Instalacje grzewcze poradnik

Instalacje grzewcze

Poradnik

Spis tre

Instalacja grzewcze ....................................................................................................................... 1
Poradnik ........................................................................................................................................ 1
Instalacje grzewcze ................................................................................................................... 2

Rodzaje ogrzewania ............................................................................................................... 2

Promieniowanie ................................................................................................................... 2
Konwekcja ............................................................................................................................ 2
Ró

nice pomi

dzy rodzajami ogrzewania........................................................................ 3

Grzejniki wodne ...................................................................................................................... 3

Dobór grzejnika ............................................................................................................... 3
Sposób przekazywania ciepła otoczeniu ....................................................................... 4
Podł

czenie ....................................................................................................................... 4

Grzejniki płytowe.............................................................................................................. 4

Ogrzewanie podłogowe ............................................................................................................. 6

Oszcz

dno

ci energetyczne .............................................................................................. 6

Dla kogo jest to ogrzewanie podłogowe ? ...................................................................... 6
Ogrzewanie podłogowe wodne ......................................................................................... 7

Elementy systemu ........................................................................................................... 8

Kolektory słoneczne .............................................................................................................. 11

Kolektory płaskie ............................................................................................................... 12
Kolektory pró

niowe .......................................................................................................... 12

Kolektory skupiaj

ce (koncentryczne) ........................................................................... 13

Monta

kolektorów ............................................................................................................ 13

Sprawno

ść

kolektorów ...................................................................................................... 13

Wielko

ść

, układ ................................................................................................................. 14

Instalacje............................................................................................................................. 14

Wymiennik c. w. u .......................................................................................................... 15

Ogrzewanie wody w basenach ........................................................................................ 15

Pompy ciepła .......................................................................................................................... 16

Spr

ęż

arkowe pompy ciepła .............................................................................................. 16

Sprawno

ść

pomp ciepła ..................................................................................................... 17

ródła ciepła ....................................................................................................................... 17

Powietrze atmosferyczne ............................................................................................... 17
Grunt ................................................................................................................................ 18
Wody powierzchniowe ................................................................................................... 19
Wody gruntowe .............................................................................................................. 19

ródła sztuczne ............................................................................................................... 20

Czy to si

opłaca ? ............................................................................................................. 20

Uwagi na temat porównywania pomp ró

nych producentów ...................................... 20

Współpraca z kolektorem słonecznym ............................................................................ 21
Elementy systemu ............................................................................................................ 21

Zbiornik buforowy .......................................................................................................... 21

Wymiennik c. w. u .......................................................................................................... 22
Pompa

ródła dolnego .................................................................................................... 22

Chłodzenie pomieszcze

................................................................................................... 22

Przykład doboru pompy ciepła dla domu jednorodzinnego .............................................. 24

Instalacje grzewcze

maj

za zadanie zapewnienie u

ytkownikowi

odpowiedniego komfortu cieplnego i dostarczenie c. w. u.

wybór danego systemu grzewczego poprzedzaj

obliczenia

zapotrzebowania na moc ciepln

dla budynku, które zale

żą

od: konstrukcji budynku (

ciany, drzwi, okna), strefy

klimatycznej, poło

enia budynku. W obliczeniach

uwzgl

dnia si

straty ciepła przez przegrody i wentylacj

oraz zyski pochodz

ce od promieniowania słonecznego,

wietlenia, działania urz

dze

elektrycznych.

Dobieraj

c urz

dzenie grzewcze nale

y zastanowi

, czy

dzie ono słu

yło tylko do celów grzewczych, czy te

jego

zadaniem b

dzie te

przygotowanie cieplej wody

ytkowej.

Rodzaje ogrzewania

Rozkład temperatury zale

y od sposobu ogrzewania. Inny jest w pomieszczeniach z grzejnikami

płytowymi, inny w domach z konwektorami, a jeszcze inny tam, gdzie grzeje cała podłoga.

Ciepło mo

e by

oddawane przez grzejnik na drodze konwekcji lub promieniowania. Zale

nie od

rodzaju grzejnika mo

e to by

głównie konwekcja lub głównie promieniowanie (nie ma takiego

grzejnika, który oddawałby ciepło w 100%przez konwekcj

lub w 100%przez promieniowanie).

Promieniowanie

polega na tym,

e cieplejsza płaszczyzna (grzejnik) emituje ciepło w postaci fal

elektromagnetycznych, a chłodniejsze płaszczyzny (

ciany, meble i sprz

ty w pomieszczeniu)

pochłaniaj

je, podwy

szaj

c swoj

temperatur

. Im cieplejszy jest grzejnik, tym wi

cej

emituje ciepła. Oczywi

cie wzrasta te

temperatura powietrza w pomieszczeniu.

Konwekcja

ciepło przekazywane jest przez grzejnik bezpo

rednio do powietrza w pomieszczeniu. Powietrze,

przepływaj

c wokół grzejnika, ogrzewa si

i jego temperatura ro

nie. Ciepłe powietrze kr

ąż

y po

pomieszczeniu. Od niego nagrzewaj

ciany i sprz

ty. Wad

konwekcji jest unoszenie wraz z

cyrkluj

cym powietrzem cz

stek kurzu. Takiego sposobu ogrzewania nie poleca si

alergikom.

FVocentowy udział promieniowania i konwekcji jest ró

ny dla ró

nych grzejników. Grzejniki

płaszczyznowe (podłogowe i

cienne) przekazuj

do otoczenia mniej wi

cej połow

ciepła przez

promieniowanie i połow

na drodze konwekcji. W płytowych i członowych proporcje s

jak 30

(promieniowanie) do 70 (konwekcja). W konwektorach (st

d wzi

ta si

ich nazwa)

wykorzystywane jest przede wszystkim zjawisko konwekcji, a procentowy udział ciepła
przekazywanego przez promieniowanie jest bliski zeru.

Rozkład temperatury w pomieszczeniu w
zale

ci od systemu ogrzewania.

• oddawanie ciepła głównie na

drodze konwekcji

• rozkład temperatury: ciepło

u góry, zimno na dole

•temperatura zasilani a: stare

instalacje 90°C, nowe
70°C, najnowsze 55°C

•temperatura powierzchni

grzejnej: stare instalacje

80° C, nowe 60° C,

najnowsze 50°C

• przeci

tna temperatura

powietrza w pomieszczeniu
22° C

•dodatnia, niekorzystna

jonizacja powietrza

• cyrkulacja kurzu i alergenów
• mata bezwładno

ść

systemu

ogrzewania

•oddawanie ciepła przez

promieniowanie i
konwekcj

• rozkład temperatury: ciepło

na dole, chłodniej na górze

•temperatura zasilania:

35 do 45° C •temperatura

powierzchni

grzejnej: 23 do 28°C

• przeci

tna temperatura

powietrza w
pomieszczeniu: 18 do 20° C

• nie powoduje niekorzystnej

jonizacji powietrza

• powoduje niewielk

cyrkulacj

kurzu i

alergenów

•du

a bezwładno

ść

systemu

ogrzewania

• oddawanie ciepła głównie

przez promieniowanie

• rozkład temperatury: ciepło
na dole, chłodniej na górze
•temperatura zasilania: 35 do
45° C

•temperatura powierzchni

grzejnej: 24 do 27°C

• przeci

tna temperatura

powietrza w
pomieszczeniu: 17 do 19° C

• nie powoduje niekorzystnej

jonizacji powietrza

• nie powoduje cyrkulacji

kurzu i alergenów

• du

a bezwładno

ść

systemu

ogrzewania

Grzejniki wodne

Dobór grzejnika

Grzejniki wodne stanowi

ęść

instalacji co. Przy doborze grzejnika uwzgl

dnia si

: zakres

nienia i temperatury, rodzaj

ródła ciepła, rodzaj instalacji (otwarta czy zamkni

ta), sposób

zasilania, mo

liwo

ść

czenia z elementami wykonanymi z innych materiałów. Grzejniki powinien

dobiera

projektant. Moc cieplna grzejników jest podawana przez producentów. Najcz

ęś

ciej

dotyczy ona parametrów 90/70/20°C (temperatura zasi lania/temperatura powrotu/temperatura
wewn

trzna pomieszczenia). Da innych parametrów korzysta si

z równa

charakterystyki

cieplnej grzejnika lub z gotowych tablic przeliczeniowych podawanych przez producentów.
Czasami przyjmuje si

w przybli

eniu 100-130 W (zale

nie od ocieplenia budynku) na 1 m

pomieszczenia o standardowej wysoko

ci 2, 5 m i normowej temperaturze wewn

trznej. Jednak

przybli

ony dobór grzejników mo

e spowodowa

ich znaczne przewymiarowanie.

Materiał

Na rynku dost

pne s

grzejniki:

eliwne, stalowe, aluminiowe i miedziane. Poza grzejnikami

aluminiowymi, wszystkie pozostałe typy mog

pracowa

w instalacjach z rurami ze stali, miedzi i z

tworzywa sztucznego. W miejscach ł

czenia miedzi z innymi materiałami stosuje si

przekładki z

my tefłonowej. Grzejniki aluminiowe nie nadaj

do pracy w instalacjach z miedzi (wolne

jony metalu, uwalniaj

ce si

z aluminium, wchodz

w reakcj

chemiczn

z miedzi

, powoduj

przyspieszon

korozj

elektrochemiczn

), chyba

e stosuje si

inhibitory korozji. Z tych samych

przyczyn w jednej instalacji nie powinno si

stosowa

grzejników miedzianych i aluminiowych.

Sposób przekazywania ciepła otoczeniu

Grzejniki przekazuj

ciepło otoczeniu drog

konwekcji (przenoszenie ciepła wraz z

przepływaj

cym powietrzem, spowodowane ró

nic

sto

ci zimnego i ciepłego powietrza) i

promieniowania (fale cieplne, odbijaj

ce si

cian, sufitu i sprz

tów). Grzejniki, w których

ponad potowa ciepła jest przekazywana drog

konwekcji, nazywa si

grzejnikami

konwekcyjnymi. Grzejniki, które przekazuj

ciepło wył

cznie drog

konwekcji -to konwektory.

Podł

czenie

W tradycyjnym systemie pionowym ka

dy grzejnik jest poł

czony dwiema rurami (zasilania i

powrotu) z poło

onym obok pionem. W wi

kszo

ci obecnie wznoszonych domów stosuje si

jeden

pion zasilania i powrotu, usytuowany w centralnej cz

ęś

ci kondygnacji, a rury prowadzi si

stropie. W zale

ci od sposobu rozdziału jest kilka systemów. W systemie rozdzielaczowym

od usytuowanego centralnie pionu na ka

dej kondygnacji wykonuje si

podej

cie do rozdzielacza

(umieszczonego w szafce). Rury od rozdzielacza do grzejników (do ka

dego dwie) prowadzi si

pod podłog

. Zł

czki wyst

puj

tylko przy rozdzielaczu i przy grzejniku. W systemie

trójnikowym od pionu wykonuje si

bezpo

rednie podł

czenia (najkrótsz

drog

) do grzejników.

Rury prowadzi si

od pionu promieni

cie lub obwodowe, wzdłu

cian zewn

trznych budynku.

Przy prowadzeniu obwodowym łatwiej mo

na zlokalizowa

poło

enie rury. W systemie jed-

norurowym (stosowany bardzo rzadko) kolejne grzejniki t

czy si

dzy sob

jedn

rur

. Ka

grzejnik jest wyposa

ony w cztery nagwintowane kró

ce podł

czeniowe. W skład

standardowego wyposa

enia grzejnika wchodz

odpowietrzniki oraz komplet wieszaków i

uchwytów przeznaczonych do monta

Z punktu widzenia mocy cieplnej najkorzystniejsza jest sytuacja, gdy woda dopływa do grzejnika
gór

, a odpływa dołem. Je

eli woda dopływa i odpływa dołem, wydajno

ść

grzejnika zmniejsza si

o około 10%

Grzejniki płytowe

Grzejniki płytowe stalowe

wykonane z blachy gładkiej lub profilowanej na

zimno. Nadaj

do stosowania w układach

zamkni

tych (niektórzy producenci dopuszczaj

ich

stosowanie tak

e w układach otwartych).

ródłem

ciepła mo

e by

wymiennikowy w

zeł cieplny lub

kocioł du

ej mocy. Przekazuj

ciepło otoczeniu

drog

promieniowania i konwekcji. Charakteryzuj

mał

pojemno

wodn

. Maj

podł

czenie

boczne lub dolne. Zró

nicowanie modeli jest du

od najmniejszych, o szeroko

ci 40 cm i wysoko

35 cm, a

do bardzo du

ych, o szeroko

ci 3 m i

wysoko

ci 90 cm. Równie

moc cieplna grzejników

waha si

w szerokich granicach 1, 7-13, 2 kW przy

parametrach pracy 90/70/20°C. Ci

nienie robocze

nie powinno przekracza

0, 5-1 MPa, a temperatura wody 95°C. Ich zalet

jest niewielka

gł

boko

ść

(od 5 do 15, 5 cm), która pozwala na wygodn

aran

acj

trza. Mo

na je zawiesza

cianie lub ustawia

na podłodze, spotyka si

grzejniki jednopłytowe lub dwuptytowe, bez

ebrowania lub z o

ebrowaniem konwekcyjnym (pojedynczym, podwójnym lub potrójnym).

ebrowanie (stalowe lub aluminiowe) zwi

ksza wymian

ciepła mi

dzy grzejnikiem i

otoczeniem oraz zwi

ksza udział ciepła przekazywanego przez konwekcj

Konwektory

Wewn

trz obudowy grzejnika znajduje si

wymiennik ciepła. Chłodne powietrze dostaje si

grzejnika przez dolny otwór wlotowy, ogrzewa si

i wskutek ró

nicy g

sto

ci powietrza zimnego i

ciepłego unosi si

do góry i wydostaje przez kratk

wylotow

. Wymiennik ciepła jest najcz

ęś

ciej

miedziany albo stalowy. Konwektory charakteryzuj

tym,

e powierzchnia zewn

trzna jest o

wiele wi

ksza od powierzchni stykaj

cej si

bezpo

rednio z wod

co. Przy temperaturze wody w

instalacji 90°C temperatura obudowy wynosi zaledwie 40-60°C. Ci

nienie robocze nie powinno

przekracza

0, 4-0, 6 MPa. Moc cieplna grzejnika wynosi 3-8, 4 kW.

