Jak uwzględnić zmiany klimatyczne w projektowaniu instalacji c.o. z pompami ciepła

Jak uwzględnić zmiany klimatyczne w projektowaniu instalacji c.o. z pompami ciepła
Jak uwzględnić zmiany klimatyczne w projektowaniu instalacji c.o. z pompami ciepła
rys. Redakcja

Skutki globalnego ocieplenia odczuwamy na wielu płaszczyznach. Powinny mieć one odzwierciedlenie również w zmianach zasad i standardów projektowania systemów stosowanych do ogrzewania budynków. Choć zimowa temperatura zewnętrzna wyraźnie rośnie, od kilkudziesięciu lat projektowe temperatury zewnętrzne i znormalizowane rozkłady temperatur zewnętrznych wykorzystywane w obliczeniach inżynierskich pozostają niezmienne.

Rzetelną analizę zmian rozkładu temperatur zewnętrznych w sezonie grzewczym oraz próbę określenia aktualnej projektowej temperatury zewnętrznej na podstawie danych meteorologicznych w ostatniej dekadzie (2011–2020), a także wskazówki dla projektantów zawarto w wydanym w 2021 r. poradniku Polskiej Organizacji Rozwoju Technologii Pomp Ciepła pt. Zmiany klimatu i ich wpływ na projektowanie instalacji c.o. z pompami ciepła w budynkach. Współczynnik SCOP pomp ciepła w metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynków [1].

W opracowaniu odniesiono się do rozkładów temperatury zewnętrznej w ostatniej dekadzie w kontekście rozkładu temperatur klimatu chłodnego i umiarkowanego używanego w etykietowaniu energetycznym i ekoprojekcie pomp ciepła [2]. Uporządkowany rozkład temperatury zewnętrznej i prawidłowy dobór temperatury biwalentnej ma bowiem istotne znaczenie przy doborze pomp ciepła, szczególnie urządzeń typu powietrze/woda.

Wzrost temperatury zewnętrznej

Na tle wcześniejszych lat ostatnia dekada była w Polsce wyjątkowo ciepła. Średnia temperatura obszarowa Polski osiągnęła aż 9,1°C – w okresie referencyjnym 1961–1990 było to 7,5°C (rys. 1). Bazując na danych dotyczących średnich temperatur rocznych i sezonowych, można jednoznacznie stwierdzić, że klimat w Polsce uległ znacznemu ociepleniu, a miniona dekada była najcieplejsza w całym okresie pomiarowym (co najmniej od 1781 roku) i aż o 0,8°C cieplejsza od dekady poprzedniej. To znacznie szybszy wzrost temperatury, niż wynikałoby z prognoz przedstawianych w raportach IPCC, według których temperatura w środkowej części kontynentu europejskiego powinna obecnie rosnąć o ok. 0,2–0,4°C na dekadę.

Średnia roczna temperatura
Rys. 1.  Średnia roczna temperatura powietrza w Polsce: a) w latach 1961–1990, b) w latach 2011–2020 [3]

Wraz ze wzrostem średnich temperatur dobowych obserwuje się też spadek liczby stopniodni grzewczych w sezonie grzewczym – liczba ta wynosi 0, jeśli średnia dobowa temperatura Tśr przekracza 15°C, a dla Tśr niższych od 15°C oblicza się ją jako 18 – Tśr, np. dla dnia z Tśr = 2°C liczba stopniodni wynosi 18 – 2 = 16, a następnie sumuje się stopniodni w kolejnych dniach sezonu grzewczego, co daje informacje o zapotrzebowaniu na ciepło w całym sezonie. Od okresu 1961–1990 liczba stopniodni w roku spadła o kilkanaście procent. Obrazowo można stwierdzić, że w wyniku ocieplenia klimatu aktualne zapotrzebowanie na ogrzewanie na Suwalszczyźnie jest zbliżone do tego z Niziny Szczecińskiej sprzed półwiecza.
Analiza uporządkowanych rozkładów temperatury

Rozporządzenia wykonawcze realizujące wymogi ekoprojektu w zakresie pomp ciepła [2] opierają się na danych dotyczących trzech rodzajów klimatu występujących w Europie:

  • klimat chłodny – dane klimatyczne odnoszą się do Helsinek (Finlandia),
  • klimat umiarkowany – dane klimatyczne odnoszą się do Strasburga (Francja),
  • klimat ciepły – dane klimatyczne odnoszą się do Aten (Grecja).

Dane klimatyczne wykorzystywane są przez producentów do obliczeń wartości współczynnika SCOP (a następnie do przeliczania wartości hs) dla temperatury zasilania 35 i 55°C. W karcie produktu podaje się więc sześć różnych wartości SCOP: trzy pary wartości współczynników w odniesieniu do typów klimatu: chłodnego, umiarkowanego i ciepłego i do każdej projektowej temperatury zasilania (35 i 55°C).

