić należy między innymi kratki i siatki ochronne, zmiany kierunków przewodów oraz kanały powietrzne.

Aby nie przekraczać maksymalnych strat ciśnienia, istniejąca w pomieszczeniu wentylacja powinna zostać poprowadzo-na z maksymalnie dwiema zmianami kierunków (łukami). Przy odstępstwach od standardowych ustawień lub przy za-stosowaniu obcych komponentów należy sprawdzić mini-malny przepływ powietrza oraz stratę ciśnienia.

Pobór powietrza / wydmuch powietrzaO ile tylko jest to możliwe, miejsce poboru i wydmuchu po-wietrza powinny znajdować się po różnych stronach budynku. Przy umiejscowieniu ich na jednej ścianie niezbędne jest zabezpieczenie przed mieszaniem się obu strumieni - poprzez odpowiednią odległość między wylotami kanałów lub stawiając pomiędzy nimi przegrodę.

Otwory powietrzne w murze muszą być zabezpieczone przed wnikaniem ciał obcych (liście, drobne zwierzęta). W tym celu możliwe jest zastosowanie odpowiedniego osprzętu znajdującego się w naszej ofercie.

W przypadku przyłączy przechodzących przez okienka piwniczne, muszą one zostać wyposażone w odpowiedni odpływ wody deszczowej. Zaleca się stosowanie kratek chroniących przed deszczem.

Przy ustawieniu urządzenia powyżej poziomu gruntu, przed wylotami kanałów powietrznych instalowane są siat-ki ochronne.Straty ciśnienia na kanałach powietrznychPrzy obliczaniu długości systemu kanałów powietrznych należy uwzględnić maksymalne dostępne ciśnienie wen-tylatora.


buforowego dolnego wysokość przyłącza odpływu wody nie może przekraczać maksymalnej wysokości 75 cm (patrz plany ustawienia).



Innenaufstellung

Poziom głośności

Powstawanie szumów związanych z pompami ciepła jest tematem delikatnym. Alpha-InnoTec stawia czoła temu pro-blemowi. Dzięki optymalnej izolacji akustycznej możliwe było w serii Compact osiągnięcie najlepszych możliwych wartości akustycznych.

Mimo cichej pracy należy przy wyborze miejsca ustawienia bądź umiejscowienia punktu poboru i wydmuchu powie-trza zwrócić uwagę na następujące czynniki:

• Należy unikać umiejscowienia punktów poboru i wy-dmuchu powietrza pompy ciepła bezpośrednio przy oknach pomieszczeń.

• Nie zaleca się umiejscawiania poboru i wydmuchu po-wietrza w niszach, kątach ścian lub pomiędzy równo-legle ustawionymi ścianami. Powoduje to podwyższenie poziomu hałasu w wyniku odbić.

• Wolne przestrzenie w cokole pompy ciepła powodują mostki akustyczne podwyższające poziom hałasu.

• Przy instalacji większej ilości pomp ustawionych na zewnątrz poziom natężenia hałasu nie sumuje się. Można założyć podwyższenie się natężenia hałasu o ok. 3 dB (A) na każde dodatkowe źródło akustyczne.

• Wyloty kanałów powietrznych nie powinny znajdować się bezpośrednio poniżej okien.

• Przy ustawieniu w przestrzeni mieszkalnej zaleca się zastosowanie w pomieszczeniu technicznym drzwi z osłoną akustyczną.

• Przy ustawieniu pompy ciepła na górnej kondygnacji należy zwrócić specjalną uwagę na tłumienie drgań podłoża.

• Odradza się ustawienie na drewnianym stropie!• Należy unikać ustawiania na podestach z poliuretanu,

przeznaczonych dla kotłów.

Przy ustawieniu pompy ciepła należy uwzględnić przepisy polskich norm. Normy te definiują wytyczne dla wartości akustycznych w „przestrzeni zewnętrznej”.

Miejsca oddziaływania, w których otoczeniu zlokalizowane są wyłącznie mieszkania

w dzień 50 dB (A)nocą 35 dB (A)

Jeśli pompa ciepła ustawiona jest powyżej poziomu grun-tu oraz zastosowane są siatki ochronne, konieczna jest ko-rekta podanych wartości natężenia hałasu przez dodanie 3-5 dB (A).