Zalet

konwektorów jest bardzo mata pojemno

ść

wodna {w porównaniu z innymi typami

grzejników), prowadz

ca do oszcz

dno

ci energii cieplnej. Mata ilo

ść

wody szybciej si

nagrzewa, dzi

ki czemu konwektory szybko reaguj

na zmiany temperatury. W tych warunkach

wzrasta rola termostatu, który zamyka dopływ czynnika grzejnego nawet przy chwilowym
wzro

cie temperatury w pomieszczeniu, spowodowanym nasłonecznieniem lub wł

czeniem

kuchenki albo piekarnika. Konwektory s

lekkie, ich transport i monta

jest łatwy. Maj

wady. Ruch powietrza mo

e powodowa

unoszenie si

kurzu. Rozkład temperatury w

pomieszczeniu jest mniej korzystny ni

przy innych grzejnikach ogrzane powietrze unosi si

góry i mo

e niepotrzebnie gromadzi

pod sufitem).

Konwektory powinno si

instalowa

w układach zamkni

tych, z pomp

obiegow

i przeponowym

naczyniem wzbiorczym, wyposa

onych w termostaty i ewentualnie automatyk

pogodow

. W

układach grawitacyjnych, gdzie

rednice rur s

ksze, główne zalety konwektorów (mała

pojemno

ść

wodna, szybkie reagowanie na zmiany temperatury) nie b

w pełni wykorzystane.

Konwektory ustawia si

na podłodze lub zawiesza na

cianie. Powinna by

zachowana zalecana

przez producentów (zale

na od modelu) odległo

ść

od podtogi i parapetu. Na rynku dost

pne s

modele konwektorów przeznaczone do umieszczenia we wn

kach, za szafkami, pod wannami itp.

Grzejniki rurkowe {łazienkowe)

Ozdobne grzejniki rurkowe znajduj

zastosowanie przede

wszystkim w łazienkach. Składaj

z rurek poziomych (stalowych lub

miedzianych) o przekroju okr

głym (o

rednicy 15-25 mm) i pionowych

o przekroju kwadratowym lub okr

głym. Rurki ł

czy si

ze sob

przez

spawanie lub lutowanie. Grzejniki rurkowe przekazuj

ciepło

otoczeniu głównie drog

promieniowania. Najlepiej pracuj

układach zamkni

tych, z pomp

obiegow

i przeponowym naczyniem

wzbiorczym. Mo

na je te

stosowa

w układach otwartych. Maj

podł

czane do instalacji z rur stalowych, z tworzywa sztucznego

lub miedzianych. Do podł

czenia słu

żą

cztery kró

ce, którymi

zako

czone s

przewody (kolektory) pionowe. W jednym z nich

(górnym) umieszcza si

odpowietrznik. Dwa spo

ród trzech

pozostałych słu

żą

do podł

czenia zasilania i powrotu instalacji c.

o., a w trzecim, niewykorzystanym, montuje si

lepk

. Mo

liwe

ró

ne rozwi

zania, nie zaleca si

tylko montowania przewodu

zasilaj

cego i powrotnego do jednego kolektora pionowego,

poniewa

wydajno

ść

grzejnika jest wtedy mniejsza. Na rynku

dost

pne s

grzejniki z podł

czeniem bocznym. Ci

nienie

robocze nie powinno przekracza

0, 4-0, 6 MPa. Grzejniki rurkowe maj

ró

ne wymiary, kolory i kształty. Ustawia si

je na podłodze lub

zawiesza na

cianie. Dzi

ki swojej rurkowej konstrukcji mog

słu

jako suszarki do r

czników i bielizny. Maj

moc ciepln

od 0, 45 do 2, 2

kW(przy parametrach instalacji 90/ 70/ 20° C), mas

4-15 kg. Niektóre

grzejniki rurkowe maj

dodatkowo wbudowan

grzałk

elektryczn

; dzi

ki czemu poza sezonem

grzewczym mog

pracowa

jako grzejniki elektryczne. M

grzałki powinna by

w tym przypadku

mniejsza od mocy grzejnika o 100-150 W lub stanowi

70-80%mocy grzejnika. Grzałk

podł

cza

do dolnego ko

ca kolektora pionowego je

li grzejnik jest zasilany od dołu, grzałk

montuje si

do trójnika rury powrotnej). Poniewa

instalacja co. jest napełniona wod

przez cały rok,

przed uruchomieniem grzałki trzeba zamkn

ąć

zawór przy rurze zasilaj

cej,

eby woda nie

ąż

yła w instalacji. Pod wpływem wzrostu temperatury wzrasta ci

nienie i obj

ść

wody, której

nadmiar jest przejmowany przez instalacj

od strony rury powrotnej.

Ogrzewanie podłogowe

Ogrzewanie

podłogowe

jest

ogrzewaniem

niskotemperaturowym

(temperatura

podłogi

nie

przekracza 28°C w pomieszczeniach mieszkalnych i 35 ° C
w łazienkach i przedpokojach), dlatego mo

e pełni

rol

ogrzewania podstawowego tylko w budynkach z bardzo
dobr

izolacj

termiczn

. Na podstawie dokładnego

obliczenia zapotrzebowania na ciepło dla całego budynku i
jego poszczególnych pomieszcze

dobiera si

precyzyjnie

wszystkie

parametry

ogrzewania

podłogowego.

V\fykonanie instalacji musi by

zawsze poprzedzone

zrobieniem

szczegółowego

projektu

instalacyjnego.

Ogrzewanie podtogowe mo

e by

tak

e traktowane

jako ogrzewanie wspomagaj

ce. Ciepto jest przekazywane

otoczeniu

drog

promieniowania.

Najwy

sza

temperatura wyst

puje przy podtodze, a najni

sza —pod sufitem.

W nowych budynkach ogrzewanie podłogowe instaluje si

podczas budowy. Ma to istotne zna-

czenie ze wzgl

du na wysoko

ść

pomieszcze

. Przy ogrzewaniu podłogowym stropy maj

bowiem

ksz

grubo

ść

, nale

y wi

c inaczej rozplanowa

odległo

ci mi

dzy stropami, je

eli chcemy

otrzyma

niezmienion

wysoko

ść

pomieszcze

. Ogrzewanie podłogowe mo

emy te

zainstalowa

w budynkach ju

istniej

cych. Wysoko

ść

pomieszcze

ulega wtedy obni

eniu. W przypadku

stosowania mat i folii grzewczych grubo

ść

stropu mo

e by

mniejsza. S

one jednak dro

sze. Ich

stosowanie jest szczególnie celowe przy instalacji ogrzewania podłogowego w obiektach ju

istniej

cych; mo

na wtedy unikn

ąć

zbyt du

ego podniesienia poziomu podłogi.

Oszcz

dno

ci energetyczne

Zmniejszenie temperatury powietrza tylko o 1°C powo duje (w danym czasie) zmniejszenie
zu

ycia energii o 6 do 10% zastosowanie ogrzewania ptaszczyznowego pozwala obni

temperatur

powietrza w pomieszczeniu do 4°C (

rednio), dla uzyskania porównywalnej tzw.

temperatury odczuwalnej (komfortu cieplnego).
Oszcz

dno

ci energetyczne ogrzewania

ciennego uzyskiwane s

dzi

ki wykorzystaniu szeregu

czynników, charakterystycznych dla tego ogrzewania:

• Obni

enie temperatury powietrza w pomieszczeniu ogrzewany o ok 2 do 4°C -

pozwala

zaoszcz

dzi

do 24%energii

• Niska temperatura zasilania wody (30 do 50° C).
•Zmniejszenie zapotrzebowania ciepła na podgrzanie powietrza wentylacyjnego ze wzgl

du na

temperatur

powietrza w pomieszczeniu.

Dla kogo jest to ogrzewanie podłogowe ?

Przede wszystkim dla ludzi nowoczesnych, lubi

cych lekkie mebla, lubi

cych ceramiczne

pokrycia podłóg, tak popularne na Zachodzie Europy, łatwe do utrzymania w czysto

ci. Dla ludzi

lubi

cych podłogi, na których siada si

z przyjemno

, bawi z dzie

mi, biega na bosaka

bez obawy kataru.

Dla ludzi ceni

cych dobre samopoczucie, które cz

ęś

ciej towarzyszy nam gdy mamy poczucie

ciepła, a powietrze jest chłodniejsze ni

gdy powietrze gor

ce, duszne, a mimo to ci

gnie zimno

od betonowych

cian i podłogi.

Dla ludzi lubi

cych systemy rozwojowe. Co to oznacza ? Mamy ogrzewanie podłogowe wodne z

kotłem gazowym. Za kilka lat gdy przyjdzie nam ochota, zamienimy kocioł na pomp

ciepła

wspomagaj

ewentualnie instalacj

słoneczn

. Podstawowe elementy systemu pozostaj

bez

zmian. Albo kolejne upalne lato skłoni nas do rozszerzenia systemu o chłodzenie podłogowe.
Podstawowe elementy pozostaj

bez zmian.

Ogrzewanie podłogowe (mówimy to oczywi

cie o prawidłowo zaprojektowanej i wykonanej

instalacji):

• realizuje najlepiej warunki komfortu cieplnego w pomieszczeniach,

•jest systemem trwałym, trwało

ść

prawidłowo wykonanej podłogi grzejnej z zatopionymi w

jastrychu przewodami grzejnymi ocenia si

, na co najmniej 50 lat. Niezawodno

ść

i trwało

ść

systemu s

ze sob

le powi

zane, zwłaszcza dla ogrzewa

podłogowych wodnych z

przewodami z tworzywa sztucznego. System regulacyjny musi by

wysokiej jako

ci, sprawny

i zabezpiecza

przed ewentualnym przegrzewaniem. Ekstern jest ekonomiczny

energetycznie, mniejsze zu

ycie energii do wytworzenia komfortu cieplnego, ni

przy

ogrzewaniach grzejnikowych. Ryta grzejna podłogowa musi by

poprawnie izolowana

cieplnie. Regulacja systemu musi by

poprawna, uniemo

liwiaj

ca przegrzewanie

pomieszcze

. Straty ciepła przewodów zasilaj

cych/ powrotnych s

minimalne (bo niska jest

temperatura czynnika grzejnego),

• stwarza mo

liwo

ść

wykorzystania ekologicznie czystych

ródeł energii {pompy ciepła,

kolektory słoneczne),

•wykonanie systemu ogrzewania jest proste. Ale zdecydowanie, co podkre

lamy, nie mo

e by

domen

działalno

ci amatorskiej. Elementy systemu s

lekkie, ł

czenie łatwe i trwałe. Ale

musz

w cało

ci i dokładnie przestrzegane wytyczne wykonania

• koszty eksploatacyjne s

minimalne, je

li instalacja jest poprawnie zaprojektowana i

wykonana, poprawna regulacja eliminuje przegrzewanie pomieszcze

, a z mo

liwych

ródeł

ciepła został dokonany wła

ciwy wybór,

• regulacja ogrzewa

podłogowych nie kwalifikuje si

do jednoznacznej, krótkiej oceny.

Podkre

la si

trudno

ci zwi

zane z bezwładno

układu. Plusem natomiast jest zdolno

ść

do samoregulacji. W ogrzewaniach podłogowych nale

y, naszym zdaniem, preferowa

sterowanie przy pomocy regulatora pogodowego z funkcjami automatycznej
samoregulacji -krzywa grzania, optymalizacja czasów rozpocz

cia i zako

czenia cykli

grzania). Nie jeste

my zwolennikami regulacji zaworem termostatycznym ogrzewania

podłogowego, poniewa

czas odpowiedzi układu, ze wzgl

du na bezwładno

ść

ciepln

jest

zbyt długi.

• u

ytkowanie i konserwacja s

proste dla u

ytkowników. Odpada konieczno

ść

konserwacji

grzejników, Pewne reguły musz

jednak przestrzegane, Nie mo

na dowolnie zmienia

pokrycia podłogi. Da ogrzewa

wodnych nale

y okresowo sprawdza

temperatur

wody

zasilaj

cej i przepływu przez poszczególne obiegi. Trzeba przestrzega

dopuszczalnych

obci

ąż

podłogi grzejnej, aby nie wytworzy

kni

ęć

• cała powierzchnia pomieszcze

jest powierzchni

ytkow

, to ogrzewanie niewidoczne.

