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

Ogrzewanie budynków gruntową pompą ciepła

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

Analizę techniczno-ekonomiczną zastosowania gruntowej pompy ciepła przeprowadzono na przykładzie wolno stojącego budynku mieszkalnego o powierzchni użytkowej 160 m2, znajdującego się w Toruniu, w II strefie klimatycznej. Szczytowe zapotrzebowanie na moc grzewczą dla tego obiektu wynosi 8 kW, a dobowe zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową to 200 dm3, co daje roczne zapotrzebowanie na ciepło do ogrzania pomieszczeń oraz przygotowania c.w.u. równe 23 379,7 kWh.

W artykule:

• Podstawowe informacje
• Analiza systemu grzewczego
• Koszty eksploatacyjne

Podstawowe informacje

Liczbę godzin o danej temperaturze zewnętrznej dla stacji meteorologicznej Toruń według danych meteorologicznych NFOŚiGW z okresu 30 lat zobrazowano na rys. 1. Zapotrzebowanie na maksymalną moc grzewczą analizowanego budynku znajdującego się w II strefie klimatycznej dla temperatury obliczeniowej –18°C wynosi 8 kW (rys. 2). Praca urządzenia grzewczego z tą mocą będzie występowała sporadycznie, ponieważ liczba godzin występowania tej temperatury jest minimalna (rys. 1), a co się z tym wiąże, również zapotrzebowanie na energię grzewczą (rys. 2). Największe zapotrzebowanie na energię grzewczą występuje przy temperaturze zewnętrznej ok. 1°C – wynosi ono wtedy ok. 4 kW. 

Zapotrzebowanie na moc i energię grzewczą budynku w zależności od temperatury zewnętrznej wg danych stacji meteorologicznej Toruń
Rys. 2. Zapotrzebowanie na moc i energię grzewczą budynku w zależności od temperatury zewnętrznej wg danych stacji meteorologicznej Toruń

Czytaj też: Powietrzna pompa ciepła monoblok – jakie koszty eksploatacyjne? >>

Analiza systemu grzewczego

Do analizy systemu grzewczego opartego na gruntowej pompie ciepła dla opisywanego obiektu dobrano pompę ciepła model SIK 8TES o mocy grzewczej Q = 7,8 kW i współczynniku COP = 4,8 przy B0/W35 wg EN-PN 14511, występującą w pakiecie Design Plus, pracującą w systemie monowalentnym. Głównymi elementami tego pakietu są: gruntowa pompa ciepła SIK 8TES (1), zbiornik buforowy PSP 100E o pojemności 100 l (2) do zabudowy pod pompą ciepła oraz zasobnik c.w.u. WWSP 442E o pojemności 400 l (3) do zabudowy obok pompy ciepła (obydwa zbiorniki utrzymane w stylistyce pompy ciepła). Pompa ciepła pracuje samodzielnie w całym zakresie temperatury zewnętrznej ze względu na stabilną temperaturę dolnego źródła ciepła, którym jest grunt. Przy temperaturze obliczeniowej dla II strefy klimatycznej moc grzewcza uzyskana z pompy ciepła wynosi 7,8 kW (rys. 3).

Moc grzewcza gruntowej pompy ciepła SIK 8TES a zapotrzebowanie na moc grzewczą budynku w zależności od temperatury zewnętrznej
Fot. 3. Moc grzewcza gruntowej pompy ciepła SIK 8TES a zapotrzebowanie na moc grzewczą budynku w zależności od temperatury zewnętrznej

Pod względem energetycznym największy udział pracy gruntowej pompy ciepła przypada przy temperaturze zewnętrznej ok. 1°C, natomiast najmniejszy przy temperaturze obliczeniowej II strefy klimatycznej (rys. 4). 

Praca gruntowej pompy ciepła SIK 8TES w zależności od zapotrzebowania analizowanego budynku na energię wg temperatury zewnętrznej
Fot. 4. Praca gruntowej pompy ciepła SIK 8TES w zależności od zapotrzebowania analizowanego budynku na energię wg temperatury zewnętrznej

Dystrybucja ciepła w analizowanym budynku odbywa się za pomocą płaszczyznowego systemu ogrzewania (ogrzewanie podłogowe) pracującego według krzywej grzewczej, gdzie temperatura zasilania systemu grzewczego zależna jest od temperatury zewnętrznej (rys. 5). Maksymalna temperatura zasilania przy –18°C wynosi 35°C.

