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?

Ciąg dalszy artykułu...

Podobnie rozwiązano optymalizację pracy elektrycznego podgrzewacza wody. Możliwe jest dogrzewanie łazienki przez grzejnik drabinkowy.

Chcąc płacić jak najmniej za energię elektryczną do zasilania podgrzewacza wody i grzejnika łazienkowego, muszą ręcznie optymalizować ich pracę. Pompa ciepła i centrala z rekuperatorem działają automatycznie według zadanych schematów względem temperatury zewnętrznej.

Rezygnacja z systemu zintegrowanej automatyki skutkuje okresowymi przeregulowaniami i nieoptymalnymi nastawami, co widać na wykresach temperatury w mieszkaniu i zużycia energii elektrycznej. Mieszkanie zostało bowiem opomiarowane z udostępnieniem danych w chmurze (system NetAtmo).

Zużycie energii elektrycznej przez cały system wentylacji i ogrzewania wraz z podgrzewaczem wody, oświetleniem LED i sprzętem AGD (w tym lodówka i pralka o klasach energetycznych A+) wyniosło w pierwszych czterech miesiącach użytkowania 2300 kWh, co stanowi koszt ok. 1200 zł w taryfie G12.

Jest on znacznie niższy od kosztów eksploatacji w sąsiednim, identycznym mieszkaniu wyposażonym w elektryczne grzejniki akumulacyjne. Ponadto mieszkanie ma zapewnioną sprawną wentylację, a pomiary stężenia CO2 w obydwu lokalach wskazują, że wentylacja mechaniczna zapewnia lepszą jakość powietrza wewnętrznego.

Ocena systemu

Zaletą zastosowanego systemu jest lepsze zarządzanie energią wprowadzoną do mieszkania. Dzięki wysokosprawnej rekuperacji (ponad 90%) oraz utrzymywaniu stałej temperatury w mieszkaniu przez cały rok (19–21°C) obniża się zapotrzebowanie na energię pierwotną.

Można wprawdzie wysunąć argument, że pompa ciepła korzysta z energii elektrycznej wytwarzanej z niską sprawnością z węgla, jest to jednak rozwiązanie zdecydowanie korzystniejsze ekonomicznie i ekologicznie niż zwykłe grzejniki elektryczne, ponieważ sezonowy współczynnik efektywności dla tych pomp ciepła (SCOP) wskazuje, że zużywają one 4-krotnie mniej energii.

Ponadto w wielu starych, nawet modernizowanych budynkach nie ma możliwości wykorzystania gazu ziemnego.

Koszty inwestycji w innowacyjne systemy z użyciem pomp ciepła i wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła nie są niskie – w analizowanym przypadku wyniosły wraz z montażem ponad 30 tys. zł. Jak wspomniano, mogą się one zmniejszyć po uzyskaniu dotacji od miasta na likwidację źródła niskiej emisji. W kalkulacji kosztów trzeba też brać pod uwagę komfort, jaki zapewnia system ogrzewania i chłodzenia oraz wymiany powietrza niezależnie od warunków zewnętrznych. Koszt zakupu i montażu samej instalacji chłodzenia z wykorzystaniem klimatyzatora typu split sięga bowiem kilku tysięcy złotych.

Koszty eksploatacyjne można będzie znacznie obniżyć przy wykorzystaniu instalacji fotowoltaicznej o mocy ok. 6–8 kWp zamontowanej na dachu budynku.

Zakładając teoretycznie jej uzysk na poziomie 1000 kWh z 1 kWp, można liczyć na całkowitą samowystarczalność energetyczną w skali roku. Byłoby tak, gdyby stosowano w Polsce tzw. net metering.

Niestety, najprawdopodobniej tylko uzyski z pierwszych 1–4 kWp będą podlegały korzystnemu rozliczeniu w taryfie gwarantowanej, a pozostałe, których układ pompy ciepła i rekuperatora nie zdąży zagospodarować w czasie słonecznych 1500 godzin w roku, zakład energetyczny odkupi już po zaniżonych stawkach.

Opisywane rozwiązanie jest atrakcyjne dla budynków miejskich na obszarach z wysokim poziomem niskiej emisji. Wśród ograniczeń trzeba jednak wymienić niewielką powierzchnię dachów w budynkach wielolokalowych do montażu instalacji fotowoltaicznych.

Przy rozpatrywaniu systemów wykorzystujących powietrzne pompy ciepła w warunkach miejskich, szczególnie w centrach miast ze starą zabudową, warto wziąć pod uwagę fakt, że temperatury otoczenia są wyższe o 2–4 K w stosunku do terenów podmiejskich.

Opisywana instalacja wykonana została jako testowa, jednak wyniki jej eksploatacji zachęcają do dalszych doświadczeń. Na etapie projektu najwięcej wątpliwości budziła kwestia hałasu emitowanego przez pompę ciepła pracującą praktycznie bez przerwy. W praktyce okazało się, że nie sprawia on mieszkańcom i sąsiadom żadnego problemu.

To, co wydawało się najłatwiejsze, czyli montaż systemu wentylacji i sposób rozprowadzenia po mieszkaniu nawiewanego powietrza, okazało się największym wyzwaniem. Dopiero specjalnie zaprojektowane dysze wyrzutowe zapewniły komfort we wszystkich zakamarkach lokalu.

Największym mankamentem jest brak systemu integrującego automatykę wszystkich urządzeń. Doświadczenia z pracy innych instalacji wskazują, że optymalnym rozwiązaniem jest taki układ, w którym pompa ciepła, rekuperator i podgrzewacz ciepłej wody stanowią jeden spójny system, który sam się reguluje, poszukując optymalnych nastaw.

Dodanie zintegrowanego systemu sterowania BMS (okablowanie zostało wykonane) pozwoliłoby na obniżenie kosztów eksploatacyjnych i zapewnienie stałej temperatury mieszkania, bez wahań. System został całkowicie opomiarowany i łatwo wykryć sytuacje, kiedy użytkownik zapomniał przełączyć urządzenie i działało ono nieoptymalnie.

Pomimo niemałych kosztów inwestycyjnych w trakcie eksploatacji inwestor przekonał się, że zastosowany system zapewnia komfort, a koszty eksploatacji są niższe niż w alternatywnym rozwiązaniu z użyciem grzejników elektrycznych, co umożliwia zwrot kosztów inwestycji, szybszy w przypadku przyznania dotacji na likwidację źródła niskiej emisji.

Chcesz być na bieżąco? Zamów nasz newsletter!

[pompa ciepła, pompa ciepła powietrze woda, dobór mocy, ogrzewanie, urządzenie grzewcze, efektywność energetyczna, moc grzewcza, zużycie energii elektrycznej, sezon grzewczy, instalacja grzewcza, koszty eksploatacyjne pompy ciepła, pompy ciepła]

   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


Czy już znasz, idealne narzędzie dla projektantów sieci wod - kan » Co sprawi, że rozwiążesz problemy pomiarowe wentylacji »
aplkacja wod-kan pomiar termowizyjny
czytam więcej » spróbuj już dziś »

 


Klimatyzacja bez przeciągów - jak to możliwe »

 klimatyzator

 



Na czym polega renowacja kanalizacji bez kucia ścian » Jakich zabezpieczeń wentylatorów dachowych potrzebujesz »
renowacja kanalizacji 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