Nawet skrzynka zawieraj

ca rozdzielacze (dla ogrzewa

wodnych) mo

e by

zamaskowana w

przedpokoju lub w piwnicy, •estetyka pomieszcze

nie jest zakłócona przez elementy systemu

ogrzewania

Stosowanie ogrzewa

podłogowych wodnych ogranicza:

• nieco wy

szy koszt inwestycyjny ni

najprostszego ogrzewania grzejnikowego,

• konieczno

ść

przewidzenia ogrzewania ju

w projekcie budynku, konieczno

ść

realizacji

ogrzewania w trakcie wznoszenia budynku, wymagania odno

nie konstrukcji stropów,

•zachowanie pokrycia podłogi podczas eksploatacji tak jak w projekcie ogrzewania,
• mniejsza zdolno

ść

regulacji przy zmiennym obci

ąż

eniu (wi

ksza bezwładno

ść

•trudno

ść

pó

niejszych zmian wykładzin podłogowych.

Ogrzewanie podłogowe wodne

Ogrzewanie podłogowe wodne mo

e współpracowa

ze wszystkimi

ródłami energii: kotłami

gazowymi, olejowymi, elektrycznymi, pompami ciepła, kolektorami słonecznymi. Warunkiem jest
mo

liwo

ść

regulacji temperatury. Woda przepływaj

ca przez rury ma temperatur

nie wy

55°C (z reguły 42°C). ró

nica temperatury wody zasilaj

cej i powracaj

cej wynosi około 10°C.

Na wyj

ciu z kotła montuje si

termostaty zabezpieczaj

ce przed nadmiernym wzrostem

temperatury wody dopływaj

cej do instalacji ogrzewania podłogowego.

rednice rur umieszczonych pod podłog

, ich rozstaw oraz parametry wody s

obliczane

indywidualnie dla ka

dego pomieszczenia, w zale

ci od zapotrzebowania na ciepło. Rury

grzewcze s

wykonywane z tworzyw sztucznych lub miedzi. Zalet

rur z tworzyw sztucznych jest

ich słaba przewodno

ść

cieplna, dzi

ki czemu grubo

ść

cianki rur mo

e by

niewielka (około 2

mm); ponadto nie ulegaj

one korozji. Rury miedziane s

odporne na podwy

szon

temperatur

dzi

ki czemu przy ewentualnym niekontrolowanym jej wzro

cie nie grozi im uszkodzenie. System

ogrzewania podłogowego wodnego jest podzielony na obwody grzewcze. Rozdział wody na
poszczególne obwody zapewniaj

poł

czone z rurami rozdzielacze, wyposa

one w zawory

reguluj

ce przepływ wody. Rozdzielacze s

wykonane z mosi

dzu lub z tworzywa sztucznego.

Umieszcza si

je w metalowych szafkach wn

kowych Do usuwania powietrza z instalacji słu

żą

odpowietrzniki. Praca zaworów jest sterowana termostatami.

Elementy systemu

Rury ogrzewania wodnego

Powinny by

trwale, odporne na odpowiedni

temperatur

i ci

nienie. W praktyce oznacza to,

rury musz

przystosowane do pracy w temperaturze do 70°C i ci

nieniu roboczym do 0, 3

MPa. Musz

szczelne na dyfuzj

tlenu, który mo

e powodowa

korozj

stalowych

elementów instalacji, np. kotów. Do ogrzewania podłogowego stosuje si

: rury z tworzyw

sztucznych z barier

antydyfuzyjn

, wielowarstwowe z wkładk

aluminiow

oraz miedziane.

Najcz

ęś

ciej u

ywane tworzywa to polibutylen oraz polietylen sieciowany, rzadziej -polipropylen z

uwagi na jego sztywno

ść

i trudno

ci zwi

zane z monta

em systemu.

rednice przewodów to

12, 14, 16, 17 i 22 mm (najcz

ęś

ciej 16, 17). Zwykle jeden producent oferuje przewody w dwóch,

trzech wielko

ciach. Rury sprzedawane s

w zwojach ró

nej długo

ci. Wykonawca tak powinien

dobiera

długo

ść

przewodów, aby poszczególne p

tle układane były z jednego odcinka. Dzi

temu unika si

poł

cze

rur w podłodze, a wiadomo,

e miejsca poł

cze

bardziej od innych

nara

one s

na powstawanie nieszczelno

ci.

Odległo

ci mi

dzy przewodami musz

zgodne z projektem. Zaleca si

, aby wynosiły od 10

do 30 cm. Im s

mniejsze, tym bardziej wyrównana jest temperatura podłogi. Na 1 m

powierzchni zwykle układa si

rednio 5-6 metrów rur. Rury układa si

w p

tle. W

pomieszczeniu, zale

nie od jego wielko

ci, mo

e by

jedna lub kilka p

tli. Zwykle, ze wzgl

na opory przepływu długo

ść

pojedynczej p

tli nie przekracza 120 m. P

tle mog

mie

kształt

spirali (rura powrotna i zasilaj

ca uło

one s

równolegle obok siebie) lub meandrów. Zaletami

uło

enia w spiral

jest to,

e rury s

te tylko pod katem 90° oraz na przemian wyst

puj

rury

o wy

szej i ni

szej temperaturze. Pozwala to na uzyskanie w pomieszczeniu najbardziej

równomiernego rozkładu temperatury. W praktyce spotyka si

oczywi

cie kombinacje tych

układów dostosowane do indywidualnych potrzeb. Cz

sto w strefach brzegowych, pod

cian

zewn

trzn

lub oknami, rury układa si

ęś

ciej (odst

py mog

wynosi

wówczas 7, 5 cm a nawet

5 cm). W miejscach tych s

bowiem wi

ksze straty ciepła.

Rury mocuje si

do izolacji cieplnej za pomoc

uchwytów utrzymuj

cych je w stałym poło

eniu,

a nast

pnie zalewa gładzi

cementow

. Rury grzewcze z miedzi układa si

czasami w izolacji

termicznej (w odpowiednio wyprofilowanych kanałach) i przykrywa płytami prefabrykowanymi.
Na rynku dost

pne s

maty ze styropianu lub pianki z naklejon

foli

aluminiow

lub specjalnym

tworzywem z nadrukowan

na wierzchniej powłoce siatk

, ułatwiaj

układanie przewodów

(rur

grzewcz

rozwija si

od razu wzdłu

nadrukowanego rastra -siatki). Przed zalaniem rur

gładzi

cementow

przeprowadza si

prób

nieniow

(przy ci

nieniu 6-10 barów, przez 24

godziny), poprzedzon

odpowietrzeniem instalacji.

Uwaga: w łazienkach przewody zawsze układa si

ęś

ciej. Rur grzewczych nie układa si

pod

stałymi elementami zabudowy: szafkami kuchennymi, szafami wn

kowymi oraz wann

brodzikiem.

Rozstaw rur
(cm)

7. 5

Ilo

ść

rury

mb/ m

6. 7

5. 0

4. 0

3. 35

2. 85

Izolacja cieplna

Wła

ciwe przygotowanie stropu jest bardzo istotnym elementem. Układ warstw podłogowych na

stropie, na którym przewidujemy ogrzewanie podłogowe powinien by

taki, aby zapewniony byt

wła

ciwy kierunek przepływu ciepła, to znaczy do góry. Ilo

ść

ciepła przekazywanego w dół nie

e przekracza

10% całkowitej ilo

ci ciepła. Bezpo

rednio na stropie układa si

izolacj

ciepln

ze styropianu, płyt z twardej wełny mineralnej lub z polistyrenu. Jej grubo

ść

i rodzaj

dobiera projektant na podstawie wymaga

cieplnych budynku oraz przewidywanych obci

ąż

Izolacja cieplna musi mie

dostateczn

sto

ść

i wytrzymało

ść

na obci

ąż

enia tak, aby zapewni

odpowiedni

sztywno

ść

, zapobiegaj

przesuwaniu si

rur grzejnych i zmianie ich poło

enia.

Przy przewidywanych wi

kszych obci

ąż

eniach mo

na zastosowa

zbrojenie siatk

stalow

Grubo

ść

warstwy izolacji zale

y od tego, czy pomieszczenie znajduj

ce si

ej jest ogrzewane.

Pomieszczenia nad piwnicami, bramami lub podłogi na gruncie wymagaj

grubszej warstwy

izolacji. Izolacj

ciepln

nale

y te

uło

wzdłu

cian. W przypadku podłogi na gruncie

powinno si

wykona

pionow

izolacj

fundamentu.

Grubo

ść

warstwy na stropie mi

dzy pi

trowym wynosi zwykle około 5 cm. Dla stropów nad

piwnicami, nieogrzewanymi pomieszczeniami, nad powietrzem zewn

trznym oraz dla stropów na

gruncie - izolacja musi by

odpowiednio grubsza -wynosi około 8-9 cm.

Izolacja przeciwwilgociowa.

Na izolacji cieplnej nale

y uło

foli

polietylenow

(to izolacja przeciwwilgociowa). Ma ona

zabezpiecza

strop przed przedostawaniem si

wilgoci z jastrychu, którym pokrywa si

rury. Ma

ona grubo

ść

około 0, 2 mm i dostarczana jest w rolkach o szeroko

ci 110 cm. Arkusze folii trzeba

układa

tak, aby zachodziły na siebie na około 10 cm. Stosowane s

płyty styropianowe

pokryte fabrycznie foli

polietylenow

lub cienk

warstw

aluminium z naniesion

podziałk

—

zwykle, co 10 cm.

Jastrych

Rury przykrywa si

warstw

jastrychu. Jest to mieszanka piasku,

wiru, wody i spoiwa —zwykle

cementu. Do zaprawy jastrychowej zaleca si

dodanie specjalnych emulsji, tak zwanych

plastyfikatorów. Zwi

ksza to jej plastyczno

ść

, dzi

ki czemu jastrych lepiej przylega do rur ze

wszystkich stron, równie

od spodu. Grubo

ść

warstwy podkładu powinna wynosi

około 5-6 cm, w

tym nad rur

4-5 cm. Grubo

ść

warstwy mo

e by

mniejsza, je

li zastosujemy jastrychy płynne,

tak zwane samopoziomuj

ce. Maj

one zwi

kszon

wytrzymało

ść

, dlatego warstwa podkładu nad

rur

grzejn

e by

mniejsza i wynosi

nawet około 2, 5 cm. Cało

ść

warstwy podkładu b

dzie

miała wówczas około 4,5 cm. Ma to znaczenie w domach modernizowanych, w których s

ograniczenia dopuszczalnych obci

ąż

stropów -cie

szy podkład to mniejsza masa całej podłogi.

Jastrych nale

y układa

w dwóch etapach: w pierwszym do wierzchu rur grzejnych; w drugim,

zaraz po rozpocz

ciu wi

zania - do wła

ciwej wysoko

ci. Podkład trzeba sezonowa

20-28 dni. Po

okresie wi

zania, ale przed pracami wyko

czeniowymi, podkład podgrzewa si

w celu

zmniejszenia jego wilgotno

ci.

Dylatacje

dzy płyt

podłogow

a konstrukcj

budynku musi pozosta

szczelina, tzw. dylatacja, o

szeroko

ci, co najmniej 0, 5 cm. Dzi

ki niej podłoga b

dzie mogła odkształca

pod wpływem

temperatury, bez niebezpiecze

stwa uszkodzenia (pop

kania, deformacji czy zarysowania)

jastrychu. Dylatacje wykonuje si

wzdłu

wszystkich

cian, filarów oraz otworów drzwiowych.

Dodatkowe dylatacje nale

y wykona

w du

ych pomieszczeniach, o powierzchni powy

ej 30 m

Równie

, je

li długo

ść

płyty podłogowej jest wi

ksza ni

7-8 m, trzeba j

podzieli

przez

wykonanie dylatacji. Dotyczy to szczególnie pomieszcze

w kształcie litery U lub L, gdzie na

załamaniach mog

powstawa

napr

ęż

enia. Stosunek długo

ci do szeroko

ci pola dylatacyjnego

nie powinien przekracza

2, a wielko

ść

poszczególnych pól nie mo

e by

ksza ni

5, 5x5, 5 m.

Rur

grzejn

na odcinku 40 cm (po 20 cm z ka

dej strony dylatacji) prowadzi

w karbowanej

rurze osłonowej peszla. Zapobiegnie to usztywnieniu dylatacji przez rury grzejne, a tak

wyeliminuje mo

liwo

ść

działania sił

cinaj

cych na rury.

Rozdzielacze
Nale

y przyj

ąć

zasad

: rozdzielacz zasilaj

cy u góry - powrotny u dołu.

Oferowane rozdzielacze ogrzewania podłogowe s

wykonane z mosi

dzu, rzadziej z tworzywa o

przekroju 1". Rozdzielacze s

wykonane j ako wielo (2-12) wyj

ciowe segmenty tzw sekcje.

W rozdzielaczu zasilaj

cym wbudowane s

zawory regulacyjne dla ka

dej p

tli grzejnej. Na

yczenie u

ytkownika ka

dy z tych zaworów mo

e by

wyposa

ony w siłownik sterowany przez

termostat pokojowy.

