Instalacje energooszczędne. Część 1 - pompa ciepła.

Opublikowano 2 stycznia 2014, autor: MG Projekt

W cyklu artykułów o instalacjach energooszczędnych architekci z MGProjekt opisują rozwiązania alternatywne na ogrzewanie domu z wykorzystaniem instalacji grzewczych przyjaznych dla środowiska. W obecnych czasach coraz częściej sięgamy po rozwiązania, które mogą wpłynąć na obniżenie kosztów eksploatacji domu jednorodzinnego, chroniąc jednocześnie środowisko. Instalacje energooszczędne, pomimo jeszcze dość wysokich nakładów przy montażu, w dłuższej perspektywie pozwalają na zwrot wcześniej poniesionych kosztów.

W pierwszej części cyklu projektanci z Pracowni Architektonicznej MG Projekt przybliżają działanie instalacji grzewczej z pompą ciepła. Pompy ciepła do ogrzania domu i podgrzania wody użytkowej wykorzystują ciepło pozyskane z gruntu, wody, lub powietrza, które to źródła są ogólnie dostępne i co najważniejsze – bezpłatne. W gruncie, poniżej 2m głębokości utrzymuje się przez cały rok względnie stała temperatura 8-12 stopni Celsjusza.

Gruntowe pompy ciepła charakteryzują się największą wydajnością i bezawaryjnością. Pompy ciepła gruntowe, w zależności od możliwości instalacji na działce montujemy z wymiennikiem poziomym, lub pionowym. Lepszą efektywność

Copywright©MGProjekt Pracownia Architektoniczna s.c. | http://www.mgprojekt.com.pl

osiągają wymienniki ciepła w postaci pionowych sond, gdyż zapewniają lepsze warunki pracy pompy gruntowej i można je zastosować na działce bez względu na powierzchnię tej działki.

Pompy powietrzne, które ciepło pozyskują z powietrza mają obniżoną wydajność w okresie występowania dużych mrozów, a nakłady związane z poborem energii elektrycznej mogą wówczas znacznie wzrosnąć.

Przy pompie wodnej ciepło pobieramy z wód gruntowych, lub powierzchniowych. Wydajność tych pomp jest dość wysoka, aczkolwiek w przypadku dużego zanieczyszczenia wód musimy liczyć się z dodatkowymi kosztami na użycie i wymianę filtrów, oraz elementów koordynujących instalację. Koszty ogrzewania takimi pompami mogą wzrosnąć nawet dwukrotnie w porównaniu z pompami gruntowymi.

Stosowanie pomp ciepła jest opłacalne jeśli wykonana się prawidłowo instalację, wraz z uzyskaniem najlepszego współczynnika COP, który wyraża stosunek ilości dostarczonego ciepła do ilości zużytej energii elektrycznej, którą potrzebujemy do zasilenia podzespołów pompy. Im współczynnik COP jest większy, tym mniej kosztów wygenerujemy za użycie energii elektrycznej. Jeśli zastosujemy właściwe rozwiązania, to wówczas roczny koszt ogrzewania domu ~200m2 może kształtować się nawet na poziomie 1000zł. Średnio koszty ogrzewania domu z zastosowaniem instalacji pompy ciepła, w zależności od wielkości domu, wahają się na poziomie 2000-3600 zł na rok. W porównaniu z innymi standardowymi instalacjami grzewczymi, koszty eksploatacji domu jednorodzinnego z wykorzystaniem instalacji pompy ciepła wychodzi bardzo korzystnie. Jedynym minusem takiej instalacji jest jak na razie stosunkowo wysoki koszt jej montażu, na którego zwrot będziemy musieli poczekać kilka, lub kilkanaście lat. Koszty z jakimi będziemy musieli się liczyć przy montażu pompy ciepła to 40-55 000 zł, w zależności od rodzaju instalacji.

Budowa pompy ciepła:

W skład budowy pompy ciepła wchodzą urządzenia połączone ze sobą na zasadzie pętli, przez które kolejno przepływa czynnik roboczy.

1. Pierwszy wymiennik ciepła – inaczej parownik. 2. Sprężarka. 3. Drugi wymiennik ciepła – inaczej skraplacz. 4. Zawór dławiący.

Dodatkowe elementy pomp ciepła:

1. Zawór trójdrogowy, który przełącza zasilanie C.O, lub C.W.C. 2. Grzałka elektryczna. 3. Pompa obiegowa instalacji C.O. 4. Pompa obiegowa wymiennika gruntowego (powietrznego, lub wodnego). 5. Instalacja obiegu chłodzącego.