Źródło hałasu Poziom natężenia

hałasu w dB (A)

Odczuwanie

Absolutna cisza, brak ja-kichkolwiek dźwięków

010

niesłyszalne

Tykanie zegarka kieszonko-wego

20 bardzo cicho

Położony na uboczu ogród, klimatyzacja w teatrze

30 bardzo cicho

Kwartał mieszkalny bez odgłosów ulicznych, klima-tyzacja w biurze

40 cicho

Strumyk, rzeka, spokojna restauracja

50 cicho

Typowa rozmowa, wnętrze samochodu osobowego

60 głośno

Głośne biuro, głośna ro-zmowa, motocykl

70 głośno

Hałas z ulicy, głośna muzy-ka

80 bardzo głośno

Samochód ciężarowy 90 bardzo głośno

Klakson samochodowy w odległości 5 m

100 bardzo głośno




Innenaufstellung

Minimalne przekroje studzienek okiennych:

Typ pompy ciepłaWejście powietrzaWyjście powietrza

Seria H Standard w m2

LW 320 LW 251 0,75

LW 310 0,75

Straty ciśnienia na elementach systemu kanałów

WskaźnikiKanał powietrzny 0,5 Pa/mKolano kanału powietrznego 3 PaStudzienka okienna(przekrój odpowiedni do podanych powyżej założeń)Wejście powietrza 4 PaWyjście powietrza 3 PaKratka ochronna przed ptakami 1,5 Pa(swobodny przekrój poprzeczny > 80%)Kratka ochronna pogodowa: zgodnie z danymi producentaKratka ochronna deszczowa

Przykład obliczeń dla systemu kanałów powietrznych LW 180:Kanał powietrzny 1,25 m 0,5 PaKolano kanału powietrznego 3 PaStudzienka okienna wejście powietrza 4 PaStudzienka okienna wyjście powietrza 3 Pa2 x kratka ochronna deszczowa 3 PaSuma 13,5 Pa < 25 Pa

Luftkanalanlage (Beisp. f. obenst. Berechnung)

Lichtschacht

Bedienseite

LW 250

Kanały powietrzne

W przypadku zastosowania kanałów z blachy, muszą być one przygotowane przez ekipy budowlane. W celu izolacji akustycznej oraz uniknięcia zbierania się rosy, kanały te muszą być od wewnątrz odpowiednio wyłożone izolacją odporną na ścieranie. Zaleca się następujące minimalne wolne przekroje kanałów:

Typ pompy ciepła Wolny przekrój kanału

Standard Compact Seria H w mm

LWC 60 570 x 570

LWC 80 570 x 570

LW 101 LWC 100 570 x 570

LW 121 LWC 120 570 x 570

LW 140 LW 150H 570 x 570

LW 180 570 x 570

LW 251 710 x 710

LW 320H 710 x 710

LW 310 780 x 780

Połączenie pompy ciepła z kanałem z blachy musi być doko-nane przy pomocy króćca brezentowego. Pompy ciepła LW 150H do LW 320H oraz LW 101 do LW 251 posiadają w tym celu otwory pod nakrętki gwintowane M8, a pompy LWC 60 do LWC 120 pod nakrętki gwintowane M6.

Zaleca się przygotowane uprzednio wzmocnione kanały powietrzne z lekkiego betonu. Przekroje tych kanałów dobierane są do określonej pompy ciepła oraz posiadają izolację termiczną i akustyczną. W celu połączenia kanałów są one wyposażone w metalowe ramy mocujące. Połączenie za pomocą tych ram zapobiega turbulencjom powietrza, a co za tym idzie także stratom ciśnienia. Jeżeli miejsco-we uwarunkowania odbiegają od standardowych wymia-rów, możliwe jest skrócenie ich za pomocą otwornicy lub wydłużenie za pomocą profili U i połączeń gipsowych.