W rozdzielaczu powrotnym dla ka

dej w

ęż

ownicy wbudowany jest zawór kompensacyjny {tzw.

nastawa wst

pna) przepływu umo

liwiaj

cy dokładn

regulacj

hydrauliczn

instalacji.

W za

lepk

wbudowany jest króciec wlotowy do napełniania instalacji wod

oraz istnieje

liwo

ść

wkr

cenia odpowietrznika r

cznego lub automatycznego. Przed ka

dym

rozdzielaczem nale

y zainstalowa

zawory odcinaj

ce. Mog

to by

zawory k

towe b

proste

Wirsbo typu WGF lub inne zawory do centralnego ogrzewania.

Rozdzielacze lokalowe powinny by

umieszczone centralnie w stosunku do odbiorników. W

przypadku domów jednorodzinnych rozdzielacze nale

y umieszcza

centralnie na danej

kondygnacji. W przypadku domów wielorodzinnych rozdzielacze lokalowe nale

y umieszcza

danym mieszkaniu.

Rozdzielacze nale

y umieszcza

w szafkach rozdzielaczowych podtynkowych lub natynkowych

nisko nad podłog

, aby byt do nich łatwy dost

p. Rozdzielacz mo

e by

równie

umieszczony na

cianie w miejscu prowadzenia pionów. Dopuszcza si

równie

umiejscowienie rozdzielacza pod

stropem kondygnacji, na której rozprowadzane s

przewody do odbiorników.

Kolektory słoneczne

Słonce dostarcza dokładnie 5000-krotnie wi

cej

energii ni

wiat rocznie potrzebuje.

Energia promieniowania stonecznego jest
podstawowym

ródłem energii na Ziemi. Energia

paliw kopalnych, stanowi

cych obecnie główny

surowiec energetyczny zwłaszcza w krajach

rozwini

tych jest tak

e energi

pochodz

sło

ca. Przed milionami lat została uwi

ziona w

biomasie, a nast

pnie uległa przekształceniu w

skomplikowanych procesach biochemicznych i
fizykochemicznych w w

giel, rop

naftow

i gaz

ziemny. Tak

e energia wiatru, fal morskich oraz

innych niekonwencjonalnych

ródeł energii powstaje

dzi

ki promieniowaniu słonecznemu.

Moc promieniowania stonecznego docieraj

cego do

zewn

trznej warstwy atmosfery wynosi około 1 400

/min i jest nazywana stał

słoneczn

. Około 28%tej energii jest odbijana od atmosfery,

pozostała cz

ęść

podgrzewa atmosfer

, a tak

e jest pochłaniana przez ro

liny, które energi

słoneczn

zamieniaj

na energi

biomasy. Pozostaje jednak jeszcze znaczna cz

ęść

energii, któr

na wykorzysta

do produkcji energii cieplnej lub elektrycznej.

Proces przetwarzania energii promieniowania stonecznego w inne rodzaje energii nazywa si

konwersj

. Istniej

trzy podstawowe rodzaje konwersji:

•konwersja fotochemiczna
•konwersja fototermiczna
•konwersja fotowoltaiczna

Konwersja fotochemiczna zachodzi w ro

linach podczas procesu fotosyntezy i prowadzi do

przemiany energii promieniowania słonecznego w energi

chemicznych. Dzi

ki procesom

konwersji fotochemicznej istnieje nieprzerwana produkcja biomasy, która mo

e by

w dalszych

procesach przekształcona w energie ciepln

lub elektryczn

W procesie konwersji fototermicznej energia słoneczna przetwarzana jest w energi

ciepln

Proces ten wykorzystuje si

do produkcji ciepła w kolektorach słonecznych. Istniej

dwa typy

instalacji słonecznych tzw. systemy pasywne i aktywne. W obydwóch rodzajach instalacji
przetworzenie energii słonecznej w energi

ciepln

odbywa w cz

ęś

ci kolektora zwanej

absorberem. W instalacjach pasywnych absorbery s

zwykle strukturaln

ęś

budynków, a

ciepło wytworzone w procesie konwersji jest zu

ywane bezpo

rednio do ogrzewania

pomieszcze

. W systemach aktywnych ciepło oddawane jest do instalacji, a nast

pnie

transportowane jest na dalsze odległo

ci za pomoc

tzw. czynnika roboczego, którym zwykle jest

woda lub powietrze. W systemach takich dostarcza si

pewn

ilo

ść

energii z zewn

trz, aby

umo

liwi

prac

pompy lub wentylatora przetłaczaj

cego czynnik roboczy.

Kolektory słoneczne pozyskuj

energi

słoneczn

, która jest magazynowana w zasobnikach, a

nast

pnie oddawana w postaci ciepła. Energia mo

e by

wykorzystana do ogrzewania mieszka

ciepłej wody u

ytkowej, wody w basenie. W Polsce kolektory słoneczne s

najcz

ęś

ciej

wykorzystywane do podgrzewania wody.
W polskim klimacie kolektor słoneczny nie mo

e by

jedynym

ródłem energii cieplnej dla

budynku. Kolektor mo

e pokry

do 60%zapotrzebowania na ciepł

wod

ytkow

i ogrzewanie.

W okresie niedoboru energii słonecznej woda jest dogrzewana grzałk

elektryczn

zainstalowan

w zbiorniku. Do ogrzewania budynków wykorzystuje si

kolektory głównie w tak

zwanym okresie przej

ciowym, kiedy temperatura zewn

trzna nie jest jeszcze tak niska jak

zim

. W miesi

cach wiosenno-letnich mo

e powsta

nadmiar energii, któr

na wykorzysta

np. do podgrzewania wody w basenie. Jednak kolektory powinny by

tak dobrane, aby nawet w

okresie maksymalnego nasłonecznienia poda

energii nie byta du

o wy

sza od zapotrzebowania.

Zbyt du

a powierzchnia kolektora prowadzi do niewykorzystania nadwy

ek. Istnieje tak

problem ze zmagazynowaniem pozyskanej energii cieplnej na wystarczaj

co długi okres

(konieczne byłyby ogromne zbiorniki np. z wod

• Praktyczny uzysk kolektora dla podgrzewu cieplej wody przy dobrze funkcjonuj

cej instalacji

solarnej mo

e wynosi

od 300 do 450 kWh/m

/rok. Pozostałe 300-450 kWh/m

/rok przy

zastosowaniu autonomicznej instalacji solarnej jest tracone. Inaczej sprawa si

przedstawia je

eli

zintegrujemy instalacj

solarn

z pomp

ciepła. Cala tracona lub bezu

yteczna energia do

podgrzewania cieplej wody mo

e zosta

przekierowana do poprawienia współczynnika

sprawno

ci pompy ciepta i regeneracji

ródta dolnego. Z do

wiadczenia wynika, i

przy

zastosowaniu 2m

kolektora na 10kW mocy chłodniczej pompy ciepła regeneracja gruntu

nast

puje ju

w miesi

cu maju {normalnie trwaj

ca do sierpnia), a temperatura

ródła pompy

ciepła mo

e by

sza nawet o 3°C co jest równoznaczne z popraw

współczynnika sprawno

o ponad 10% Ze wzgl

du na konstrukcj

kolektory dziel

na:

•płaskie,
•pró

niowe,

• skupiaj

ce,

• heliostatyczne.

Kolektory płaskie

najbardziej rozpowszechnione, przede wszystkim ze

wzgl

du na cen

. Główn

ęś

kolektora płaskiego

jest pochłaniacz czyli absorber - płyta z materiału o

dobrej przewodno

ci cieplnej {najcz

ęś

ciej ze stali,

miedzi, aluminium lub z tworzywa sztucznego),
przykryta z jednej strony przezroczyst

powlok

, o

pozostałych bokach izolowanych. Da zapewnienia
lepszej absorpcji (pochłaniania) ciepła powierzchni

płyty metalowej pokrywa si

specjalnym ciemnym

lakierem lub galwanizuje czarnym chromem, uprzednio

zabezpieczywszy niklem przed korozj

. Przezroczyst

powłok

pokrywaj

absorber wykonuje si

z hartowanego szkła, teflonu lub przezroczystego

tworzywa sztucznego. Jako izolacj

stosuje si

piank

poliuretanow

lub polistyren, których

powierzchni

sto pokrywa si

foli

aluminiow

odbijaj

promieniowanie cieplne. Kolektor

umieszcza si

w obudowie z aluminium. Promieniowanie słoneczne przenika przez szyb

absorbera, gdzie jest przetwarzane na ciepło, które jest oddawane do czynnika grzewczego. Ze
wzgl

du na rodzaj czynnika grzewczego kolektory dzielimy na powietrzne i cieczowe. W

kolektorach powietrznych czynnikiem grzewczym jest powietrze, w kolektorach cieczowych —

ciecz: woda lub mieszanina glikolu z wod

Kolektory pró

niowe

ksz

wydajno

i równocze

nie najwy

cen

za m

kw.

wyró

niaj

kolektory

rurowo-pró

niowe.

Charakteryzuj

one lepsz

sprawno

kolektory

płaskie, zwłaszcza w okresach o zwi

kszonym

zachmurzeniu.

Absorber jest umieszczony w rurze szklanej (tubie), z której usuni

to powietrze, aby

wyeliminowa

straty ciepła wynikaj

ce z przewodzenia i konwekcji. Ciepło z absorbera do wy-

miennika ciepła jest transportowane specjaln

rur

o małej pojemno

ci cieplnej i du

przewodno

ci, tak zwan

rur

ciepła (heat pipe). Przepływ ciepła odbywa si

zawsze w jednym

kierunku - z absorbera do wody. Pró

nia otrzymana w wyniku usuni

cia powietrza z tuby

zabezpiecza absorber oraz rur

ciepła przed wilgoci

i zanieczyszczeniami. Kolektory pró

niowe

bezpo

rednie i po

rednie. W kolektorach po

rednich ciecz zawarta w rurze paruje wskutek

ogrzania. Gaz unosi si

do góry, gdzie ulega

skropleniu w kondensatorze. Cykl ten powtarza si

wielokrotnie. W kolektorach bezpo

rednich mamy do

czynienia tylko z obiegiem cieczy, bez jej zamiany na
gaz.

Zaleca si

stosowanie kolektorów pró

niowych z tzw

lustrem CPC. Lustro wykonane z materiału o du

współczynniku odbicia fal podczerwonych i specjalnie
uformowane umieszczone jest bezpo

rednio pod

rurami pró

niowymi kolektora. Jego zadaniem jest

odbijanie promieni trafiaj

cych pomi

dzy rury kolektora oraz promieniowania rozproszonego na

spodni

ęść

rur.

Kolektory skupiaj

ce (koncentryczne)

Do skupiania promieniowania słonecznego wykorzystywane s

układy optyczne. W kolektorach

tzw. heliostatycznych urz

dzenia obracaj

w kierunku sło

ca. Kolektory tego typu

wykorzystywane s

w krajach o du

ej liczbie godzin nasłonecznienia {powy

ej 3000 rocznie).

Monta

kolektorów

Kolektory maj

zwykle budow

modułow

- składaj

z oddzielnych jednostek (modułów),

które mog

czone mi

dzy sob

, tworz

c jeden układ. Kolektor umieszcza si

na dachu

(pochyłym lub płaskim) lub

cianie budynku, ewentualnie na ziemi tak, aby przezroczysta

powierzchnia była wystawiona na południe. Odchylenie od kierunku południowego nie powinno
przekracza

20°. Kolektory montuje si

na stela

ach, w uchwytach lub ramach stalowych. Mo

je te

montowa

na poddaszu. Maksymalny pobór energii słonecznej nast

puje, gdy powierzchnia

kolektora jest ustawiona pod k

tem prostym w stosunku do kierunku padania promieni

słonecznych. Istotne jest te

nachylenie kolektora do poziomu, które zale

y od k

ta pochylenia

dachu. Poniewa

poło

enie sło

ca na niebie zmienia si

w ci

gu roku, wła

ciwy k

t nachylenia

kolektora zale

y od pory roku. Dla Europy

rodkowej przyjmuje si

za optymalny k

t nachylenia

do poziomu zawarty mi

dzy 30° i 45°. Wymiennik ciepła z zasobnikiem ciepł ej wody u

ytkowej

e by

zainstalowany na stela

u kolektora, na poddaszu, na parterze (łazienka) lub w piwnicy.

Zbiornik powinien by

izolowany termicznie, co minimalizuje straty ciepła nagrzanej wody,

pozwalaj

c na akumulacj

ciepła na okres jednego dnia pochmurnego.

Sprawno

ść

kolektorów

Sprawno

ść

kolektora słonecznego okre

la si

jako

stosunek

pobranej

energii

promieniowania

słonecznego do uzyskanej (tzn. oddanej przez
kolektor) energii cieplnej. Najwy

sprawno

ść

(do

80% mo

na uzyska

stosuj

c kolektory tubowe.

Sprawno

ść

kolektorów płaskich cieczowych wynosi 60-

75% Podawana przez producentów sprawno

ść

odnosi

do warunków idealnych; nie uwzgl

dnia strat

ciepła w niewła

ciwie zamontowanej instalacji,

które mog

znaczne. Sprawno

ść

kolektora

zmienia

zale

warunków

nasłonecznienia. Przykładowo woda w zbiorniku
mo

e si

podgrza

do temperatury 70°C w dniu o pełnym nasłonecznieni u lub do

temperatury 40°C w dniu o

rednim nasłonecznieniu.

Do przekazywania ciepła z kolektora do instalacji grzewczej stosuje si

odpowiednio dobran

ciecz (medium grzewcze). Najcz

ęś

ciej stosuje si

medium kr

ążą

ce w obiegu zamkni

tym. Musi

ono by

odporne zarówno na temperatury wysokie (nie mo

e si

zagotowa

) jak i najni

sze (nie

powinno zamarza

). Da sprawno

ci i trwało

ci instalacji wa

ne jest te

, by nie miało działania

korozyjnego, oraz by nie wydzielały si

z niego

adne osady. Wymagania te spełniaj

płyny

podobne do u

ywanych w chłodnicach samochodowych. Mog

to by

wodne roztwory glikolu.

Wielko

ść

, układ

Kolektory cieczowe maj

zwykle posta

paneli o powierzchni 1, 5-2 m2. Ł

czy si

je w baterie,

wielko

ci odpowiedniej do zapotrzebowania na ciepło. Przyjmuje si

e w okresie letnim system

solarny ma całkowicie zaspokoi

zapotrzebowanie na ciepł

wod

ytkow

o temperaturze 45°

C. W polskich warunkach klimatycznych dla czteroosobowej rodziny wystarczy 3-5 m2
powierzchni kolektora płaskiego. Nieco inaczej rzecz si

przedstawia, kiedy instalacja solarna ma

wykorzystana do ogrzewania budynku. Tu wiele zale

y od jego zaizolowania. W naszych

warunkach z 1 m2 powierzchni kolektora mo

rednio w ci

gu roku uzyska

od 450 do 600 kWh,

co teoretycznie wystarcza na ogrzanie 1, 5 m2 nieocieplonego domu.
Od maja do pa

dziernika 3-5 m2 kolektora płaskiego zapewni czteroosobowej rodzinie c. w. u. o

temperaturze 45°C.

Instalacje

Istniej

ró

ne technologie wykorzystania kolektorów w instalacjach. Optymalny wybór danego

typu systemu do konkretnych zastosowa

mog

ułatwi

specjalne aplikacje komputerowe.

Wyliczenia mo

na równie

otrzyma

w salonach firmowych lub wypełniaj

c odpowiednie

formularze na stronach internetowych u niektórych producentów i dystrybutorów tego typu
układów. Koszt zestawu uzale

niony jest od dobowego zapotrzebowania u

ytkowników na ciepło

lub ciepł

wod

. Warto doda

e istniej

krajowi producenci kolektorów płaskich, którzy

posiadaj

dzynarodowe certyfikaty jako

ci daj

ce gwarancj

trwało

ci i dobrych parametrów

technicznych. Mamy te

w Polsce wykonawców kolektorów pró

niowych.

rednio na rynku ceny

dla układów rodzimych i importowanych wahaj

od ok. 1 tys. do 5 tys. zł za 1 m kw.

kolektora wraz z instalacj

rol

w wyborze odpowiedniego zestawu solamego odgrywaj

parametry techniczne

budynku. Nie zawsze istnieje mo

liwo

ść

zainstalowania kolektora na dachu. Stosuje si

rozwi

zania na elewacjach lub bezpo

rednio na ziemi. To wymaga zastosowania odpowiednich

stela

y, takich aby kolektor odpowiednio skierowa

w stron

promieniowania słonecznego. W

naszych warunkach klimatycznych ze wzgl

du na okres zimowy, w systemach całosezonowych

stosuje si

dodatkowy obieg z niezamarzaj

ciecz

robocz

, która ogrzewa wod

do celów

gospodarczych za po

rednictwem wymienników. Powoduje to niewielki spadek wydajno

systemu oraz podra

a koszty instalacji. Ci, którzy zdecyduj

na u

ycie kolektorów tylko w

okresie wiosenno-letnim, mog

pozwoli

sobie na zastosowanie układu, gdzie woda bezpo

rednio

ogrzewana jest w absorberze panelu słonecznego.

W układach kolektorowych dla utrzymania stabilno

ci ciepłej temperatury wody u

ytkowej

stosuje si

dodatkowe zbiorniki akumulacyjne. Ich instalacja w układzie grawitacyjnym eliminuje

potrzeb

montowania pompy obiegowej. Warunkiem pracy systemu grawitacyjnego jest

umieszczenie pojemnika akumulacyjnego powy

ej górnego poziomu cieczy w kolektorze.

Zbiornik mo

na zamontowa

na poddaszu lub w odpowiednio zaizolowanym pojemniku na dachu

—tu

ponad kolektorem. Ze wzgl

du na niepewno

ść

korzystnych warunków pogodowych oraz

obecno

ść

okresów słabego nasłonecznienia, najbardziej uzasadnionym jest monta

instalacji

ogrzewaj

cej ciepł

wod

ytkow

w układzie skojarzonym, np. z kotłem olejowym lub kotłem

gazowym.
Wymaga to zastosowania odpowiednich urz

dze

automatyki steruj

cej. Je

li przyjmiemy,

e do

produkcji ciepłej wody u

ytkowej dla jednego mieszka

ca potrzeba ok. 1, 5m kw. powierzchni

kolektora, wówczas dobrze skonfigurowany całosezonowy system grzewczy c. w. u. wspierany
innym

ródłem pozwala na zmniejszenie zu

ycia paliwa o ok. 60 proc. w skali roku. Dla układów

wspomagaj

cych centralne ogrzewanie przy zało

eniu,

e 0, 5 m kw. powierzchni kolektora

przypada na 1 m2 powierzchni w budynku mo

emy si

spodziewa

oszcz

dno

ci rz

du 20-30

proc. Kolektory stosowane w instalacjach wspomagaj

cych system grzewczy budynku wymagaj

zapewnienia dobrych ocieple

termicznych obiektu, a zastosowany układ ogrzewania powinien

opiera

na niskich param etrach temperaturowych (np. system ogrzewania

powietrznego). Nale

y pami

e w takiej sytuacji zapotrzebowanie na energi

ciepln

jest

najwi

ksze w okresie, gdy ilo

ść

promieniowania stonecznego jest najmniejsza, a to wymaga

ej ilo

ci kolektorów. Pojawia si

problem wykorzystania nadwy

ki ciepta w okresie letnim.

Mł

na j

spo

ytkowa

do ogrzewania wody w basenie lub ogrzewa

przyziemne chtodne

pomieszczenia budynku kumuluj

c tym samym energi

ciepln

w murach.

Wymiennik c. w. u.

Ze wzgl

du na ograniczon

sprawno

ść

pomp ciepła dla temperatur zasilania >55°C maksyma lna

rozs

dna temperatura c. w. u. jak

na osi

ąć

za pomoc

pompy ciepła to ok. 48°C.

Poniewa

na co dzie

mamy do dyspozycji c. w. u. o ni

szej temperaturze ni

przy u

yciu kotłów

wysokotemperaturowych zbiornik powinien mie

odpowiednio wi

ksz

obj

ść

. Dla uzyskania

100l wody o temperaturze 38oC potrzebujemy odpowiednio 23l wody zimnej i 77l wody o temp.
48oC lub 45l wody zimnej i 55l wody o temp 65oC. Jak wida

z przykładu zbiornik c. w. u powinien

40% wi

kszy. Nie nale

y zapomina

o fakcie,

e wymienniki przystosowane do współpracy z

popami ciepła maj

powi

kszone w

ęż

ownice zajmuj

ce obj

ść

. Obj

ść

netto 200l ogólnie

dost

pnego wymiennika b

dzie wi

ksza od wymiennika przystosowanego do wspótpracy z pomp

ciepła. Podobne zasady dotycz

wymienników współpracuj

cych z pompami ciepła. Tzw.

przegrzew wody celem zabezpieczenia przed rozwojem legionelli powinno si

realizowa

pomoc

wbudowanych grzałek elektrycznych.

Ogrzewanie wody w basenach

Coraz cz

ęś

ciej kolektory słoneczne wykorzystuje si

do podgrzewania wody w basenach

pielowych. Utrzymanie temperatury 23-24°C w okresie maj-sierpie

wymaga zainstalowania

0. 8—1. 0 m

kolektora na 1m

basenu bez osłony termicznej. Dla basenów z osłon

termiczn

wystarczy 0, 5-0, 6 m

kolektora na 1m

basenu.

Pompy ciepła

Ogrzewanie domu jednorodzinnego pomp

ciepła to rozwi

zanie bardzo popularne w wielu

krajach {np. w &wecji co czwarty dom jest ogrzewany pomp

ciepła), a w Polsce ci

gle

postrzegane jako %siekawostka ekologiczna'. A jest to przede wszystkim ogrzewanie najta

sze —

znamy domy o powierzchni 200 —300 m

, w których roczny koszt ogrzewania systemem z pomp

ciepta mie

ci si

w kwocie 1000 zt. Powodzenie tego rozwi

zania nie opiera si

na wyborze

jakich

rewelacyjnych typów pomp ciepta, lecz na kompleksowym rozwi

zaniu catego systemu

grzewczego wraz z wła

ciw

konstrukcj

i technologi

domu. W kompleksowym my

leniu o całym

domu nikt nie wyr

czy inwestora, który nie musi wszystkiego wiedzie

Pompy ciepta to urz

dzenia pozwalaj

ce wykorzysta

ciepło

niskotemperaturowe, tj. ciepło z powietrza zewn

trznego,

promieniowania słonecznego, gruntu, wody gruntowej, wody
powierzchniowej do ogrzewania, wentylacji i przygotowania
cieptej wody u

ytkowej. Umo

liwiaj

one transport ciepta

pobranego z tzw. dolnego

ródła o ni

szej temperaturze do tzw.

ródła górnego o temperaturze wy

szej, przy dostarczeniu do

urz

dzenia odpowiedniej siły nap

dowej.

Spr

ęż

arkowe pompy depta

\Atykorzystuj

zmiany temperatury czynnika

chłodniczego wskutek zmian ci

nienia i

obj

ci (zwi

zane ze spr

ęż

aniem i

rozpr

ęż

aniem). Podstawowe cz

ęś

ci takiej

pompy to: spr

ęż

arka, skraplacz {wymiennik

ciepta}, zawór rozpr

ęż

ny i parownik. Parownik

znajduje si

po stronie

ródła ciepta, a

skraplacz —po stronie "/cu

ytkowej {stronie

odbioru ciepta). Czynnik chłodniczy paruje,

pobieraj

c jednocze

nie ciepło ze

ródta

ciepta. Potem jest spr

ęż

any z jednoczesnym

wzrostem temperatury, a nast

pnie

rozpr

ęż

any i skraplany, czemu towarzyszy

obni

enie temperatury. Ochładzaj

c si

czynnik chłodniczy oddaje ciepto. Po osi

gni

ciu niskiej

temperatury trafia ponownie do parownika, gdzie znowu ogrzewa si

i paruje. Nast

pnie cykl

powtarza si

. W niektórych pompach mo

liwe jest odwrócenie kierunku obiegu. Wiecie wi

mog

wykorzystywane jako klimatyzacja. Jednak

e maj

ródło na niskim poziomie

temperaturowym {np. grunt) wydaj

lepszym rozwi

zaniem wykorzystywanie

ródta dla celów

schładzania powietrza bez u

ycia spr

ęż

arki zu

ywaj

cej znaczne ilo

ci energii elektrycznej.

Dodatkow

korzy

jest szybka regeneracja energetyczna

ródła poprzez ogrzewanie go w

sezonie wymagaj

cym chłodzenia pomieszcze

Spr

ęż

arki wymagaj

dostarczenia energii z zewn

trz, s

z reguły nap

dzane silnikiem

elektrycznym. Wswej konstrukcji pompy ciepła zawieraj

trzy elementy kluczowe wpływaj

bezpo

rednio na sprawno

ść

działania: Spr

ęż

arka, zawór rozpr

ęż

ny oraz wymienniki ciepła. W

pompach ciepła stosuje si

prawie wył

cznie hermetyczne spr

ęż

arki: typu scroll i tłokowe.

Spr

ęż

arki scroll s

najnowszym osi

gni

ciem w dziedzinie chłodnictwa i ze wzgl

du na cich

prac

, odporno

ść

na zalanie ciektym czynnikiem oraz wi

ksz

trwało

ść

zdominowały rynek pomp

ciepta.

Elementem reguluj

cym wydajno

ść

pompy ciepta jest zawór rozpr

ęż

ny. Termostatyczne zawory

rozpr

ęż

ne były stosowane w urz

dzeniach chłodniczych, klimatyzacyjnych i pompach ciepta do

regulacji od samego pocz

tku tej dziedziny przemysłu. Obecnie, gdy współczesne systemy

wymagaj

doskonalszej sprawno

ci energetycznej, dokładniejszej regulacji temperatury,

szerszego zakresu warunków eksploatacyjnych, gdy posiadaj

nowe wła

ciwo

ci stosowanie

elektronicznych zaworów rozpr

ęż

nych staje si

konieczno

. Tylko one zapewniaj

tak

prac

elementów steruj

cych, jaka jest niezb

dna do zaspokojenia powy

szych potrzeb. Niestety ze

wzgl

du na wysoki koszt samego zaworu si

gaj

cy kilkuset Euro na

wiecie tylko niektórzy

producenci pomp ciepta je stosuj

Sprawno

ść

pomp ciepła

Pomijaj

c ró

nice w budowie poszczególnych

urz

dze

sprawno

ść

pomp ciepta jest zale

od ró

nicy temperatur zasilania i odbioru.

dy 1°C wi

cej po stronie

ródta to ok. 3%

ksza sprawno

ść

urz

dzenia.