Temperatura zasilania systemu ogrzewania płaszczyznowego w zależności od temperatury zewnętrznej analizowanego budynku
Fot. 5. Temperatura zasilania systemu ogrzewania płaszczyznowego w zależności od temperatury zewnętrznej analizowanego budynku

Gruntowa pompa ciepła typu SIK 8TES pozwala uzyskać dla ogrzewania oraz podgrzewu wody użytkowej średnioroczny współczynnik SCOP 4,86 (rys. 6). Przy założeniu ceny energii elektrycznej brutto w wysokości 0,62 zł roczne koszty eksploatacyjne opisywanego systemu grzewczego wynoszą 2765,59 zł (rys. 7).

Średniomiesięczny współczynnik SCOP systemu grzewczego opartego na gruntowej pompie ciepła SIK 8TES dla analizowanego budynku
Rys. 6. Średniomiesięczny współczynnik SCOP systemu grzewczego opartego na gruntowej pompie ciepła SIK 8TES dla analizowanego budynku
Koszty eksploatacyjne systemu grzewczego opartego na gruntowej pompie ciepła SIK 8TES dla analizowanego budynku
Rys. 7. Koszty eksploatacyjne systemu grzewczego opartego na gruntowej pompie ciepła SIK 8TES dla analizowanego budynku

Koszty eksploatacyjne zależą w znacznym stopniu od systemu ogrzewania budynku, ponieważ współczynnik COP pompy ciepła jest uzależniony przede wszystkim od temperatury zasilania systemu (rys. 8).

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

Ze względu na to inne koszty eksploatacyjne występują przy ogrzewaniu płaszczyznowym czy grzejnikowym, gdzie temperatura zasilania zależy od temperatury zewnętrznej (krzywa grzewcza), a inne, gdy pompa ciepła będzie pracowała stałotemperaturowo (rys. 9). 

Temperatura zasilania systemu grzewczego
Rys. 9. Temperatura zasilania systemu grzewczego w zależności od temperatury zewnętrznej oraz systemu dystrybucji ciepła oraz koszty eksploatacyjne. Wariant 1 – ogrzewanie płaszczyznowe, gdzie temperatura zasilania zależy od temperatury zewnętrznej (maks. wartość 35oC); Wariant 2 – ogrzewanie grzejnikowe, gdzie temperatura zasilania zależy od temperatury zewnętrznej (maks. wartość 55oC); Wariant 3 – ogrzewanie grzejnikowe, stała temperatura zasilania 55oC w całym zakresie temperatury zewnętrznej

Pompa ciepła stwarza możliwość uzyskania niskich kosztów eksploatacyjnych, ale to, czy je osiągniemy, zależy od projektowanego systemu grzewczego. Dlatego system oparty na pompie ciepła należy projektować w taki sposób, aby urządzenie to pracowało przy możliwie najniższej temperaturze zasilania. W porównaniu do innych systemów grzewczych gruntowa pompa ciepła model SIK 8TES dla analizowanego obiektu generuje najniższe koszty eksploatacyjne (rys. 10).

Koszty eksploatacyjne analizowanego obiektu ogrzewanego gruntową pompą ciepła SIK 8TES w odniesieniu do innych systemów grzewczych
Rys. 10. Koszty eksploatacyjne analizowanego obiektu ogrzewanego gruntową pompą ciepła SIK 8TES w odniesieniu do innych systemów grzewczych

Uwaga: przy koszcie ogrzewania paliwem stałym nie uwzględniono ceny bieżącej obsługi oraz magazynowania paliwa

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[pompy ciepła, gruntowa pompa ciepła, system grzewczy, moc grzewcza, energia grzewcza, ogrzewanie]

   28.05.2019

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Konkurs dla małych projektantów! Spraw prezent swojemu dziecku »

wentylacja

 



Obejrzyj film o bezinwazyjnej renowacji rur » Jakich zabezpieczeń wentylacyjnych potrzebujesz »
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Jakie są korzyści z montażu stropów z rekuperacją w salach operacyjnych »

rekuperacja w salioperacyjnej

 



10 pytań o sterowanie ogrzewaniem grzejnikowym » Oszczędzaj nawet do 63% na zużyciu wody »
sterownik do pompy wodnej
czytam więcej » spróbuj już dziś »

 


Czy automatyzacja klimatyzacji musi być droga »

automatyzacja klimatyzacji

 



Poznaj zalety pomp nowej generacji » 5 powodów, dla których warto zainwestować w pompę ciepła »
pompy woda powietrze pompy ciepła
czytam więcej » czytam więcej »

 


Polecamy sprawdzone metody na pomiar spalin w zamkniętym pomieszczeniu »

pomiar spalin

 



Jakie produkty pomogą ci w walce o czyste powietrze » Serwis pompy ciepła bez problemów - jak to zrobić »
program czyste powietrze serwis pompy ciepła
czytam więcej » czytam więcej »

 


Jak działa technologia klimatyzacji bez przeciągów »

wentylacja

 


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
5/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 5/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - OZE w zakładach WOD-KAN
  • - Filtry antysmogowe do central
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