Kanały mocowane są w otworach w murze i uszczelnione pianką. Jeżeli głębokość osadzenia kanałów w murze jest większa niż 15 cm, nieprzedłużone kanały są wolnonośne. Jeżeli zaś kanał musi zostać przedłużony, wymagane jest podwieszenie przy pomocy szyn montażowych.

Przy montażu kanałów powietrznych należy zwrócić uwagę na to, że kanały kończą się ok. 0,5 – 1,5 cm przed przepływem powietrza do pompy i nie mają bezpośredniego konta-ktu z pompą ciepła. Uszczelnienie między pompą ciepła a kanałem wykonuje się przy pomocy taśmy uszczelniającej.

Otwory w murze należy wykonać podczas prac budowla-nych. Od wewnątrz powinny one posiadać izolację przed zimnem, celem uniknięcia ochładzania i wilgotnienia muru.




Innenaufstellung

Kanały powietrzne "System 700" dla LWC 60 – 120, LW 101 – 121 i LW 150Horaz"System 900" dla LW 140-LW 310 i LW 320H"System 700" i "System 900" to kompletne rozwiązania modułowe prowadzenia powietrza od pompy ciepła aż na zewnątrz budynku.

System modułowy składa się z:1) Przepustu ściennego2) Kanałów powietrznych3) Przyłączy do urządzeń4) Kratek ochronnych5) Ramy zaślepiającej

1

1

1

2

3 4

5

90˚ 90˚

90˚

22

3

5

1) Przepust ścienny

Mocuje się go w otworach w murze, żeby uniknąć mostków termicznych na połączeniu z murem. Do niego również montuje się kratki ochronne.

Przepust można zamontować już na etapie budowy domu, jak i później.

Montaż jest bardzo prosty:Składamy 4 ścianki boczne (dla ułatwienia do dosta-wy dołączona jest tubka ze smarem) i stabilizujemy od wewnątrz przegrodami, zapobiegającymi wypaczaniu się przepustu.



Wykonane z odpornego materiału kanały powietrzne oraz przepust ścienny są wieloczęściowe i łączone na miejscu, dzięki czemu są dostarczane w płaskich kartonach.

Zalety "Systemu 700" i "Systemu 900":- kompletny, dobrany system(łącznie z przepustem ściennym)- wysoka izolacja akustyczna- lekki, dlatego wygodny w transporcie- składany, dlatego łatwy w montażu


Innenaufstellung

3) Przyłącze do urządzeniaZarówno po stronie wejścia, jak i po stronie wyjścia powie-trza w górnej i dolnej części blachy wykonane są otwory, w które zaczepić można 4 sprężyny napinające.

Najpierw należy przykręcić listwę montażową do przygo-towanych fabrycznie otworów na kanale powietrznym. Następnie przykleić kwadratową taśmę uszczelniającą do krawędzi kanału powietrznego i przy jej pomocy założyć na otwór wlotu/wylotu powietrza pompy ciepła. Sprężyny napinające zaczepić na blasze, a następnie na listwie montażowej.

Na koniec zamocować osłonę na listwie montażowej.

4) Kratki ochronneKratka ochronna wykonana jest ze sztucznego tworzywa i mocowana na zewnętrznej stronie przepustu za pomocą dołączonych specjalnych śrub.

Przed zamocowaniem kratki ochronnej należy najpierw założyć siatkę drucianą.

2) Kanały powietrzne Także kanały powietrzne składają się z części i dostarczane są w płaskich kartonach, do montażu na miejscu instalacji.

Kanał powietrzny jest konstrukcją dwuwarstwową z wewnętrzną izolacją akustyczną i z odpornym na ścieranie oraz oddziaływanie czynników atmosferycznych włóknem. Łączone są na zasadzie podobnej do łączenia elementów puzzli.

Dostępny jest w długościach:450 mm (tylko "System 700"), 1000 m oraz jako łuk

1. 2. 3. 4.

1.

2.

3.

4.

Zamocowanie w przepuście:Dołączony pierścień uszczelniający (O-ring) przeciągnąć przez koniec kanału powietrznego i po tej stronie wsunąć kanał powietrzny w przepust aż do oporu. Jeżeli kanał powietrzny zamocowany jest także do pompy ciepła, to istniejąca jeszcze przerwa pomiędzy przepustem, a kanałem powietrznym zaklejana jest taśmą uszczelniającą.