Porównuj

c dane pomp ciepła ró

nych

producentów nale

y si

upewni

porównujemy te same dane. Cz

sto producent

podaje wydajno

ść

grzewcz

i sprawno

ść

urz

dzenia nie przy temperaturze zasilania

ródta lecz dla temperatury parowania

czynnika, która to z kolei jest 3-7°C ni

sza od

temperatury powrotu do

ródła.

Cytuj

c współczynniki sprawno

ci rzadko kto

bierze pod uwag

ycie energii elektrycznej przez urz

dzenia zewn

trzne niezb

dne do pracy

pomp ciepta. Głównym kluczowym konsumentem energii elektrycznej poza spr

ęż

ark

jest pompa

ródta. Maj

c na uwadze sprawno

ść

uktadu jako cało

ci niektórzy producenci zminimalizowali

ycie energii elektrycznej poprzez zastosowane technik sterowania pompy

ródła dolnego za

pomoc

przetwornicy cz

stotliwo

ci (falownika), który to przyczynił si

do redukcji zu

ycia

energii elektrycznej nawet do 50% Przepływ przez parownik (obwód

ródta) jest dopasowywany

do faktycznego zapotrzebowania i jest stale nadzorowany przez sterownik za pomoc

czujników.

W pompach ciepła nigdy moc chłodnicza dodana do mocy elektrycznej nie jest równa mocy
grzewczej. Jak ka

de urz

dzenie pompa ciepta traci energi

(silnik spr

ęż

arki, opory przeptuwu,

itp.). Dodatkowo potrzebna jest energia dla sterowania prac

(sterownik, styczniki, itp.). W

przypadku pomp ciepta straty te wynosz

od 3 do 7% Producenci pomp cz

sto podaj

moc

grzewcz

równ

mocy chłodniczej + moc elektryczna, co nie mo

e by

prawd

. Nale

y wówczas

zato

e rzeczywista moc grzewcza jest 3-10% ni

sza od deklarowanej w zale

ci od

warunków pracy. \Afepótczynnik sprawno

ci b

dzie równie

szy o ww. warto

ść

ródła ciepła

ródła ciepła mog

: naturalne —

grunt, powietrze atmosferyczne, woda,
sło

ce lub sztuczne —

cieki, woda

chłodnicza.

ródło ciepta musi by

dost

pne i poło

one niezbyt daleko od

ogrzewanego budynku.

Pompa ciepła musi mie

okre

lon

wydajno

ść

Najwi

ksze

zapotrzebowanie na ciepło (ogrzewanie)

wyst

puje zim

czyli wtedy, kiedy

temperatura naturalnych

ródeł ciepła

jest najni

sza. Najbardziej podatne na

zmiany temperatury jest powietrze
atmosferyczne. Temperatura gruntu i
wód gruntowych jest o wiele bardziej
stabilna. Jest ona w zimie wy

sza od temperatury powietrza

(temperatura gruntu w Polsce na gł

boko

ci 1.5-2.0 m wynosi okoto +8°C, a wody gruntowej od

+5 do +8°C). Naj lepszym

ródłem energii dla pomp ciepta s

sondy gł

binowe.

Powietrze atmosferyczne.

Zim

temperatura powietrza jest niska. Dla zapewnienia dopływu wystarczaj

cej ilo

ci ciepła,

potrzebna jest wi

c du

a ilo

ść

powietrza, z którego to ciepło b

dzie pobierane. Zatem

wymiennik ciepta musi mie

odpowiednie rozmiary. Umieszcza si

go na dachu lub w pewnej

odległo

ci od domu. W temperaturze poni

ej 0°C na parowniku osadza si

szron.

eby temu

zapobiec, stosuje si

urz

dzenia odszraniaj

ce. Jednak w temperaturze poni

ej -7°C zu

ywaj

one bardzo du

o energii. Dlatego wydajno

ść

tego typu pomp nie jest zbyt du

a. Na ogót

projektuje si

je jako ogrzewanie uzupełniaj

ce. Bior

c pod uwag

liczb

dni w roku, w których

temperatura spada poni

ej -7°C, przyjmuje si

sto,

e pompy ciepta wykorzystuj

powietrze atmosferyczne mog

pokry

75%zapotrzebowania na ciepło w sezonie grzewczym.

Poza nimi trzeba przewidzie

ogrzewanie tradycyjne, które musi by

obliczone na petn

moc

ciepln

. Równie

pompy ciepta przeznaczone do ogrzewania wody zwykle współpracuj

konwencjonalnymi kotłami. Ciepło mo

e by

pobierane z powietrza usuwanego podczas

wentylacji lub klimatyzacji pomieszcze

Grunt

jest

ródłem ciepła bardziej uniwersalnym ni

powietrze,

poniewa

jego temperatura nie ulega tak du

ym wahaniom

w zimie i utrzymuje warto

ść

od +5 do +8°C podczas całego

sezonu grzewczego. Ilo

ść

ciepła gromadz

cego si

gruncie zale

y od jego nasłonecznienia i zawarto

ci wilgoci.

Waz ze wzrostem wilgotno

ci zwi

ksza si

przewodno

ść

cieplna gruntu. Ciepło pobiera si

za po

rednictwem

kolektorów poziomych (je

li dost

pna jest odpowiednio

a powierzchnia), uło

onych na gł

boko

ci od 1,8 do 2,0

m poni

ej gł

boko

ci gruntu lub pionowych (tworz

cych

tzw. sondy) przy małej dost

pnej powierzchni terenu

(rozwi

zanie dro

sze). Aby uzyska

z gruntu 1 kW energii

cieplnej, nale

y uło

ęż

ownic

na powierzchni od 20 do

40 m

gruntu na gł

boko

ci 1 m. Zatem, aby za jej pomoc

ogrza

dobrze ocieplony, szczelny budynek nale

przeznaczy

teren o powierzchni w przybli

eniu 2 razy

kszej od powierzchni budynku.

Idea ogrzewania pomp

ciepła sprowadza si

najogólniej do

pobierania ciepła z tzw.

ródła dolnego i przekazywania

tego ciepła do pomieszcze

przez tzw.

ródło górne.

ródłem górnym mo

e by

układ centralnego ogrzewania z

bateriami, ale rozwi

zaniem zalecanym jest

niskotemperaturowe ogrzewanie podłogowe. Najlepszym

ródłem dolnym jest woda gruntowa,

wówczas mówimy o systemie woda —woda. Je

li nie ma mo

liwo

ci korzystania z wody gruntowej

to pozostaje nam zastosowanie systemu grunt —woda (inaczej nazywanym solanka —woda) lub

powietrze —woda. W naszym klimacie, z surowymi zimami i temperatur

powietrza dochodz

do -30 °C, system powietrze —woda nie jest rozwi

zaniem racjonalnym. Natomiast system grunt

—woda wymaga zastosowania kolektora ziemnego jako

ródła dolnego.

Kolektorem jest szereg rur o długo

ci 100 -^l20mb poł

czonych równolegle, wypełniony solank

uło

ona płasko (kolektor płaski), spiralnie (kolektor spiralny) lub pionowo (kolektor pionowy).

Kolektor płaski

wykonuje si

z rur PE o

rednicy DN32 lub DN40, układanych w

wykopie o gł

boko

ci 1,6 —2,2 m, czyli poni

ej strefy

przemarzania. Przy odst

pach mi

dzy rurami rz

du 0,5 0 1m z

jednego m

gruntu z kolektorem otrzymuje si

moc 10 do 40 W, w

zale

ci od rodzaju gleby. Gliniasty i wilgotny grunt oddaje

cej ciepła ni

piaszczysty, suchy. 3

d przy zało

eniu,

e do

ogrzewania domu potrzeba ok. 50 W m

, kolektor płaski powinien

zajmowa

powierzchni

1,5 do 5 razy wi

ksz

powierzchnia

domu. Zatem do tego rozwi

zania niezb

dna jest du

powierzchnia działki.

sto twierdzi si

e je

li powierzchnia działki nie pozwala na

zainstalowanie kolektora płaskiego, to mo

na zainstalowa

kolektor spiralny, czyli uło

rury spiralnie w wykopie o

szeroko

ci co najmniej 80 cm.

Jednak jest to twierdzenie bł

dne —w istocie, kolektor spiralny

wymaga takiej samej powierzchni dziatki jak kolektor płaski, gdy

odległo

ci mi

dzy rowami nie powinny by

" mniejsze ni

3-5 m. Zalet

kolektora spiralnego jest

to,

e wykopanie kilku rowów o dtugo

ci do 20 m jest tatwiejsze ni

zdj

cie dwumetrowej

warstwy gruntu z du

ej powierzchni dziatki.

Kolektor pionowy

Najskuteczniejszym rozwi

zaniem w przypadku ograniczonej

ilo

ci miejsca jest kolektor pionowy. Zaznaczy

nale

y równie

odwierty s

najstabilniejszym

ródłem energii spo

ród

ródeł

gruntowych. Cto odwiertów o gł

boko

ci 30 do 150 m {uwaga —

konieczne jest wykonanie projektu prac geologicznych i
zgłoszenie przyst

pienia do robót) wkłada si

rury PE DN40

zako

czone specjaln

kształtk

w kształcie litery U. Z 1 m

odwiertu mo

na uzyskiwa

40 0 100 W energii cieplnej (moc^

chłodniczej) . Na przykład dla domu o powierzchni 200 m

potrzebn

moc ciepln

(200 m

x 60W m

= 12 kVVł otrzymamy z

cznej długo

ci (gł

boko

ci) odwiertów ok. 150m (12kW* 0.75 /

60Wm = 150m, czyli mog

to by

2 odwierty o gł

boko

ci 75 m

dy. Odległo

ść

dzy odwiertami nie powinna by

mniejsza

5 m.

Wody powierzchniowe

Rzeki, jeziora maj

temperatur

w zakresie 0 do

10° C. Do pobierania ciepła z wód powierzchniowych

stosuje si

dwa rozwi

zania. W pierwszym z nich

kolektor umieszcza si

bezpo

rednio w wodzie. W

drugim woda ze zbiornika wodnego jest zasysana

przez pomp

i kierowana do parownika. Przy

temperaturze wody od 5 do 15°C mo

liwe jest

uzyskanie 4,5 do 5,9 kW energii cieplnej z 1 m

/ h

wody. Maj

zmienne temperatury w zale

ci od

pory roku, podobnie jak powietrze. Zim

temperatura wód powierzchniowych jest niska,

dlatego współczynnik wydajno

ci grzewczej pompy,

wykorzystuj

cych to

ródło mo

e spada

poni

ej 3.

Kolektory układa si

podobnie jak w gruncie z rur PE

DN40 PN10. Tego typy

ródło wymaga odpowiedniej

gł

boko

ci {powy

ej 3m) celem uzyskania temperatury zasilania na wystarczaj

co wysokim

poziomie. Uzyskiwana temperatura zim

to 4°C. W okresie zimy powierzchniowa warstwa

zbiornika pokrywa si

lodem. Dzi

ki temu

e woda o temp 4°C posiada najwi

ksz

sto

ść

chłodna woda o temp. 0-3oC pozostaje przy powierzchni. Kiedy temperatura otoczenia spadnie

poni

ej 0°C powstaje lód, którego grubo

ść

zale

y od dtugo

ci okresów ztemperatur

poni

ej 0°C.

Ze wzgl

du na nisk

temperatur

ródła dolnego {4°C zim

) i brak mo

liwo

ci stosowania

roztworu glikolu {przy bezpo

rednim poborze wody) istnieje niebezpiecze

stwo oblodzenia

parownika. Mektórzy producenci pomp ciepła stosuj

zawór wtrysku gor

cego gazu przed

parownikiem celem zabezpieczenia go przed temperaturami ujemnymi.

Wody gruntowe

Sanowi

dobre

ródło ciepła, poniewa

nie ulegaj

dobowym zmianom temperatury. Ich

temperatura przez cały rok utrzymuje si

na poziomie +6 do +10°C. Na ogół wykonuje si

dwie

studnie. V\toda gruntowa pobierana jest ze studni czerpalnej, przepływa przez parownik pompy
ciepła, a nast

pnie jest usuwana do studni chłonnej, która musi by

oddalona od czerpalnej o

minimum 15 m. Przy przepływie 1 m

/h wody i schłodzeniu jej o 3 C mo

na uzyska

ok. 4 kW

energii cieplnej, ale nale

y pami

o konieczno

ci zastosowania do przetłaczania wody pompy,

dodatkowo pobieraj

cej energi

elektryczn

oraz o tym,

e ilo

ść

wody w studni musi wystarczy

do jej ci

głego poboru.

ródła sztuczne

Wykorzysluj

ciepło powstaj

ce podczas ró

nego rodzaju procesów technologicznych (

cieki,

woda chłodnicza). Temperatura nie zale

y wówczas od pory roku, a jedynie od wła

ciwo

ci pro-

cesu technologicznego. Przykładem

ródta sztucznego jest oczyszczalnia

cieków. Wykorzystanie

ródeł sztucznych wymaga ka

dorazowo indywidualnej analizy techniczno-ekonomicznej.