Copywright©MGProjekt Pracownia Architektoniczna s.c. | http://www.mgprojekt.com.pl

6. Panel sterujący.

Sposoby montowania pompy ciepła.

Wyróżniamy cztery sposoby na zamontowanie instalacji z pompą ciepła:

1. Instalacja pompy ciepła z odbiorem ciepła z powietrza (pompa ciepła powietrze-woda), przy której nie potrzeba budować kosztownego wymiennika ciepła. Efektywność takiej instalacji podczas mrozów wyraźnie spada, a pobór energii elektrycznej wzrasta. Koszty eksploatacji domu z taką instalacją porównywalne są do zastosowania instalacji na kocioł gazowy i wahają się na poziomie ~3000zł.

2. Instalacja pompy ciepła na wodny wymiennik ciepła. W tym przypadku można osiągnąć koszty ogrzewania nawet na poziomie 0.12 zł/kWh. Jednakże, aby uzyskać takie parametry, zbiornik wodny (wody gruntowe, lub wody powierzchniowe, w układzie studni zrzutowej i studni czerpanej wraz z instalacja pompy ciepła i zasobnika C.W.U) musi być czysty, bo w innym przypadku dojdą dodatkowe koszty na wymianę filtrów i urządzeń koordynujących pracę instalacji.

3. Instalacja pompy ciepła z poziomym wymiennikiem ciepła, która działa na zasadzie zagłębionych rur w gruncie przez które przepływa czynnik roboczy najczęściej w postaci roztworu glikolu. Ułożone poziomo rury pozwalają na uzyskanie ciepła w cenie poniżej 0.2 zł/kWh. Przy tej instalacji zastosować musimy poziomy wymiennik ciepła, dość kosztowny, wraz z pompą ciepła z wbudowanym zasobnikiem C.W.U.

4. Instalacja pompy ciepła z pionowym wymiennikiem ciepła z sondami, czyli zagłębionymi pionowo rurami, które umieszczamy w odwiertach przez które przepływa czynniki roboczy. Tutaj stosujemy kosztowny gruntowy wymiennik ciepła z sondami, oraz pompę ciepła z wbudowanym zasobnikiem C.W.U. Taka instalacja działa podobnie jak w przypadku poziomego wymiennika ciepła, ale jej efektywność jest dużo wyższa, a koszty eksploatacji mogą osiągnąć nawet 0.15 zł/kWh.

Przy jakich instalacjach stosujemy pompę ciepła:

Najlepszym rozwiązaniem będzie zastosowanie pompy ciepła przy ogrzewaniu podłogowym, które wówczas może osiągnąć bardzo dobrą wydajność. Przy instalacjach ogrzewania tradycyjnego grzejnikowego, stosowanie pompy ciepła jest mniej efektywne i lepiej go

Copywright©MGProjekt Pracownia Architektoniczna s.c. | http://www.mgprojekt.com.pl

ograniczyć. Równie dobrą pracę pompy ciepła uzyskamy przy instalacji grzewczej w systemie ogrzewania nadmuchowego, gdyż do jego działania wystarczy powietrze o temperaturze do 40 stopni Celsjusza.

Aby instalacja pompy ciepła, bez względu na rodzaj zastosowanego czynnika roboczego działała tanio i efektywnie należy wykonać tą instalację na podstawie prawidłowo wykonanej dokumentacji projektowej. Wyliczone w niej zostaną poszczególne parametry pracy instalacji, jak również zapotrzebowanie mocy grzewczej. Tylko wtedy pompa ciepła będzie działać prawidłowo, bez dodatkowych przerw i wznowień w pracy, co doprowadza do dodatkowego poboru energii elektrycznej, a co za tym idzie niepotrzebnych kosztów. Lepiej jest również tak zaprogramować pompę, aby pracowała nocą kiedy taryfy energii elektrycznej są dużo niższe. Pamiętajmy również o tym iż takiej instalacji nie wykonujemy samodzielnie i podobnie jak przy instalacjach tradycyjnych, powinna wykonać to specjalistyczna firma z dużym doświadczeniem i znajomością sztuki budowlanej w pełnym zakresie.

Więcej na: Instalacje energooszczędne. Część 1 – pompa ciepła. | Blog MG Projekt Projekty domów MGProjekt

Follow us: @mgprojekt on Twitter | mgprojekt on Facebook

Copywright©MGProjekt Pracownia Architektoniczna s.c. | http://www.mgprojekt.com.pl