Rolldichtung

Quellband




Innenaufstellung

5) Rama zaślepiającaPo wewnętrznej stronie przepustu można, w razie potrzeby, umieścić ramę zaślepiającą, zwiększającą estetykę systemu kanałów powietrznych.

Minimalne przekroje studzienek okiennych:

Typ pompy ciepłaWejście powietrzaWyjście powietrza

Standard Compact w mm

LWC 60 0,6 m2

LWC 80 0,6 m2

LW 101 LWC 100 0,6 m2

LW 121 LWC 120 0,6 m2

LW 140 0,6 m2

LW 180 0,6 m2

Straty ciśnienia w systemie kanałów powietrznychPrzy doborze systemu kanałów powietrznych konieczne jest uwzględnienie dostępnego ciśnienia wentylatora.

Typ pompy ciepła Dostępne ciśnienieStandard Compact

LWC 60 25 Pa LWC 80 25 Pa

LW 101 LWC 100 25 PaLW 121 LWC 120 25 PaLW 140 25 PaLW 180 25 Pa

Straty ciśnienia na elementach systemu kanałów powie-trznych

Kanał powietrzny 0,5 Pa/mŁuk kanału powietrznego 3 PaStudzienka okienna(przekrój odpowiedni do podanych powyżej założeń)Wejście powietrza 4 PaWyjście powietrza 3 PaKratka ochronna 1,5 Pa(swobodny przekrój poprzeczny > 80%)

Przykład obliczeń dla systemu kanałów powietrznych LW 180:Kanał powietrzny 1 m 0,5 PaŁuk kanału powietrznego 3 PaStudzienka okienna wejście powietrza 4 PaStudzienka okienna wyjście powietrza 3 Pa2 x kratka ochronna 3 PaSuma 13,5 Pa < 25 Pa




2.2 Pompa ciepła glikol/woda

Źródło ciepła grunt ................................................................................................................................................ 36

Gruntowe wymienniki ciepła ............................................................................................................................. 39 Sondy ziemne .......................................................................................................................................................... 48 Chłodzenie pasywne ............................................................................................................................................ 51

Centrala grzewcza .................................................................................................................................................. 53



Wärmequelle Erdreich

W przypadku oblodzenia się przewodów kolektorów lub sond może dojść do obniżenia się lub podwyższenia po-wierzchni gruntu.

Powierzchnia gruntu, przewidziana dla kolektorów lub sond musi być rodzima, a nie usypana. W przypadku gruntu usy-panego istnieje niebezpieczeństwo uszkodzenia rur w wyni-ku osiadania się warstw gruntu. Powierzchnie gruntu, prze-widziane jako źródło ciepła nie mogą być zabudowane, mogą za to być uprawiane. W przypadku wymienników gruntowych wsiąkająca woda deszczowa jest ważnym czy-nnikiem regeneracji termicznej.

Gruntowe wymienniki poziome muszą być płasko układane w ziemi. Dlatego też istnieje zapotrzebowanie na dostępność płaskiej, niezabudowanej powierzchni. Wymienniki poziome mają w porównaniu z sondami ziemnymi tę zaletę, że ułożenie ich jest stosunkowo łatwe i z reguły czynności te nie wymagają żadnych zezwoleń. Wykonanie instalacji opartej o sondy wymaga zezwoleń i musi zostać przepro-wadzone przez firmę wiertniczą. Zaletą są tu niewielkie wy-magania co do wielkości powierzchni oraz wyższe tempera-tury dolnego źródła ciepła.

Zezwolenie

Przy projektowaniu, budowie i eksploatacji pomp ciepła związanych z odzyskiem ciepła z gruntu wymagane jest przestrzeganie norm i regulacji prawnych gospodarki wodnej lub prawa wodnego dla danego kraju. Jeżeli grun-towe wymienniki ciepła służą jako system źródła ciepła, to wystarczające jest z reguły zg�

polska przewodnik pompy ciepŁa po pompach ciepła€¦ · ciepła wystarczającą dla ogrzania...

Documents