Czy to si

opłaca ?

Koszt PLN/1kWh dla celów ogrzewania <(i kw20O4r)

Koszt instalacji pompy ciepła jest
do

ść

wysoki, zwykle wi

kszy od

kosztów instalacji ogrzewania tra-
dycyjnego. Najta

sza jest instalacja

pomp

ciepła

wykorzystuj

cych

powietrze atmosferyczne, najdro

sza

— p o m p z e

r ó d ł e m z s o n d

gł

bi nowych. Jednak w przypadku

pomp powietrznych trzeba zainstalowa

ogrzewanie tradycyjne. \%soki koszt instalacji

rekompensuje tania eksploatacja. Bie

żą

ce wydatki na ogrzewanie i ciepł

wod

mog

zredukowane nawet do 70%(pozoslałe 30%stanowi

koszty energii elektrycznej potrzebnej do

działania pompy). Efektywno

ść

pompy okre

la stosunek energii otrzymanej {w postaci ciepła do

ogrzewania) do energii pobranej podczas pracy. Sosunek ten powinien wynosi

od 3 do 4,5.

Najbardziej efektywne s

pompy ciepła wykorzystuj

ce sondy gł

binowe. Opłacalno

ść

inwestycji

zwi

kszy si

, je

eli pompa b

dzie wykorzystywana latem do chłodzenia pomieszcze

. Istotny

wpływ na efektywno

ść

ogrzewania pompami ciepła ma konstrukcja budynku, szczególnie system

jego ocieplenia. W budynkach o

cianach wykonanych z materiałów dobrze przewodz

cych

ciepło, a przy tym

le izolowanych, o nieszczelnych oknach i drzwiach efektywno

ść

pomp ciepła

dzie niska. Decyduj

c si

na pomp

ciepła uniezale

niamy si

w du

ym stopniu od dostawców

energii (gaz, olej,itp).
Nale

y zacz

ąć

od tego,

e instalacja taka nie jest dla ka

dego. Decyzje dotycz

ce nowo

budowanego domu rz

pewnymi prawami: zale

nie od zasobno

ci portfela, inwestorów

na podzieli

na dwie grupy. Inwestorzy z pierwszej grupy stawiaj

na niezbyt drog

inwestycj

i godz

na pó

niejsz

, nie najta

eksploatacj

, w my

l zasady: °/4eraz nie

mam, ale pó

niej b

dzie lepiej'. Osoby z drugiej grupy swoj

inwestycj

traktuj

długoterminowo, gotowi s

ponie

ść

sze koszty inwestycyjne jednorazowo, a w przyszło

cieszy

tani

eksploatacj

. Tu du

żą

szans

ma wła

nie pompa ciepła. Ale to nie wszystko.

Trzeba doda

e pompa ciepła jest systemem alternatywnym tylko dla dla ogrzewania

elektrycznego, co. z kotłem na olej opałowy lub gaz płynny. Tak naprawd

, nie ma ona co

konkurowa

z cały czas tanim gazem ziemnym. Kuriozalna byłaby decyzja o jej instalacji, gdy

dom mo

e by

niewielkim nakładem sit i

rodków podł

czony do sieci gazu ziemnego. Pomijamy

tu opcj

ogrzewania z wykorzystaniem paliw stałych, jako nieporównywaln

pod wzgl

dem

komfortu u

ytkowania, a tak

e o ograniczonych mo

liwo

ciach zautomatyzowania systemu.

Pompa ciepła jest to pomysł na zautomatyzowan

i ekologiczn

, a przy tym ekonomiczn

instalacj

. Ale trzeba j

odpowiednio zaplanowa

i skalkulowa

Mty dotycz

ce wysokich kosztów inwestycji te

nale

ałoby obali

. Tak jak przy wszystkich

inwestycjach, mo

na decydowa

na instalacj

renomowanych firm -4 zapłaci

za pewno

ść

mark

, ale korzystaj

c z do

wiadczenia firm instalacyjnych mo

na zdecydowa

na produkt,

którego marka nie jest a

tak powszechnie znana, cho

uznana i sprawdzona —i- nie przepłaca

Uwag na temat porównywania pomp ró

nych producentów

Porównuj

c dane pomp ciepła ró

nych producentów nale

y si

upewni

e porównujemy te

same dane.

Podstawowe definicj e:

•Temperatura

ródta: Temperatura wody/glikolu zasilaj

cej pomp

ciepła. Niektórzy

producenci podaj

temperatur

redni

(zasil ani a i powrotu).

•Temperatura parowania: Temperatura odparowania czynnika chłodniczego, z reguły jest 3-6K

sza od temperat ury powrót u do

ródła.

•Temperatura zasilania: Temperatura wody wychodz

ca z pompy ciepta.

•Temperatura skraplania: temperatura przy której nast

puje przemiana czynnika gazowego na

ciekły w skraplaczu. Z reguty jest do 2-4K wy

sza od temperatury zasilania

• COP (coeficiency of performance): \A&półczynnik wydaj no

ci/ sprawno

ci. Da pomp ciepta j est

wynikiem dzielenia mocy grzewczej przez ilo

ść

energii elektrycznej dostarczonej. Informuje o

efekcie zysku energetycznego tj ile jednostek energii uzyskujemy dostarczaj

c jedn

jednostk

energii elektrycznej. Reszta energii pobierana jest z otoczenia. Parametry pomp

ciepta ró

nych producentów ró

znacz

co. Np. moc grzewcza dla parametrów

0/35°C podawana w katalogu przy zastosowaniu takiej samej spr

ęż

arki mo

e by

inna od

mocy grzewczej deklarowanej przez innego producenta. Dzieje si

tak poniewa

jedni

producenci podaj

parametry dla temperatur parowania/skraplania inni dla temperatur

ródta/zasilania. Porównuj

c wprost wydajno

ci dla wspomnianych parametrów ró

nica mo

dochodzi

do 15%

W pompach ciepta moc chtodnicza dodana do mocy elektrycznej nigdy nie mo

e by

równa mocy

grzewczej. Jak ka

de urz

dzenie pompa ciepta traci energi

(silnik spr

ęż

arki, opory przepływu,

itp.). Dodatkowo potrzebna jest energia dla sterowania prac

{sterownik, styczniki, itp.). W

przypadku pomp Solis straty te wynosz

od 3 do 7%i s

te w tabelach doboru. Producenci

pomp cz

sto podaj

moc grzewcz

równ

mocy chtodniczej + moc elektryczna co nie mo

e by

prawd

. Nale

y wówczas zało

e rzeczywista moc grzewcza jest 3-10% ni

sza od

deklarowanej w zale

ci od warunków pracy. \Atepótczynnik sprawno

ci b

dzie równie

szy

o ww. warto

ść

Przy wi

kszych instalacja nie nale

y zapomina

o energii cieplnej wytwarzanej przez silniki

pomp obiegowych. Dla małych moce te mog

pomijane.

Współpraca z kolektorem słonecznym

Warto

ść

współczynnika wykorzystania klasycznych systemów solarnych mie

ci si

w przedziale

20-60% a warto

ść

współczynnika pokrycia w przedziale 50-30% Dla kolektorów o wysokiej

sprawno

ci uzysk energetyczny wynosi na poziomie 800-850k\Aih/1 m2rok. Jednak

e uzysk

kolektora dla dobrze funkcjonuj

cej instalacji solamej do celów pogrzewu wody mo

e wynosi

jedynie od 300 do 450 kVW 1m2rok. Dzieje si

tak ze wzgl

du na zbyt nisk

temperatur

jak

kolektor mo

e dostarczy

. Oznacza to,

e 450-550kWi/ 1m2rok energii zostaje bezpowrotnie

utracone. W przypadku zastosowania kolektorów słonecznych w układzie skojarzonym z pomp

ciepta do 75%tej energii mo

e zosta

zakumulowane, a nast

pnie sukcesywnie odzyskiwane z

wymienników gruntowych. Układy takie charakteryzuj

zwi

kszon

temperatur

zasilania

(

ródta) dla pompy ciepta o 6-14oC na pocz

tku sezonu grzewczego i o 2-8oC w jego ko

cu.

dy 1oC wi

cej u

ródta to ok 3.5%wy

szy współczynnik sprawno

ci pomp ciepta.

Stosuj

c kolektor słoneczny współpracuj

cy z pomp

ciepła jeste

my w stanie prze kierowa

cał

energi

niewykorzystan

to z powodu jej nadmiaru lub zbyt niskiego poziomu temperatury

do celów podgrzewu wody do gruntu podnosz

c temperatur

zasilania pompy ciepła.

ródła

ciepła takie jak grunty przy zastosowaniu kolektorów słonecznych mog

w pełni

zregenerowane energetycznie ju

w maj u, gdzie normalnie procesten trwa całe lato.

Bementy systemu

Zbiornik buforowy

W cel u zapewnienia odpowiedniego przepływu wody przez pomp

ciepta oraz

instalacj

grzewcz

zaleca si

stosowanie zbiornika buforowego petni

cego

rol

sprz

gta hydraulicznego i bufora (akumulatora) zarazem. Zbiornik buforowy

pełni kilka zada

• rozdziela przepływy obj

ciowe obiegu pompy ciepła gdzie wymagane

jest utrzymanie ró

nicy temperatur na poziomie 5-7°C i obiegu

grzewczego gdzie ró

nica temperatur mo

e waha

od 7 do 15°C.

•zezwala na buforowanie energii w okresach gdy energia elektryczna jest

sza (taryfa nocna)

•eliminuje cz

ste wł

czanie i wył

czanie si

pompy ciepła w okresach niskiego

zapotrzebowania w energi

ciepln

zwi

kszaj

c trwało

ść

wszystkich jej elementów

•zabezpiecza pomp

ciepta przed nadmiern

temperatur

powrotu wody

Jako zasad

przyj

ąć

na: pojemno

ść

zbiornika = moc szczytowa pompy * 15 (25 dla pracy w

systemie dwutaryfowym)

W ym ie n n ik c w. u .

Przy doborze zbiornika z wymiennikiem wewn

trznym (w

ęż

ownic

) ze wzgl

du na

mat

ró

nic

temperatur pomi

dzy zasilaniem, powrotem pompy ciepta a c.w.u.,

nale

y mie

na uwadze,

e na 1 kWmocy grzewczej powinno przypada

minimum

0,20 m

powierzchni w

ęż

ownicy, optymalnie około 0.25-0,30m

. W

kszo

ść

wymienników dost

pnych na rynku nie spetnia tego wymogu. Dodatkowym

warunkiem dla zbiorników współpracuj

cych z pompami ciepła to aby w przypadku

zainstalowania grzatek elektrycznych byty one umieszczone najni

ej na wysoko

1/3 całkowitej wysoko

ci zbiornika. Takie umiejscowienie zabezpiecza pomp

ciepta

przed nadmiern

temperatur

powrotu.

Ze wzgl

du na ograniczon

sprawno

ść

pomp ciepta dla temperatur zasilania >55°C maksyma lna

rozs

dna temperatura c.w.u. jak

na osi

ąć

za pomoc

pompy ciepta to ok. 48°C.

Poniewa

na co dzie

mamy do dyspozycji c.w.u. o ni

szej temperaturze ni

przy u

yciu kotłów

wysokotemperaturowych zbiornik powinien mie

odpowiednio wi

ksz

obj

ść

. Dla uzyskania

1001 wody o temperaturze 38oC potrzebujemy odpowiednio 231 wody zimnej i 771 wody o temp.
48oC lub 451 wody zimnej i 551 wody o temp 65oC. Jak wid

c z przykładu zbiornik c.w.u powinien

40%wi

kszy. Nie nale

y zapomina

o fakcie,

e wymienniki przystosowane do współpracy z

popami ciepła maj

powi

kszone w

ęż

ownice zajmuj

ce obj

ść

. Obj

ść

%aetto' 2001 ogólnie

dost

pnego wymiennika b

dzie wi

ksza od wymiennika przystosowanego do współpracy z pomp

ciepła. Podobne zasady dotycz

wymienników współpracuj

cych z kolektorami słonecznymi. Tzw.

przegrzew wody celem zabezpieczenia przed rozwojem legionelli powinno si

realizowa

pomoc

wbudowanych grzałek elektrycznych.

