Optymalna temperatura ciepłej wody użytkowej

Wpływ temperatury wody użytkowej na sprawność pracy źródła ciepła Wymagania higieniczne i zabieganie rozwojowi bakterii Legionella Zapobieganie wytrącaniu osadów i zanieczyszczaniu powierzchni grzewczych

Wydanie 1/201625.06.2016

www.eko-blog.pl www.vaillant.pl

2

Nastawa temperatury ciepłej wody użytkowej

Nastawa temperatury ciepłej wody użytkowej jest istotna z kilku względów. Poza oddziaływaniem na samopoczucie człowieka, temperatura wody w znaczącym stopniu wpływa na sprawność źródła ciepła, a tym samym na koszty eksploatacyjne.

Nastawa temperatury wody użytkowej wpływa także na poziom strat ciepła w podgrzewaczu wodyi w całym układzie podgrzewania wody, co również wpływa na koszty eksploatacyjne.

Nastawa temperatury wody użytkowej jest istotna jeszcze z co najmniej dwóch ważnych powodów. Pierwszy to względy higieniczne, czyli związanyz unikaniem rozwoju bakterii. Drugi to łączne względy higieny, trwałości oraz sprawności pracy. Dotyczy bowiem unikania powstawania osadów (kamienia) na powierzchniach grzewczych kotłów, wymienników ciepła i wewnątrz rur, itd.

3

Wpływ temperatury wody na samopoczucie człowieka

3842 oC

3437oC

2127 oC

Gorąca kąpiel, pobudza układ krążenia i nerwowy, nie jest wskazana dla osób z problemami z układem krążenia

Ciepła kąpiel, zalecana jako rozluźniająca, łagodząca ból, relaksująca; wskazana po wysiłku fizycznym

Letnia kąpiel, orzeźwiająca i uspokajająca

Ponieważ woda o około 25 razy więcej przewodzi ciepło w porównaniu do powietrza, to jej temperatura jest bardziej odczuwalna dla człowieka. Temperatura organizmu ludzkiego wynosi przeciętnie 37 oC i każde odstępstwo od tej wartości będzie niosło ze sobą więcej skutków – reakcji organizmu ludzkiego.

4

10

9

8

6

5

4

3

2

1

10 20 30 40 50 60 70

Wsp

ółcz

ynni

k C

OP

Różnica temperatury ΔT (K)

COP=9,6 dla ΔT=15 K

COP=7,3 dla ΔT=20 K

COP=5,0 dla ΔT=30 K

COP=3,9 dla ΔT=40 KCOP=3,2 dla ΔT=50 K

COP=2,8 dla ΔT=60 K

Im niższa będzie różnica tempe--ratury między dolnym źródłem (grunt), a górnym źródłem, tym wyższe będą wartości współczynnika COP.

Różnica średniej temperatury pomiędzy dolnym źródłem ciepła, a źródłem górnym, np. ciepłą wodą użytkową, wpływa znacząco na efektywność COP pompy ciepła. Podniesie temperatury wody o 10 oC w górnych zakresach tej temperatury będzie obniżać efektywność COP o 20 do 30%!

Jaki jest wpływ temperatury wody użytkowej na efektywność COP pompy ciepła?

5

Jaki jest wpływ temperatury wody użytkowej na efektywność COP pompy ciepła?

COP = 4,2K ≈ 1,45 zł/godz.

COP = 2,4K ≈ 2,03 zł/godz.

COP = 3,8K ≈ 1,74 zł/godz.

Punkt pracy (powietrze/woda)

Efe

ktyw

ność

CO

P

Temperatura zasilania z pompy ciepła jest zależna od zadanej temperatury wody użytkowej i musi ją przekraczać o kilka oC.

Dobrej klasy pompy ciepła pozwalają na uzyskiwanie temperatury zasilania powyżej 60 oC (np. Vaillant aroTHERM VWL: 63 oC), co oznacza, że woda w zasobniku może osiągać stabilną temperaturę 55oC przy samodzielnej pracy sprężarki. Wyższa temperatura wody może powodować wyłączanie pompy ciepła (czujnik wysokiego ciśnienia) i negatywnie wpływać na efektywność COP.

Przykładowo praca w punkcie A7/W45 obniży efektywność COP tylko o niecałe 10% od wartości w punkcie A7/W35, ale praca w punkcie A7/W55 już o ponad 40%.

Gdyby pompa ciepła pracowała w takim samym punkcie przez godzinę, to koszt pracy wyniesie od 1,45 do 2,03 zł/godz.

Na podstawie danych dla pompy ciepła powietrze/woda Vaillant aroTHERM VWL 115/2A

6

Wpływ zanieczyszczenia powierzchni grzewczych na straty cieplne

0 2 4 6 8 10 12

Grubość osadu (kamienia), mm

60%

40%

20%

Straty cieplne (%)

Wzrost temperatury wody powyżej 5560 oC powoduje wytrącanie się osadów (kamienia) na powierzchniach grzewczych kotła, w rurach instalacji grzewczej, wymiennikach ciepła, itd. Zjawisko będzie tym intensywniejsze im bardziej „twarda” będzie woda, czyli im więcej będzie zawierać węglanów wapnia i magnezu.