Zastosowanie znajduje także uporządkowany wykres temperatur zewnętrznych (odpowiada np. na pytanie, ile było w ciągu roku godzin z daną temperaturą zewnętrzną lub niższą), opracowywany dla typowych lat meteorologicznych. Typowy rok meteorologiczny dla obliczeń energetycznych ISO został opracowany przez International Organization for Standardization i zaakceptowany przez CEN jako norma EN ISO 15927-4. Roczny ciąg danych pogodowych dla obliczeń energetycznych tworzony jest na podstawie 12 miesięcy wybranych z minimum 10 lat obserwacji meteorologicznych dla danej lokalizacji. Metodykę wyboru każdego z 12 miesięcy szczegółowo opisano w normie [4].

Czytaj też: Elektroniczne i programowalne głowice termostatyczne >>

Wykres na rys. 2 przedstawia uporządkowane rozkłady typowych lat meteorologicznych dla okresu 1971–2020 na tle uporządkowanych rozkładów dla trzech typów klimatów. Odpowiada m.in. na pytanie, ile było w ciągu roku godzin z daną temperaturą zewnętrzną (lub niższą). Przykładowo liczba godzin w roku z temperaturą równą lub niższą 0°C wynosi odpowiednio: 0 godzin – w przypadku klimatu ciepłego, 1000 godzin – w przypadku klimatu umiarkowanego, 3000 godzin – w przypadku klimatu chłodnego.

 Uporządkowane rozkłady typowych lat meteorologicznych
Rys. 2.  Uporządkowane rozkłady typowych lat meteorologicznych dla okresu zimowego (X–V) 1971–2020 na tle rozkładów temperatury w przypadku klimatu chłodnego, umiarkowanego i ciepłego [5, 6]

Zgodnie z zasadami stosowanymi przy określaniu projektowych temperatur zewnętrznych podanymi w załączniku normy PN-EN 12831 [6] temperatura projektowa zewnętrzna w danej lokalizacji jest średnią temperaturą pięciu najchłodniejszych dni występujących obok siebie w okresie 30 lat. Dla zobrazowania rzeczywistych rozkładów temperatur zewnętrznych i ich porównania do rozkładu dla klimatu chłodnego i umiarkowanego w poradniku przeanalizowano, ile wynosiłaby projektowa temperatura zewnętrzna przy założeniu średniej z pięciu najchłodniejszych dni (120 godzin) występujących obok siebie w danym roku dla pięciu reprezentatywnych lokalizacji w Polsce:

  1. Łeba (I strefa klimatyczna – projektowa temperatura zewnętrzna: –16°C),
  2. Poznań (II strefa klimatyczna – projektowa temperatura zewnętrzna: –18°C),
  3. Kraków (III strefa klimatyczna – projektowa temperatura zewnętrzna: –20°C),
  4. Białystok (IV strefa klimatyczna – projektowa temperatura zewnętrzna: –22°C),
  5. Suwałki (V strefa klimatyczna – projektowa temperatura zewnętrzna: –24°C).

---

Literatura

  1. Lachman Paweł, Djaków Piotr, Zmiany klimatu i ich wpływ na projektowanie instalacji c.o. z pompami ciepła w budynkach. Współczynnik SCOP pomp ciepła w metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynków, wydanie I, Kraków, czerwiec 2021, https://portpc.pl/pdf/9kongres/materialy/2021_Poradnik_Zmiany_klimatu.pdf (dostęp: 14.10.2021)
  2. Rozporządzenie Komisji (UE) 2016/2281 z dnia 30 listopada 2016 r. w sprawie wykonania dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/125/WE ustanawiającej ogólne zasady ustalania wymogów dotyczących ekoprojektu dla produktów związanych z energią w odniesieniu do wymogów dotyczących ekoprojektu dla produktów do ogrzewania powietrznego, produktów chłodzących, wysokotemperaturowych agregatów chłodniczych i klimakonwektorów wentylatorowych (Dz.Urz. UE L 346/1 z 20.12. 2016)
  3. Dane Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowego Instytutu Badawczego, https://danepubliczne.imgw.pl/ (dostęp: 14.10.2021)
  4. PN-EN ISO 15927-4:2007 Cieplno-wilgotnościowe właściwości użytkowe budynków. Obliczanie i prezentacja danych klimatycznych. Część 4: Dane godzinowe do oceny rocznego zużycia energii na potrzeby ogrzewania i chłodzenia
  5. Dane do obliczeń energetycznych budynków, https://www.gov.pl/web/archiwum-inwestycje-rozwoj/dane-do-obliczen-energetycznych-budynkow (dostęp: 14.10.2021)
  6. PN-EN 12831-3 Charakterystyka energetyczna budynków. Metoda obliczania projektowego obciążenia cieplnego. Część 3: Obciążenie domowych instalacji ciepłej wody użytkowej i charakterystyka zapotrzebowania. Moduł M8-2, M8-3
  7. PN-EN 14825-03 Klimatyzatory, agregaty do chłodzenia cieczy oraz pompy ciepła ze sprężarkami napędzanymi elektrycznie, do ogrzewania i chłodzenia pomieszczeń – Badanie i ocena w warunkach częściowego obciążenia oraz obliczanie wydajności sezonowej
  8. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 27 lutego 2015 r. w sprawie metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku lub części budynku oraz świadectw charakterystyki energetycznej (DzU 2015, poz. 376)
  9. PN-EN 14511:2018 Klimatyzatory, ziębiarki cieczy i pompy ciepła ze sprężarkami o napędzie elektrycznym, do grzania i ziębienia

