Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Wykorzystanie ciepła odpadowego z rekuperatora do wspomagania pracy pompy ciepła w warunkach miejskich

Air heat pump combined with a heat recovery unit as a sole heat/cold source
Schemat ideowy opisywanej instalacji
Schemat ideowy opisywanej instalacji
Rys. J. Biskupski

Możliwość zaspokojenia potrzeb grzewczych domu lub mieszkania za pomocą pompy ciepła istnieje teoretycznie tak długo jak idea tych urządzeń. Pierwszą udaną próbę działania instalacji z powietrzną pompą ciepła przeprowadzono w 1945 r. w USA (nie licząc Szwajcarii w latach 30.). Dlaczego pozyskiwanie energii do ogrzewania budynków z otaczającego powietrza nie znalazło szerokiego zastosowania aż przez 70 lat?

Najczęstsze odpowiedzi na zadane powyżej pytanie brzmią: „to trudne technicznie” i „nieopłacalne”. Jednak opłacalność inwestycji zależy od wielu czynników, z których najważniejsze to koszt inwestycyjny i eksploatacyjny. Autor, projektując na co dzień nietypowe rozwiązania zasilania budynków energią ze źródeł odnawialnych z wykorzystaniem rozbudowanych systemów automatyki domowej, podjął się zaprojektowania opłacalnej instalacji z powietrzną pompą ciepła.

Do określenia opłacalności można przyjąć różne kryteria – może to być wymiar czysto finansowy albo środowiskowy. W przypadku inwestora, któremu zależy na aktywnym uczestnictwie w zrównoważonym rozwoju, ten drugi aspekt może być ważniejszy. Ważne są też dostępne dla danego obiektu źródła ciepła.

 

W warunkach miejskich sieć ciepłownicza ma swoje atuty. Jednak jeśli możliwości uzyskiwania ciepła ograniczają się tylko do spalania węgla lub wykorzystania energii elektrycznej, warto przeprowadzić wielokryterialną analizę zastosowania pomp ciepła.

W artykule opisano testową instalację w mieszkaniu wyremontowanej kamienicy z początku XX wieku znajdującej się w centrum Krakowa.

Budowie systemu z pompą ciepła i rekuperatorem sprzyjał kapitalny remont mieszkania, umożliwiający dowolną aranżację wnętrza i montaż urządzeń, a także ubieganie się o dotację ze środków miejskich na likwidację dwóch węglowych pieców kaflowych w ramach programu ograniczania niskiej emisji.

Dowiedz się także: Czy pompa ciepła powietrze/woda korzysta w warunkach polskich z energii odnawialnej? >>

Utrudnieniem okazała się mała powierzchnia mieszkania (ok. 50 m2) i jednocześnie duża kubatura (wysokość kondygnacji to 3,2 m) oraz fakt, że jest ono dwupoziomowe – w salonie wydzielono antresolę o powierzchni ok. 20 m2. Ponadto opisywane mieszkanie składa się z przechodniej kuchni, łazienki i garderoby oraz przedsionka.

Mieszkanie jest wysokie, co umożliwiło również wygospodarowanie miejsca na urządzenia techniczne poprzez obniżenie sufitów w części kuchni, łazienki oraz przedpokoju.

Oprócz dotacji na likwidację pieców węglowych inwestor ma możliwość skorzystać także z programu Prosument i wytwarzać energię elektryczną z instalacji fotowoltaicznej zamontowanej na dachu budynku.

Dla porównania rzeczywistych kosztów eksploatacyjnych przeanalizowano instalację ogrzewczą działającą w sąsiednim, identycznym mieszkaniu. Korzysta ono z ogrzewania elektrycznego – dwóch stojących pieców akumulacyjnych i rozliczeń energii w systemie dwutaryfowym.

 

 

Obydwa mieszkania poddano generalnemu remontowi, wymieniono też okna i drzwi.

Remont umożliwił budowę układu, który wykorzysta odpadowe ciepło z wentylacji mechanicznej jako dodatkowy strumień energii dla powietrznej pompy ciepła.

Układy takie z powodzeniem testowane były już w innym obiekcie. Inwestor nie zaakceptował jednak wstępnego kosztorysu i po korektach zdecydowano się na system pracujący przejściowo bez zintegrowanej automatyki – wykorzystujący jedynie własne sterowniki urządzeń i ich predefiniowane nastawy z ewentualną ręczną optymalizacją przeprowadzaną przez mieszkańców.