Ograniczenie zjawiska wytrącania osadów polega na poprawie jakości wody (stosowanie zmiękczania), a także utrzymywaniu możliwe niskiej temperatury wody użytkowej (poniżej granicznej wartości 5560 oC).

Zanieczyszczenie powierzchni osadem znacznie zwiększa straty cieplne, tzn. zmniejsza oddawanie ciepła np. z komory spalania kotła do wody grzewczej (np. przy grubości

3 mm, obniżenie o około 20%.

7

Rozwój bakterii Legionella w wodzie

Bakterie Legionella uznawane są za jedne z podstawowych zagrożeń, możliwych do wystąpienia w wodzie użytkowej. Rozwijają się w odpowiedniej temperaturze (2045 oC), szczególnie w „stojącej” wodzie (mały pobór wody, zalegające masy wody w zbiorniku).

Zalecana temperatura do stałego utrzymywania w instalacji wody użytkowej wynosi ze względów higienicznych 50 oC. Okresowo cały układ wody powinien być podgrzewany do 7080 oC. Wystarczające jest utrzymanie takiej temperatury przez 5 minut.

60 oC

50 oC

2045 oC

< 20 oC

90% bakterii Legionella ginie w ciągu 2 godzin

Dobre warunki dla rozwoju bakterii Legionella

Bakterie Legionella pozostają nieaktywne, ale nie giną

90% bakterii Legionella ginie w ciągu 2 minut

> 70 oC Bakterie Legionella giną natychmiast

8

Podsumowanie – jaka nastawa temperatury?

80 oC

70 oC

60 oC

50 oC

40 oC

30 oC

20 oC

Zwiększona intensywność

wytrącania osadów

Korzystna efektywność pracy źródła

ciepła

Odczucie: gorąca woda

Odczucie: letnia woda

Odczucie: chłodna woda

Rozwój bakterii

Legionella

Ginęcie 90% bakterii

Legionella

Eliminacjabakterii

Legionella

9

Wymagana rozporzędzeniem temperatura wody użytkowej

§ 120 [Ciepła woda]1.W budynkach, z wyjątkiem jednorodzinnych, zagrodowych i rekreacji indywidualnej, w instalacji ciepłej wody powinien być zapewniony stały obieg wody, także na odcinkach przewodów o objętości wewnątrz przewodu powyżej 3 dm3 prowadzących do punktów czerpalnych.2.Instalacja wodociągowa ciepłej wody powinna umożliwiać uzyskanie w punktach czerpalnych wody o temperaturze nie niższej niż 55○C i nie wyższej niż 60○C.2.Instalacja wodociągowa ciepłej wody powinna umożliwiać przeprowadzanie ciągłej lub okresowej dezynfekcji metodą chemiczną lub fizyczną (w tym okresowe stosowanie metody dezynfekcji cieplnej), bez obniżania trwałości instalacji i zastosowanych w niej wyrobów. Do przeprowadzenia dezynfekcji cieplnej niezbędne jest zapewnienie uzyskania w punktach czerpalnych temperatury wody nie niższej niż 70○C i nie wyższej niż 80○C.

Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie z dnia 12 kwietnia 2002 r. (Dz.U. Nr 75, poz. 690)tj. z dnia 17 lipca 2015 r. (Dz.U. z 2015 r. poz. 1422)

Temperaturę wymaganą wody użytkowej reguluje rozporządzenie, które określa ją na 5560 oC, jednak w odniesieniu do budynków użytkowych i mieszkalnych o pow. > 1000 m2.

10

Optymalna temperatury wody użytkowej

80 oC

70 oC

60 oC

50 oC

40 oC

30 oC

20 oC

Optymalna temperatura wody użytkowej w budynku jednorodzinnym

4550 oC

Za optymalną temperaturę wody użytkowej, uzasadnioną względami ekonomicznymi, bezpieczeństwa i higieny mieszkańców można uznać temperaturę rzędu 4550 oC.

Okresowo należy jedynie dokonać wygrzewu higienicznego do temperatury 70 oC. Zazwyczaj na tyle też pozwala zastosowanew budynku niskotemperaturowe: kocioł kondensacyjny, czy pompa ciepła (ze wspomaganiem przez grzałkę elektryczną lub inne źródło ciepła)

11

Wygrzew higieniczny wody użytkowej

Regulatory kotłów i pomp ciepła powinny posiadać wbudowaną funkcję czasową dla realizacji wygrzewu higienicznego. W normalnych warunkach użytkowania w domu jednorodzinnym, gdy następuje stały rozbiór wody, wygrzew stosuje się zwykle nie częściej niż raz na tydzień.

Stosunkowo mała pojemność zbiorników w domach jednorodzinnych, wbudowanie wężownic grzejnych od dołu, a także odpowiednia cyrkulacja wody wewnątrz zbiornika pozwalają unikać powstawania miejsc dla „stojącej” wody.

Wygrzew higieniczny powinien być przeprowadzany przede wszystkim po dłuższych nieobecnościach mieszkańców w domu (wyjazd urlopowy itp.).

Chłodzenie

Ogrzewanie

Energia odnawialna

Kotły gazowe

Kotły olejowe

Pompy ciepła

Kolektory słoneczne

Systemy wentylacji

www.eko-blog.pl www.vaillant.pl