W artykule:

• Wzrost temperatury zewnętrznej
• Analiza uporządkowanych rozkładów temperatury
• Wytyczne w zakresie podawania sprawności (efektywności) pomp ciepła

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[zmiany klimatyczne, projektowanie instalacji, instalacje c.o., pompy ciepła, pompa ciepła, globalne ocieplenie, ogrzewanie budynków, efektywność energetyczna]

   07.11.2021
Dostęp do pełnej treści tego artykułu jest BEZPŁATNY, wymaga jednak zalogowania.
Logowanie
zapomniałem hasła
Załóż konto
Jeśli nie masz jeszcze Konta Użytkownika - prosimy o wypełnienie formularza rejestracyjnego. Czas potrzebny na założenie Konta Użytkownika to max. 1 minuta.
Chcę założyć konto użytkownika
Dlaczego warto założyć konto użytkownika?
otrzymujesz bezpłatny dostęp do wielu przydatnych informacji: artykułów znanych ekspertów, przeglądów produktów, porad i raportów
co tydzień otrzymasz bezpłatny Newsletter informujący o nowych artykułach, produktach i wydarzeniach związanych z izolacjami i rynkiem budowlanym
będziesz miał możliość brania udziału w konkursach z cennymi nagrodami
utworzysz swój Profil, dzięki któremu będziesz mógł brać udział w dyskusjach na Forum, wymieniać się poglądami z innymi użytkownikami oraz pisać opinie i komentarze
będziesz otrzymywać powiadomienia o promocjach i rabatach w naszej Księgarni Technicznej oraz zniżkach w sklepach naszych partnerów biznesowych.
Jednocześnie zapewniamy Cię, iż podczas rejestracji nie zbieramy żadnych szczegółowych danych personalnych i teleadresowych. W każdej chwili możesz zmienić swoje dane lub zażądać usunięcia konta.
Przed założeniem Konta sugerujemy zapoznać się z regulaminem.

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Co osuszy powierzchnię do 80 m² »

osuszanie pomieszczeń


 


Zaprojektuj niezawodne instalacje w budynku »

Czy wiesz, jakich błędów unikać przy instalacji? »

zawory antyskażeniowe
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


 Jak zapewnić skuteczny monitoring parametrów środowiskowych w pomieszczeniach medycznych »

izolacje w instalacji


 


Czy bezdotykowy design stanie się standardem? »

Jak zminimalizować stratę energii w układach wentylacyjnych »
armatura bezdotykowa
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Skróć czas montażu i uruchomienia układu mieszającego nawet o 50% »

uklad mieszający projektowanie



Jak zadbać o higienę w miejscach publicznych »

Zarejestruj się i zgarnij  pieniądze na kolejne zakupy   »
 
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co zrobić kiedy nie możesz pozbyć się wody z wycieku »

wyciek z rury


 


Jaki wybrać płyn do instalcji w przemyśle spożywczym »

Od czego zacząć, gdy chcesz zabezpieczyć hale przemysłowe przed pożarem »
panele fotowoltaiczne ochrona przed pożarem
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak zabezpieczyć dylatację przed pożarem »

dyletacja

 



Do 77% oszczędności na zużyciu energii »

Z poradnika hydraulika - gdzie kupisz sprawdzony sprzęt »

cichy oszczedny klimatyzator hydraulik
jestem na bieżąco » korzystam z wiedzy »

 


Jakich elemntów potrzebujesz do projektu fotowoltaicznego »

alternatywne zrodla energii


 


Które pompy ściekowe mogą być stosowane na dużej głębokości » Upały dają się we znaki! Co lepsze? Centrala wentylacyjna czy rooftop? »
kanalizacja wentylatory
wiem więcej » poznaj dziś »

 


Czy pompa ciepła się opłaca »

alternatywne zrodla energii


 


Poznaj metody na oszczędność wody »

W czym tkwi sedno w projektowaniu instalacji grzewczej »
produkcja studni wodomierzowych
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Który grzejnik wybrać? Aluminiowy czy stalowy »

grzejniki aluminiowe czy stalowe


 

Ekspert Budowlany - zlecenia

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
11/2021

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 11/2021
W miesięczniku m.in.:
  • - OZE w budynkach wielorodzinnych
  • - Klimat w pomieszczeniach szkolnych
Zobacz szczegóły

Bezpłatny newsletter

Mamy dla Ciebie prezent 


Wystarczy,

że zapiszesz się na newsletter,
a otrzymasz link do

e-book

" Kotły na biomasę i biopaliwa "

Zapisuję się »

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