Pompa

ródła dolnego

Pompa

ródła dolnego ma za zadanie przetłoczenie wody b

roztworu wody z glikolem ze

ródła dolnego {kolektora, studni) do wymiennika pompy ciepła {parownika) gdzie nast

puje

proces parowania czynnika {odbioru energii). W zdecydowanej wi

kszo

ci analiz energia

elektryczna niezb

dna do nap

du pompy

ródła jest pomijana, a jest drugim (po spr

ęż

arce)

najwi

kszym konsumentem energii elektrycznej. Analizuj

c energi

pompy ciepła wraz z pomp

gruntow

e si

okaza

e współczynniki sprawno

ci nie wygl

daj

tak jak pokazuj

katalogi producentów.
Maj

c na uwadze sprawno

ść

układu jako cało

niektórzy producenci w d

ąż

eniu do

zminimalizowalizowania zu

ycia energii elektrycznej

zastosowali technik

sterowania pompami

ródła

dolnego za pomoc

przetwornic cz

stotliwo

(falowników) co przyczyniło si

do redukcji zu

ycia

energii elektrycznej do nap

du pompy

ródła dolnego

nawet do 50% Przepływ przez parownik {obwód

ródła) jest dopasowywany do faktycznego

zapotrzebowania i jest stale nadzorowany przez
sterownik za pomoc

czujników. Przy niskich

temperaturach skraplania (<35°C) wymagany przepływ
jest do 40% wi

kszy ni

przy temperaturze skraplania >60°C. W powszechnie stosowanych

rozwi

zaniach pompy obiegowe dobiera si

na najwy

sze obci

ąż

enie cieplne parownika (100%na

wykresie). W systemie modulacji mocy pomp

falownik w sposób ci

gły reguluje wydatkiem

pompy obiegowej w zakresie 70-125%mocy nominalnej zapewniaj

c wymagany przepływ przez

parownik. Z takiego rozwi

zania wynika wiele korzy

ci dla inwestora: zaoszcz

dzona energia do

nap

du pompy, ni

szy koszt inwestycyjny pompy, wi

ksza trwało

ść

pompy.

Chłodzenie pomieszcze

Najprostszym i zarazem najta

szym jest instalacja centrali wentylacyjnej z chłodnic

. Centrala

podł

czona do kanałów wentylacji grawitacyjnej w zimie oddaje ciepło z ogrzanego powietrza

* #

pompie ciepta, natomiast latem silnik wentylatora zmienia kierunek przeptywu powietrza
zmieniaj

c funkcje centrali na nawiewn

. Powietrze jest chtodzone przez chtodnic

pobieraj

chtód z wymiennika gruntowego. Praca pompy ciepta dla schładzania powietrza nie jest
wymagana. Zim

silnik wentylatora centrali potrzebuje tylko tyle mocy, aby pokona

opory

przeptywu powietrza przez chtodnic

(odbiornik ciepta). Latem wentylator musi pokona

opory

kanałów wentylacyjnych celem doprowadzenia schtodzonego powietrza do pomieszcze

Przykład doboru pompy ciepła dla domu jednorodzinnego

W cel u dokonania prawidłowego doboru odpowiedniej pompy ciepła nale

y ustali

liwie dokładnie:

• zapotrzebowanie budynku na ciepło (w kW). Moc pompy powinna pokrywa

całkowite

zapotrzebowanie na moc ciepln

na cele co. przy maksymalnej temperaturze zasilania oraz

naddatek mocy dla celów c.w.u. Zaleca si

zlecenia szczegółowych oblicze

projektantowi

posiadaj

cemu odpowiednie uprawnienia i do

wiadczenie. Przyszły komfort cieplny budynku jest w

ym stopniu od tego zale

ny,

• maksymaln

temperatur

zasilania instalacji grzewczej (w°C). Warto

ść

ta niezb

dna jest dla

okre

lenia wielko

ci urz

dzenia. Temperatura zasilania instalacji jest

le zale

na od rodzaju

ogrzewania jaki si

zaprojektuje. Dla ogrzewa

podłogowych jest to najcz

ęś

ciej 42°C, dla

grzejnikowych 55°C.

• temperatur

ródła (grunt, studnia, itp.) (w °C), któr

to mo

na w miar

precyzyjnie okre

podstawie planowanego rodzaju

ródła. Najcz

ęś

ciej dokładn

warto

ść

na okre

podczas

wykonywania układu

ródła. Warto

ść

ta niezb

dnajest dla okre

lenia wielko

ci urz

dzenia.

Wynikiem doboru odpowiedniej pompy ciepła s

moc chtodnicza —na podstawie tej warto

ci okre

la si

wielko

ść

kolekt ora/gt

boko

ść

sondy

gł

binowej

moc elektryczna —warto

ść

niezb

dna dla okre

lenia niezb

dnej mocy elektrycznej budynku i

prawidłowego zaprojektowania instalacji elektrycznej

współczynniki sprawno

ci —warto

ci informuj

ce o uzysku energetycznym pompy ciepła w

konkretnym punkcie pracy

Okre

lenie mocy grzewczej

Dane do oblicze

Powierzchnia domu ogrzewana

150 m

Rodzaj ogrzewania

podłogowe

Maks. temperatura zasilania

42 °C

Ilo

ść

osób w budynku

3 osób

Rodzaj

ródła:

sonda gł

binowa lub kolektor ptaski

Przybli

one ustalenie zapotrzebowania na ciepło.

Obliczenia takie s

tylko szacunkowe. Wzwi

zku z tym, po zatwierdzeniu zastosowania pompy

ciepta, w celu sprawdzenia poprawno

ci jej doboru, nale

y sporz

dzi

dokładne obliczenia

zapotrzebowania ciepła.

Przybli

one ustalenie zapotrzebowania na ciepło w zale

ci od poziomu ocieplenia budynku.

Nowa zabudowa ____________ bardzo dobra izolacja cieplna 40 - 60 W m^

_________________________ normalna izolacja cieplna

60 - 80 W m'

3arsze budynki

190 - 110Wm

Do oblicze

przyj

zapotrzebowanie
jednostkowe 65
W m

Dla celów co. zapot
rzebowanie mocy
wynosi 65 W m

150 m

= 9 750 W

Do oblicze

przyj

to zapotrzebowanie jednostkowe 65 W nr

Dla celów co. zapot rzebowanie mocy wynosi 65 W m

* 150 m

= 9 750 W

Dodatek do podgrzewu cieptej wody:
bardzo niskie zapotrzebowanie 101/dzie

/ osob

55°C:

O.OSkW osob

niskie zapotrzebowanie 201/ dzie

/ osob

55°C:

0.15kW osob

normalne zapot rzebowanie 251/ dzie

/ osob

55°C:

0.20kW osob

wysokie zapotrzebowanie 401/dzie

/ osob

55°C:

0.30kW osob

Dodatek do podgrzewu cieptej wody:
bardzo niskie zapotrzebowanie 101/dzie

/ osob

55°C:

O.OSkW osob

niskie zapotrzebowanie 201/ dzie

/ osob

55°C:

0.15kW osob

normalne zapot rzebowanie 251/ dzie

/ osob

55°C:

0.20kW osob

wysokie zapotrzebowanie 401/dzie

/ osob

55°C:

0.30kW osob

Do oblicze

przyj

to zapotrzebowanie jednostkowe celów cwu

300 W osob

Moc niezb

dna do podgrzewu cwu

3 osoby * 300 W osob

= 900 W

czne zapotrzebowanie mocy grzewczej 9 750 W + 900 W= 10 650 W

Rezerwa

10%

Moc urz

dzenia grzewczego _______________ 10 650W +10%= 11 700 W

Ustalenie temperatury zasilania pompy ciepta:

Temperatura zasilania pompy ciepta zale

na jest od typ dolnego

ródta ciepta:

kolektor gruntowy

od 4-6° C do 1 -4° C w ko

cu sezonu grzewczego

kolektor wspótpracuj

cy z kolektorami stonecznymi (min 2m

/ lOkWmocy)

6-10°Cdo 2-6°Cw ko

cu sezonu grzewczego

wody powierzchniowe

4°C{zim

)

wiercone sondy gt

binowe

6-10° C do 3-6° C w ko

cu sezonu grzewczego

sondy współpracuj

cy z kolektorami stonecznymi {min 2m

/ 10kWmocy)

8-12°Cdo 5-8°Cw ko

cu sezonu grzewczego

Temperatury zasilania zaleca si

przyjmowa

raczej te z ko

ca sezonu grzewczego

Przyj

to temperatury

ródta na poziomie dla:

sondy gt

bi nowej

6° C

kolektora płaskiego 4°C

Dobór pompy ciepła:
Pompa ciepta powinna pokrywa

czne zapotrzebowanie na moc grzewcz

przy maksymalnej

temperaturze zasilania.

Ztabel doboru nale

y odszuka

pomp

ciepta odpowiadaj

w w parametrom tj 42°C/ 4°C i /6°C

Z tabeli wynika,

e pompa 9O130 jest idealnym wyborem stosuj

c sond

binow

jako

ródto.

Przy kolektorze poziomym nale

y rozwa

pomp

ksz

. Przy wyborze 30130 nale

y si

liczy

z niedogrzaniem budynku w skrajnie niskich temperaturach zewn

trznych poni

ej -45°

Okre

lenie mocy chłodniczej

Okre

lenie mocy chłodniczej jest niezb

dne dla okre

lenia wielko

ródta. Moc chłodnicza

pompy ciepta jest ilo

energii %darmowej' jak

urz

dzenie pobiera zotoczenia (gruntu).

Dtugo

ść

sond gł

binowych winna by

w zakresie :

od 9500W/ 50W mb = 190mb do 9500W/ 65W mb = 146mb

Dokładn

długo

ść

na okre

znaj

c warunki gruntowe, a najlepiej podczas wykonywania

odwiertu.
Ze wzgl

du na opory przepływu, a co za tym idzie moc niezb

do nap

du pomp

ródła, nie

zaleca si

wykonywania sond dłu

szych jak 120mb w konkretnym przypadku nale

y rozwa

dwa

odwiertu w zakresie od 73 do 95mb.
Celem okre

lenia kosztu odwiertu nale

y długo

ść

pomno

przez cen

jednostkow

, która to

waha si

w Polsce w granicach 80-110zł/ mb.

Wielko

ść

kolektora płaskiego uło

onego na gł

boko

ci mo

na okre

w zakresie

od8700W/ 15Wm

= 580m

do 8700W/ 30Wm

= 290m

redniaj

c wynik do wst

pnej kalkulacji mo

na przyj

ąć

430m

, jednak

e dokładn

długo

ść

na okre

znaj

c warunki gruntowe poprzez wykonanie wykopu kontrolnego, a

najdokładniej podczas wykonywania wykopów
Koszt wykonania kolektora płaskiego z reguły wynosi połow

sond gt

binowych.

Okre

lenie mocy elekt rycznej.

Okre

lenie maksymalnej mocy elektrycznej jest niezb

dne celem zastosowania odpowiednich

zabezpiecze

energetycznych, wykonania przył

cze

i poprowadzenia odpowiednich przewodów

o odpowiednim przekroju.

Pompie ciepła nale

y zapewni

maksymaln

wymagan

moc elektryczn

przy skrajnych

temperaturach.

Poniewa

pompa ciepła jest wykorzystywana do pogrzewu cwu z tabeli doboru moc odczytujemy

dla temperatury 61°C.

Moc elektryczna pompy 80-130

Z ww tabeli wynika,

e pompa 33-130 wymaga co najmniej 4.5kWmocy elektrycznej

Nale

y przyj

ąć

naddatek mocy do nap

du pomp (

ródta i odbioru) na poziomie ok.10%

V\fcpótczynnik sprawno

ci pompy ciepta.

Proces transportu energii cieplnej z o

rodka o ni

szej temperaturze do o

rodka o temperaturze

szej mo

liwy jest dzi

ki energii elektrycznej dostarczanej z zewn

trz. V\&pótczynnik

efektywno

ci (COP) pomp ciepta jest wska

nikiem ilo

ci jednostek energii uzyskiwanej z jednej

jednostki energii elektrycznej dostarczonej {Dla pomp ciepta COP = W/dajno

ść

grzewcza/ Biergia

elektryczna). W normalnych warunkach eksploatacyjnych pompy ciepta osi

gaj

wspótczynniki

sprawno

ci rz

du od 3.0 do 4.5. Współczynnik ten jest tym wy

szy, im mniejsza jest ró

nica

temperatur pomi

dzy temperatur

ródła, a odbioru.

Dla maksymalnej temperatury zasilania 42°C pompa ci epta b

dzie pracowata dla celów co. przez

ponad 80%czasu z temperaturami poni

ej 35°Ctj ze współczynnikiem sprawno

ci wi

kszym jak

4.0. Podczas podgrzewania c.w.u. pompa osi

gnie wspótczynniki sprawno

ci w granicach 2.5-3.0.

Współczynnik sprawno

ci pompy 90-130

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
instalacje grzewczaet
Obliczanie instalacji grzewczej
Ksiazka ABC Instalacji grzewczych
Elementy instalacji grzewczej, Energia, technika grzewcza
Pakiet do projektowania instalacji grzewczych
Instalacja grzewcza
instalacje grzewczaet
dobor naczyn rozszerzalnosciowych do instalacji grzewczych wg normy
Instalacja grzewcza
Instalacja grzewcza
Ogrzewanie Podstawowe schematy instalacji grzewczych(1)
Analiza konomiczne aspekty instalacji grzewczych(1)
Instalacja urządzeń grzewczych i wymienników ciepła
Instalacje klimatyzacyjne i grzewcze wykład 6
poradnik instalacja elektryczna domowa(1)
Poradnik Opis zawodu Monter instalacji sanitarnych
Konserwacja instalacji centralnego ogrzewania i urządzeń grzewczych

więcej podobnych podstron