We wrześniu 2014 r. przystąpiono do montażu systemu składającego się z powietrznej pompy ciepła PUHZ ZRP60VHA + PEAD 60 RP o nominalnej mocy grzewczej 6 kW (zakres mocy od 0,9 do 7 kW przy SCOP = 4,1) oraz nominalnej mocy chłodniczej 6 kW (od 0,9 do 6,1 kW przy SEER = 5,8). Do układu z pompą ciepła włączono wysokosprawny rekuperator Air Pack 180 Flat o kompaktowej budowie.

 

Centralę umieszczono w przylegającej do ściany zewnętrznej garderobie, co pozwoliło na wyprowadzenie czerpni i wyrzutni na zewnątrz, a przewody wewnętrzne rozprowadzono w podwieszonym suficie. Do przygotowania ciepłej wody użytkowej zastosowano kompaktowy pojemnościowy elektryczny podgrzewacz o pojemności 80 litrów.

Wszystkie trzy urządzenia mają własne, niezintegrowane ze sobą systemy automatyki, co wywołało liczne trudności w optymalizacji całego systemu. Jego schemat ideowy przedstawia rys.

Działanie systemu

Wentylacja grawitacyjna została całkowicie zastąpiona przez układ wentylacji nawiewno-wywiewnej z odzyskiem ciepła w rekuperatorze. Za rekuperatorem zainstalowano jednostkę wewnętrzną pompy ciepła w taki sposób, by strumień powietrza mógł być przez tę jednostkę ogrzewany lub ją omijać.

Jednostkę zewnętrzną pompy ciepła zainstalowano na elewacji budynku. Wywiew zużytego powietrza z rekuperatora skierowano tak, żeby strumień powietrza po rekuperacji był zasysany przez wentylator jednostki zewnętrznej pompy ciepła, stanowiąc dla niej dolne źródło ciepła.

Poszczególne nawiewniki mogą być sterowane (przymykane lub otwierane) w zależności od zapotrzebowania na świeże powietrze w mieszkaniu. Pomiar referencyjny temperatury dokonywany jest niezależnie przez automatykę rekuperatora (aut. rek.) i pompy ciepła (aut. PC) w jednym miejscu, co umożliwia otwarty układ mieszkania – oprócz łazienki mieszkanie nie ma ścian działowych i tworzy jedną kubaturę z antresolą.

W efekcie świeże powietrze po rekuperacji jest dogrzewane (a latem schładzane) przez wymiennik pompy ciepła stanowiący górne źródło ciepła i rozprowadzane po mieszkaniu przez wspomniane nawiewniki, wykonane na zamówienie. Rekuperator działa okresowo według programów opracowanych dla każdego sezonu – grzewczego/chłodniczego/przejściowego – oraz programu tygodniowego.

Sterowanie systemem uwzględnia temperaturę zadaną przez mieszkańców (aut. T ref. pom.) dla – w tym przypadku – jednego pomieszczenia i praktycznie tylko do nastawy temperatury sprowadza się rola użytkowników.

Czytaj dalej: Ocena systemu >>

   10.03.2015

Komentarze

(1)
Sylvester | 26.06.2018, 14:41
Moim zdaniem najlepiej sprawdzają się gruntowe pompy ciepła bezpośredniego odparowania. Zdecydowałem się u siebie na takie rozwiązanie i była to dobra decyzja. Wszystkim zajęła się firma Fonko, którą też mogę jak najbardziej polecić.
   1 / 1   

Wybrane dla Ciebie

 


Czym mogą Cię zaskoczyć nowoczesne pompy do wody »

pompy do wody

 



Zadbaj o bezpieczeństwo swoje i swoich pracowników » Szukasz partnera w projektowaniu inżynieryjnym i specjalistycznym? »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go już dziś »

 


Jak projektować instalacje najwyższej jakości »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jakich zabezpieczeń wentylatorów dachowych potrzebujesz »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Czy klimatyzacja jest zdrowa »

wentylacja

 



Kompendium wiedzy o procesach wymiany ciepła » Czy ogrzewanie może wpływać na nasze zdrowie »
pompy woda powietrze pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


Jak dobrze odseparować wodę kanalizacyjna od gruntowej »

studzienka kanalizacyjna

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
7-8/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 7-8/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - WT 2021 dla budynków wielorodzinnych
  • - Klimakonwektory, belki i sufity chłodzące
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl