Poradnik pomp ciepła Danfoss Zaufaj ekspertowi w dziedzinie pomp ciepła

Transkrypt

1 MAKING MODERN LIVING POSSIBLE Poradnik pomp ciepła Danfoss Zaufaj ekspertowi w dziedzinie pomp ciepła zadowolonych klientów Dzięki pompom ciepła Danfoss zaspokoisz potrzeby nawet najbardziej wymagających klientów. lat doświadczeń w projektowaniu, produkcji i instalacji pomp ciepła.

2 Drogi Instalatorze! Dziękujemy za wybór pomp ciepła firmy Danfoss. Jesteśmy przekonani, że zarówno najwyższą jakością naszych produktów, jak i fachowym doradztwem technicznym będziemy wspierać Ciebie w rozwoju Twojej działalności. Będąc z Tobą w bezpośrednim kontakcie poznajemy problemy, z jakimi spotykasz się na co dzień i zawsze służymy radą i wsparciem. Wiesz, że możesz w każdej chwili na nas liczyć! Mamy świadomość jak wiele wysiłku wkładasz w swoją pracę i jak duża odpowiedzialność na Tobie ciąży. Szczególnie, że montaż, uruchomienie i konfiguracja pompy ciepła to zadania trudne i wymagające dużo większej wiedzy niż w przypadku innych rozwiązań. Każda instalacja pompy ciepła musi być wykonana indywidualnie, dlatego dobry instalator jest równie istotny, jak najwyższej jakości produkt. Niniejszy poradnik jest dedykowany szczególnie dla Ciebie. Mamy nadzieję, że pomoże Ci szybko i sprawnie zaprojektować system, zainstalować i uruchomić każdą pompę ciepła firmy Danfoss. Wierzymy, że zawsze znajdziesz w tej publikacji wskazówki, jakich potrzebujesz. Zależy nam na tym, aby poradnik był wykorzystywany jak najczęściej, dlatego jeśli masz jakiekolwiek komentarze, powiedz nam o tym, a w kolejnej edycji postaramy się uzupełnić go o ważne dla Ciebie tematy. Powodzenia! W imieniu zespołu pomp ciepła Michał Mika Kierownik Produktu Pompy Ciepła

3 Spis treści Zasada działania...3 Obiegi... 3 Dostawa ciepła w czterech krokach... 4 COP współczynnik efektywności energetycznej... 4 Współczynnik SPF... 6 Czynniki robocze... 7 Dolne źródło ciepła...9 Dostępność, a efektywność... 9 Porównanie źródeł ciepła Pompa Danfoss, a dolne źródło ciepła Czynniki robocze dolnego źródła ciepła Temperatura krzepnięcia czynnika Powietrze Maksymalna długość podejścia do modułu zewnętrznego pompy DHP-A i DHP-A Opti Hałas Poziomy wymiennik gruntowy Pionowy wymiennik gruntowy Pozwolenia Woda Instalacja połączeń z rurociągami Wykonanie otworów przez ścianę na rurociąg płynu niezamarzającego Przyłączanie większej liczby wężownic płynu niezamarzającego Górne źródło ciepła...23 Dane techniczne i schematy...25 Wytyczne do montażu Pompy gruntowe: Dane techniczne: DHP-H DHP-H Opti Pro DHP-L DHP-L Opti DHP-L Opti Pro DHP-C Schematy: DHP-H Opti Pro lub DHP-H + zintegrowane przygotowanie c.w.u., podgrzewacz pomocniczy DHP-H + obieg wysokotemperaturowy wbudowany zasobnik c.w.u DHP-L + obieg wysokotemperaturowy, zenętrzny zasobnik c.w.u DHP-H Opti Pro lub DHP-H + 2 obiegi grzewcze DHP-H + nagrzewnica lub chłodnica powietrza nawiewanego DHP-H + wbudowany zasobnik c.w.u., elektryczny podgrzewacz pomocniczy, podgrzewanie basenu DHP-H Opti Pro lub DHP-H +moduł chłodzenia pasywnego, zintegrowanie przygotowanie c.w.u., studnie DHP-H x 3 + jeden obieg grzewczy Pompy powietrzne: Dane techniczne: DHP-A DHP-A Opti DHP-AQ DHP-AQ Moc grzewcza w zależności od temperatury zewnętrznej Pompy większych mocy Powietrzne pompy ciepła Gruntowe pompy ciepła Wytyczne do montażu Górne źródło ciepła Dolne żródło ciepła Zasada działania 1

4 2 Schematy: DHP-A + zintegrowane przygotowanie c.w.u., podgrzewacz elektryczny (wewnętrzny) DHP-AQ Mini + c.w.u DHP-AQ Mini + kocioł DHP-AQ Mini + 1 podrzędny obieg grzewczy, chłodzenie i basen DHP-AQ Mini + 2 podrzędne obiegi grzewcze, kocioł, chłodzenie i basen DHP-AQ Midi + c.w.u DHP-AQ Midi + 1 podrzędny obieg grzewczy, c.w.u., kocioł, chłodzenie i basen DHP-AQ Maxi + c.w.u DHP-AQ Maxi + 2 obiegi grzewcze, c.w.u., kocioł, chłodzenie i basen DHP-A Opti lub DHP-A + bufor ciepła, kolektor słoneczny, zintegrowane przygotowanie c.w.u Pompy dużych mocy: Dane techniczne: DHP-S DHP-R Schematy: DHP-S + kocioł DHP-S + kocioł, zasobniki c.w.u. z podgrzewaczem elektrycznym, przygotowanie wody lodowej 78 DHP-R x 2 + kocioł, produkcja c.w.u

5 Zasada działania Woda w warunkach naturalnych płynie zawsze z góry na dół. Aby odwrócić ten kierunek potrzebujemy użyć pompę, która pracując przenosi wodę z dołu w górę, pobierając w tym celu pewną ilość energii. Im wyżej chcemy wodę wpompować tym więcej zużyjemy energii. Tak samo jak woda, ciepło w przyrodzie płynie zawsze w jednym kierunku, z miejsca o wyższej temperaturze do miejsca o temperaturze niższej. Pompa ciepła jest urządzeniem po- bierającym energię o niskich parametrach (temperaturze, ciśnieniu), z oto czenia i dostarczającym ją do budynku już o temperaturze wyższej. W analogii do wody można powiedzieć, że przepompowuje ciepło na wyższy poziom, z miejsca o temperaturze niższej do miejsca o temperaturze wyż szej. Dzieje się tak, ponieważ serce pompy ciepła - sprężarka podnosi parametry tej energii (ciśnienie i temperaturę) pobierając nieznaczne ilości energii elektrycznej. Zasada działania Obiegi W każdej instalacji z pompą ciepła Danfoss można wyróżnić trzy obiegi. 1. Otoczenie, z którego pobierana jest energia, zwane dolnym źródłem ciepła. 2. Wewnętrzny obieg chłodniczy pompy ciepła. 3. Instalacja grzewcza budynku, zwana górnym źródłem ciepła. Grzejniki i ogrzewanie podłogowe Wymiennik poziomy Instalacja C.O. Wymiennik pionowy Pompa ciepła 3

6 Dostawa ciepła w czterech krokach 1. Czynnik obiegu dolnego źródła, płynąc w wężownicy, odbiera energię cieplną z gruntu, powietrza lub wody. 2. W parowniku pompy ciepła czyn nik obiegu dolnego źródła oddaje ciepło zimnemu czynnikowi chłodniczemu obiegu wewnętrznego pompy ciepła. Czynnik chłodniczy wrze i odparowuje, stając się gazem. 3. Gaz zostaje sprężony przez sprężarkę. Wzrastająca w tym procesie tempe- Powrót z systemu centralnego ogrzewania ratura umożliwia przekazywanie energii w skraplaczu do systemu instalacji centralnego ogrzewania budynku. 4. Skroplony i schłodzony w skraplaczu gaz po przejściu przez zawór rozprężny obniża swoje ciśnienie oraz temperaturę i przepływa do parownika, gdzie ponownie odbiera ciepło od czynnika obiegu dolnego źródła i proces zaczyna się ponownie. Zasilanie systemu centralnego ogrzewania Skraplacz Zawór rozprężny Sprężarka Powrót glikolu do dolnego źródła Parownik Zasilanie pompy ciepła ogrzanym glikolem z dolnego źródła COP współczynnik efektywności energetycznej COP (z ang. Coefficient Of Performance) współczynnik efektywności energetycznej jest to stosunek energii dostarczonej do budynku w postaci ciepła do energii elektrycznej pobranej przez sprężarkę pompy ciepła ( wg normy EN255 ). P ε = COP = bud P el Gdzie, P bud - energia dostarczana do budynku P el energia pobierana przez sprężarkę COP jest parametrem służącym do oceny efektywności energetycznej pompy ciepła dla danych parametrów pracy. COP jest zmienny i zależy od wielu czynników ale przede wszystkim od temperatury górnego i dolnego źródła ciepła. Pamiętaj o tym myśląc nad doborem typu instalacji grzewczej! 4

7 Wzrost temperatury górnego źródła ciepła lub spadek temperatury dolnego źródła o 1K powodują spadek sprawności pompy ciepła o 2,5%. 11 Pompa ciepła DHP-H8 łącznie z pompami obiegowymi Zasada działania 10 A 9 8 D Temperatura zasilania 35 C A Moc grzewcza Moc wyjściowa (kw) i COP E F B C B COP C Moc sprężarki Temperatura zasilania 50 C D Moc grzewcza E COP 1 F Moc sprężarki Temperatura czynnika w obiegu dolnego źródła ( C) Dla tego samego dolnego źródła ciepła, systemy z ogrzewaniem podłogowym posiadają wyższy współczynnik COP o 35% 40% niż systemy z grzejnikami. Wartości COP dla danej pompy ciepła producenci pomp ciepła podają zgodne z normą EN (stara norma EN 255). Dla pomp ciepła solanka-woda B0/W35, woda woda W10/W35, powietrze-woda A2(A7)/W35. Pierwsza liczba oznacza temperaturę dolnego źródła ciepła, a druga temperaturę na zasilanie obiegu grzewczego. Litery służą oznaczeniu rodzaju źródła ciepła. Z angielskiego B brine (solanka), W water (woda), A air (powietrze), więc A2/W35 oznacza, że producent podał COP dla urządzenia typu powietrze-woda, pracującego w warunkach temperatury zewnętrznej powietrza 2 C i temperatury na zasilaniu obiegu grzewczego 35 C (ogrzewanie płaszczyznowe). Trzeba mieć świadomość, że taka sama pompa współpracująca z ogrzewaniem grzejnikowym, czyli w warunkach A2/W50 będzie miała COP dużo niższe, co uczyni inwestycję mniej opłacalną. 5

8 Tabela przedstawia zmiany COP dla powietrznych pomp ciepła DHP-A w zależności od temperatury dolnego i górnego źródła ciepła. Jak widać dla tego samego urządzenia efektywność pracy zmienia się ponad dwukrotnie (!), w zależności od warunków w jakich pracuje. Danfoss DHP-A6 Danfoss DHP-A8 Danfoss DHP-A10 Danfoss DHP-A12 Moc robocza sprężarki i modułu zewnętrznego Moc robocza Moc grzewcza COP sprężarki i modułu zewnętrznego Moc robocza Moc grzewcza COP sprężarki i modułu zewnętrznego Moc robocza Moc grzewcza COP sprężarki i modułu zewnętrznego Temp. A/W kw kw kw kw kw kw kw kw Moc grzewcza COP +10/W35 2,1 8,2 3,9 2,8 11,4 4,1 3,35 13,8 4,1 3,75 15,7 4,2 +5/W35 2,1 7,1 3,4 2,6 10,1 3,9 3,25 12,1 3,7 3, ,8 0/W35 2 6,2 3,1 2,6 8,7 3,3 3,15 10,9 3,5 3,45 12,2 3,5-5/W35 2 5,3 2,7 2,5 7,5 3 3, ,45 10,5 3-10/W35 1,9 4,5 2,4 2,4 6,4 2,7 2,95 7,7 2,6 3,35 9,1 2,7 Moc robocza sprężarki i modułu zewnętrznego Moc robocza Moc grzewcza COP sprężarki i modułu zewnętrznego Moc robocza Moc grzewcza COP sprężarki i modułu zewnętrznego Moc robocza Moc grzewcza COP sprężarki i modułu zewnętrznego Temp. A/W kw kw kw kw kw kw kw kw Moc grzewcza COP +10/W50 2,6 7,4 2,8 3,3 10,3 3,1 4,05 12,3 3 4,55 14,3 3,1 +5/W50 2,6 6,5 2,5 3,2 9 2,8 3,95 10,7 2,7 4,45 12,7 2,9 0/W50 2,6 5,7 2,2 3,1 7,8 2,5 3,85 9,5 2,5 4, ,5-5/W50 2,5 4, ,7 2,2 3,75 8,2 2,2 4,25 9,6 2,3-10/W50 2,4 4,2 1,8 2,9 5,8 2 3,65 7 1,9 4,15 8,4 2 Współczynnik SPF Najbardziej obiektywnym parametrem, określającym efektywność pompy ciepła jest roczna efektywność energetyczna, liczona jako stosunek wyprodukowanego w trakcie roku ciepła do energii elektrycznej zużytej w analogicznym okresie. Obliczany w ten sposób współczynnik SPF (Seasonal Performance Factor) uwzglednia zmieniającą się temperaturę zewnetrzną, wody grzewczej i dolnego źródła. Dlatego do jego obliczenia potrzebne jest specjalistyczne oprogramowanie komputerowe. Danfoss wykorzystuje do tego celu program HPC. W celu podwyższenia współczynnika SPF do konstrukcji pomp ciepła wprowadzane są kolejne modernizacje, do których należą miedzy innymi pompy obiegowe z automatycz- 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 nie regulowaną predkością obrotową oraz dwustopniowe przygotowywanie c.w.u. z wykorzystaniem technologi gazu gorącego. Poniższy rysunek przedstawia porównanie rocznych sprawności, a więc i zużycia energii elektrycznej pomp ciepła Danfoss DHP i DHP Opti oraz DHP Opti Pro wyposażonych odpowiednio w powyższe technologie. Roczna efektywność DHP Opti i DHP Opti Pro vs DHP DHP-H 8 Grzejniki DHP-H Opti 8 DHP-H Opti Pro 8 Podłoga 6

9 Czynniki robocze Przed aktualnie stosowanymi czynnikami roboczymi stawia się następujące wymagania: muszą posiadać dobre właściwości chłodnicze - niskie ciśnienia pracy, nie mogą być palne, ani toksyczne, współczynnik ODP (niszczenia warstwy ozonowej) musi być równy zeru. Wszystkie kryteria spełniają czynniki R 410A i R 407C, które gwarantują także podobny współczynnik COP. Pierwszy stosowany jest w urządzeniach kompaktowych. Posiada wysoką wydajność z małej ilości czynnika oraz niewielką inercję. Drugi z czynników chłodniczych osiąga wyższe współczynniki efektywności i większy poślizg temperaturowy. Stosując R 407C można osiągnąć wyższą temperaturę skraplania w skraplaczu co zapewnia wyższą temperaturę zasilania instalacji. Współczynnik GWP (z ang. Global Warming Potential), informujący o tym jak dany czynnik roboczy przyczynia się do ocieplania klimatu, jest niższy w przypadku R 407C. Zasada działania 7

10

11 Dolne Źródło Ciepła Dolne źródło ciepła jest miejscem z którego pompa ciepła przepompowuje energię do budynku. Jest to w praktyce najbliższe otoczenie domu powietrze, woda lub grunt. Dobrze wykonana instalacja dolnego źródła ciepła jest najważniejszym elementem systemu z pompą ciepła. Trzeba wykonać ją tak, aby energia zawarta w dolnym źródle była wystarczająca do ogrzania budynku i c.w.u. oraz aby mogła po każdym sezonie grzewczym wrócić do początkowego poziomu. W przeciwnym razie może się okazać, że temperatura np. gruntu w przypadku wymienników pionowych będzie z roku na rok coraz niższa, co będzie przyczyną spadku sprawności całego systemu. Wykonanie późniejszych poprawek instalacji jest kosztowne i problematyczne. W niniejszym rozdziale zostaną omówione cztery najpopularniejsze źródła: powietrze, kolektory płaskie, pionowe sondy gruntowe, oraz woda gruntowa. Dolne żródło ciepła 30 o 15 o Powietrze Woda gruntowa Pionowy wymiennik gruntowy Poziomy wymiennik gruntowy 0 o -15 o -30 o Dostępność, a efektywność Niestety, wraz z rosnącą dostępnością dolnego źródła ciepła maleje Sezonowy Współczynnik Wydajności - SPF pompy ciepła (patrz strona 6). Dzieje się tak, ponieważ mniej dostępne dolne źródła ciepła posiadają wyższe średnioroczne temperatury, są jednak znacznie droższe w wykonaniu. Woda gruntowa Pionowy wymiennik gruntowy Poziomy wymiennik gruntowy Powietrze Efektywność Dostępność 9

12 Porównanie źródeł ciepła Poziomy wymiennik gruntowy Pionowy wymiennik gruntowy Powietrze Woda gruntowa Temperatura Dolnego Źródła Ciepła od -2 C do 15 C od -5 C do 10 C do -20 C ~ 10 C Pozyskiwanie energii W/m W/m ~ 10 kw z ~ 5 kw? V=1 m 3 /s V= 1 m 3 /h Zakres COP 4,3-4,6 (B0/W35) 4,3-4,6 (B0/W35) 4,3-4,6 (A7/W35) 4,6 5,0 (W10/W35) Dostępność Wymagana przestrzeń Pozwolenia SPF Koszty inwestycyjne Pompa ciepła Danfoss, a dolne źródło ciepła Poziomy wymiennik gruntowy Pionowy wymiennik gruntowy Woda gruntowa Powietrze DHP-A + DHP-A Opti + DHP-AQ + DHP-H Opti Pro DHP-H DHP-L Opti Pro DHP-L Opti DHP-L DHP-C DHP-S Danfoss do doboru dolnego źródła zaleca stosowanie programu komputerowego HPC, który uwzględnia czas pracy pompy ciepła, temperaturę czynnika dolnego źródła i czynnika grzewczego oraz udział ciepła na przygotowanie c.w.u. Za pomocą tego programu mozna wyliczyć współczynnik SPF. 10

13 Czynniki robocze dolnego źródła ciepła Jako czynniki obiegu dolnego źródła należy stosować fabrycznie gotowe roztwory glikoli opatrzone odpowiednimi dopuszczeniami i certyfikatami do pracy w tym zastosowaniu (potocznie nazywane solanką). Cechy glikolu propylenowego: temperatura zapłonu 109 C, (samozapłonu 371 C) lepkość rosnaca wraz ze spadkiem temperatury trudny w odpowietrzaniu możliwe rozwarstwianie Cechy alkoholu etylenowego: łatwopalny temperatura zapłonu 109 C temperatura krzepnięcia -114 C niska lepkość i gęstość szkodliwy dla środowiska Stosowanie roztworów alkoholu etylowego jest dopuszczalne, lecz w przypadku wycieku należy zwrócić uwagę na zagrożenie wybuchem jego oparów. Dla porównania temperatura zapłonu glikoli to około 110 C, a alkoholi około 21 C (roztwór 70%). Cechy glikolu etylenowego: temperatura zapłonu 111 C, (samozapłonu 410 C) pieni się toksyczny Dolne żródło ciepła Dobór czynnika do obiegu dolnego źródła Gruntowe pompy ciepła DHP: L, L Opti, L Opti Pro, H, H Opti Pro, C Powietrzne pompy ciepła DHP-H: A, A Opti czynniki na bazie glikolu propylenowego o temperaturze krzepnięcia -15 C czynniki na bazie glikolu etylenowego o temperaturze krzepnięcia -32 C Temperatura krzepnięcia czynnika obiegu dolnego źródła powinna być sprawdzona refraktometrem. Nie należy przekraczać temperatury krzepnięcia, ponieważ powoduje to zwiększoną lepkość roztworu i opory przepływu. Przykładowe czynniki stosowane w pompach ciepła Danfoss: DHP-A, A Opti -32 C Ergolid A -35 C (47,7% roztwór glikolu etylenowego) DHP-H, H Opti Pro, L, L Opti, L Opti Pro, C, S -15 C Ergolid EKO -15 C (33% roztwór glikolu propylenowego) 11

14 Powietrze Zalety - niskie koszty inwestycyjne - niewielkie wymagania powierzchniowe - nieograniczony czas pracy w ciągu roku Pompa ciepła powietrze-woda pobiera darmową energię słoneczną z powietrza atmosferycznego. Powietrze, którego ruch wymusza wentylator przepływa przez moduł zewnętrzny pompy ciepła, gdzie oddaje energię i schłodzone zostaje wyrzucone na zewnątrz. Jest to najbardziej rozpowszechnione źródło ciepła, jednak instalacje tego typu posiadają niższy niż gruntowe pompy ciepła współczynnik SPF. Wynika to z faktu, że wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej spada COP urządzenia (i moc). Poniżej pewnej temperatury (zazwyczaj -10 C ~ -15 C) pompa ciepłą zaczyna wspomagać się elektrycznym źródłem szczytowym lub istniejącym kotłem (instalcje modernizowane). Temperatura włączenia źródła szczytowego zależy od wymaganej temperatu- Wady - zmienna wartość COP, niższa w porównaniu z pompmi gruntowymi wartość SPF - odgłos pracy modułu zewnętrznego słyszalny na zewnątrz budynku ry zasilania. Wpływa to na udział pompy ciepła w bilansie energetycznym takiego układu. Jeśli konstrukcja rozwiązania oparta jest na glikolowym module zewnętrznym i umieszczonej wewnątrz budynku pompie ciepła (DHP-A, DHP-A Opti), to jego cechą jest praca bez strat ciepła poza budynek. Jeżeli natomiast konstrukcja pompy ciepła oparta jest na module pompy stojącym na zewnątrz (DHP-AQ), to cechą takiego rozwiązania jest praca z najwyższą efektywnością energetyczna, wynikajacą bezpośredniego odparowania czynnika chłodniczego lecz jeśli występują przedłużające się przerwy w dostawie energii elektrycznej podczas mrozów, istnieje zagrożenie zamarznięcia wody grzewczej w pompie ciepła. Maksymalna długość podejścia do modułu zewnętrznego pompy DHP-A i DHP-A Opti W pompach DHP-A i DHP-A Opti znajdują się wbudowane pompy obiegowe dolnego źródła, a podłączenie do modułu zewnętrznego prowadzone jest parą rur. W tabeli przedstawiono maksymalną długość rur łączących moduł zewnętrzny z wewnętrznym, jeśli czynnikiem obiegu dolnego źródła jest DHP-A, -AL Size Maksymalna długość podejścia do modułu zewnętrznego [m] Cu22 Øin = 20,0 34 (2 x 17) 21 (2 x 10.5) 11* (2 x 5.5) 5* (2 x 2.5) Cu28 Øin = 25,6 133 (2 x 66.5) 98 (2 x 49) 47 (2 x 23.5) 26 (2x 13) PEM DN 25 Øin = 21,0 48 (2x 24) 30 (2 x 15) 13* (2 x 6.5) 8* (2 x 4) PEM DN 32 Øin = 28,0 173 (2 x 86.5) 150 (2 x 75) 78 (2 x 39) 44 (2 x 22) 12

15 glikol etylenowy. W przypadku większych odległości należy przeprowadzić indywidualne obliczenia strat ciśnienia uwzględniając stratę na module 50 kpa. Rurociągi do modułu należy izolować izolacją paroszczelną oraz odporną na czynniki atmosferyczne lub dostosowaną do ułożenia w gruncie. Hałas Odgłos pracy powietrznych pomp ciepła może być słyszalny na zewnatrz budynku. Odpowiedzialnym za to zjawisko jest fakt montażu modułu zewnętrznego lub całej pompy ciepła poza pomieszczeniami budynku. W pierwszym przypadku źródłem dźwięku jest wentylator, a w drugim wentylator i sprężarka. Aby zjawisko to ograniczyć należy zwrócić uwagę na miejsce montażu modułu zewnętrznego powietrznej pompy ciepła. Nie powinien być montowany przy oknie sypialni. Poniższy rysunek przedstawia zależność emitowanego hałasu od odległości od modułu. Dolne żródło ciepła Poziom mocy akustycznej, wysoki/ niski Obroty wentylatora, niskie/ wysokie Przepływ powietrza, niski/ wysoki db(a) 53/63 53/63 54/67 54/67 obr./ min. 450/ / / /800 M3/h 2500/ / / /3900 Obroty, przepływ powietrza, i pobór mocy wentylatora DHP-A 6 i 8 DHP-A 10 i 12 Niskie obroty (>+12 C) 340 obr./min m³/h 75 W 575 obr./min m³/h 150 W Wysokie obroty (<+12 C) 575 obr./min m³/h 150 W 925 obr./min m³/h 260 W 1 m 16 m 8 m 4 m DHP-A 6 i 8 DHP-A 10 i 12 Niskie obr. Wysokie obr. Niskie obr. Wysokie obr. 44 db(a) 52 db(a) 47 db(a) 60 db(a) DHP-A 6 i 8 DHP-A 10 i 12 Niskie obr. Wysokie obr. Niskie obr. Wysokie obr. 35 db(a) 43 db(a) 38 db(a) 51 db(a) DHP-A 6 i 8 DHP-A 10 i 12 Niskie obr. Wysokie obr. Niskie obr. Wysokie obr. 29 db(a) 37 db(a) 32 db(a) 45 db(a) DHP-A 6 i 8 DHP-A 10 i 12 Niskie obr. Wysokie obr. Niskie obr. Wysokie obr. 24 db(a) 32 db(a) 27 db(a) 40 db(a) Na co należy zwrócić uwagę? Jako czynniki obiegu dolnego źródła należy stosować fabrycznie gotowe roztwory glikoli; powietrzne pompy ciepła - czynniki na bazie glikolu etylenowego o temperaturze krzepnięcia -32 C. Stosowanie roztworów na bazie glikolu etylenowego wiąże się z zagrożeniem skażenia środowiska. 13

16 Konieczność regularnej kontroli wymienników powietrznych oraz ich oczyszczania w trakcie użytkowania pompy ciepła. Naczynie odpowietrzająco-wyrównawcze należy zamontować na króćcu wzbiorczym płaszcza glikolowego w zasobniku c.w.u. Podczas uruchomienia należy najpierw napełnić wodą zasobnik c.w.u., a następnie obieg dolnego źródła. Ciśnienie w obiegu dolnego źródła nie powinno przekraczać 1,5 bar. Różnica temperatur między króćcem wlotowym i wylotowym obiegu dolnego źródła nie może przekraczać 5 C. Poziomy wymiennik gruntowy Zalety - wysokie COP i SPF - niewielkie koszty inwestycyjne - szybka regeneracja temperatury po okresie zimowgo poboru ciepła Wady - duże wymagania powierzchniowe - długotrwałe odpowietrzanie - brak możliwości modyfikacji wymiennika poziomego - stopniowy spadek temperatury gruntu podczas ciagłego poboru ciepła - samoistny spapadek temperatury na skutek spadku temperatury tem peratury powietrza zewnętrznego W przypadku kolektorów poziomych roztwór glikolu propylenowego (zwany potocznie solanką), krążący w zakopanych w ziemi rurach odbiera energię słoneczną zmagazynowaną w gruncie. Decydując się na gruntowy wymiennik poziomy relatywnie niskim kosztem możemy zapewnić wysokie COP układu, jednak rozwiązanie takie wymaga dużej powierzchni terenu wokół budynku. Dodatkowo musi być to teren odkryty, a grunt nad kolektorem przepuszczalny dla wody. Na terenie tym nie powinno się sadzić roślin, których korzenie w będą mogły w przyszłości uszkodzić kolektor oraz których wegetacja będzie zakłócana obniżoną temperaturą gruntu. Rury należy ułożyć poniżej strefy przemarzania gruntu lub na poziomie wód podskórnych. Warto pamiętać o tym, że wraz ze wzrostem głębokości zwiększa się minimalna temperatura, ale spada wydajność z powodu zmniej- szającego się wpływu słońca - kompromisem jest położenie kolektora na głębokości 1,2 1,5 m. Należy zachować odstęp miedzy rurami 0,8 1,2 m i minimalnie 0,7 m od innych rurociągów. Wężownice nie mogą mieć większych długości niż dopuszczalne (informacje na stronie 21). Dłuższe wężownice nie powinny być stosowane, ponieważ prowadzi to do nadmiernego wzrostu oporów przepływu, a w konsekwencji do zakłóceń pracy parownika i wysokiego poboru energii elektrycznej przez pompę obiegową dolnego źródła. Należy używać rur fabrycznie przeznaczonych do wykonania instalancji dolnego źródła gruntowych pomp ciepła. Po ułożeniu rur wykonuje się próbę ciśnieniową zgonie z zaleceniami producenta, aby przed zasypaniem sprawdzić połączenia i wykryć ewentualne nieszczelności. Następnie rury na- 14

17 Gleba Wydajność [W/m2] piaszczysta, sucha 10 piaszczysta, wilgotna gliniasta, sucha gliniasta, wilgotna gliniasta, nasycona wodą leży przysypać piaskiem, aby zapewnić lepszy dostęp wilgoci z gruntu (polepszenie wymiany ciepła) oraz ochronić przed uszkodzeniami mechanicznymi (np. kamienie zawarte w gruncie). 30 cm powyżej miejsca ułożenia rur należy położyć taśmę ostrzegawczą, a zajęty teren zinwentaryzować i nanieść na mapę działki. Zaleca się, aby przed obliczeniem dolnego źródła ciepła rozpoznany został rodzaj gruntu. Z punktu widzenia wymiany ciepła korzystniejsze są gleby wilgotne. Poniższa tabela przedstawia wartości wydajności dla różnych rodzajów gleby. Jeżeli pobór mocy jest wyższy następuje stopniowe zmniejszanie wydajności i pogarszanie działania pompy ciepła. Najdokładniejszy dobór dolnego źródła możliwy jest z użyciem programu HPC. Dolne żródło ciepła Na co należy zwrócić uwagę? Materiały instalacyjne wykorzystywane do wykonania dolnego źródła muszą posiadać odpowiednie dopuszczenia i certyfikaty do pracy w tym zastosowaniu. Długości obiegów powinny być mniejsze niż długości maksymalne podawane w instrukcji serwisowej. Instalacja dolnego źródła powinna być zrównoważona hydraulicznie poprzez regulację przepływów w poszczególnych obiegach za pomocą zaworów równoważących. Regulacja prowadzona powinna być wg jednakowej temperatury glikolu powracającego z każdej pętli dolnego źródła. W układzie dolnego źródła powinno panować nadciśnienie względem ciśnienia atmosferycznego (np. 1 bar). Jeżeli zastosowane jest naczynie wzbiorcze i odpowietrzające, to jego napełnienie glikolem wykonuje się do połowy objętości przy zamkniętym jego zaworze bezpieczeństwa. Zespół do napełniania i odpowietrzania oraz naczynie wyrównawcze należy zamontować na rurociągu powrotnym z dolnego źródła. Podejścia z obiegów lub ze studzienki rozdzielaczowej do budynku powinny być układane pod ziemią na głębokości nie mniejszej niż 1 m z rozstawem nie mniejszym niż 1 m. Jeżeli te odległości nie są zachowane, to rurociągi powinny być izolowane cieplnie. Niezależnie od powyższego warunku rurociągi wymagają izolacji cieplnej na odcinku do 2 m od ściany budynku. Izolacja powinna być dostosowana do ułożenia w gruncie. Wewnątrz budynku rurociągi powinny być izolowane na całej długości od ściany do pompy ciepła otuliną izolacyjną paroszczelną. Instalacja powinna być całkowicie odpowietrzona. Stosując zespół do napełniania/odpowietrzania i otwierając jego kurki, węże, powinny być wprowadzone do otwartego naczynia z roztworem glikolu przy jednocześnie zamkniętym zaworze przelotowym. Instalacja jest odpowietrzona wtedy, gdy do powyższego naczynia napływa glikol bez pęcherzy powietrza. 15

18 Pionowy wymiennik gruntowy Zalety Wady - wysokie COP (SPF) - niewielkie wymagania powierzchniowe - stała temperatura niezależnie od tempe ratury powietrza zewnętrznego - chłodzenie pasywne Pionowy wymiennik gruntowy łączy zalety kolektora poziomego z wysoką niezawodnością oraz małymi wymaganiami powierzchniowymi. Instalacja z pionowymi wymiennikami ciepła jest dogodnym w użyciu źródłem ciepła ponieważ temperatura gruntu na głębokości poniżej 10 m jest stała przez cały rok i wynosi około 10 C. Oznacza to, że w przeciwieństwie do powietrza i wymienników poziomych, zimą, kiedy zapotrzebowanie na energię jest największe temperatura gruntu jest stała, dzięki czemu temperatura dolnego źródła może również być wysoka umożliwiając efektywną pracę pompy ciepła. - duże koszty inwestycyjne - długotrwałe odpowietrzanie - brak możliwości modyfikacji - długotrwała regenacja temperatury - uwarunkowania prawne Zaleca się, aby przed obliczeniem dolnego źródła ciepła rozpoznany został rodzaj gruntu. Z punktu widzenia wymiany ciepła korzystniejsze są gleby wilgotne lub wykorzystywanie podziemnych cieków wodnych. Płaszczyzna pionowych wymienników powinna być prostopadła do kierunku przepływu tych cieków. Poniższa tabela przedstawia wartości wydajności dla różnych rodzajów gruntu. Jeżeli pobór mocy jest od wydajności wyższy następuje stopniowe obniżanie temperatury gruntu i dalsze zmniejszanie wydajności, co stopniowo pogarszanie działania pompy ciepła i prowadzi do zamrożenia gruntu i ustąpienia aprzepływu cieku. Najdokładniejszy dobór dolnego źródła możliwy jest z użyciem programu Danfoss HPC. Rodzaj gruntu Wydajność gruntu dla rocznego czasu pracy pompy ciepła 1800 h 2400 h suche, niespoiste (piasek) 25 W/m 20 W/m suche, spoiste (sucha glina) 35 W/m 30 W/m wilgotne, spoiste (wilgotna glina) 50 W/m 40 W/m nasycony wodą (żwir, piasek) W/m W/m płynąca w gruncie woda W/m W/m Odwiert 1 min. 5-6 m Odwiert 2 min. 5-6 m Odwiert 3 Aby zapobiec przechładzaniu gruntu odwierty powinny być wykonywane w odległości minimum 5 m od siebie, pod warunkiem, że ich głębokość nie przekracza 50 m. Jeżeli głębokość przekracza 50 m odległość ta powinna wynosić powyżej 8 m. Odwierty w praktyce mają od 40 m do 150 m. Średnica rury użytej w wy- mienniku za le ży od głębokości odwiertu, ponieważ wynika ze strumienia ciepła odzyskiwanego z danego odwiertu i potrzeby ograniczania oporu hydraulicznego lecz w fabrycznie wykonywanych sondach gruntowych najczęściej wynosi 40 mm. 16

19 Głębokość odwiertu Do 30m Od 30m do 150m Powyżej 150m Minimalna średnica x grubość ścianki 20x1,9 mm 25x2,3 mm 32x2,9 mm Pozwolenia Zgodnie z prawem należy w odpowiednim Urzędzie Starostwa złożyć jeden egzemplarz projektu geologicznego planowanych odwiertów. Obowiązek ten spoczywa na inwestorze. Projekt nie wymaga zatwierdzenia i jeśli w ciągu 30 dni urząd nie wniesie sprzeciwu to można przystąpić do wykonywania odwiertów. Projekt musi zostać sporządzony przez uprawnionego geologa i odpowiadać Rozporządzeniu Ministerstwa Środowiska (Dz. Ust. 201 z 2005 r. poz. 1673). Następnym krokiem jest zgłoszenie przez firmę wiertniczą jednego egzemplarza projektu z akceptacją do Urzędu Górniczego najpóźniej 14 dni przed rozpoczęciem prac. Prace wykonywane na głębokości poniżej 30m podlegają przepisom Prawa geologicznego i górniczego (Dz. Ust. 228 z 2005 r. poz. 1947). Urząd Górniczy ma prawo przyjechać na kontrolę w trakcie wykonywania prac. Dolne żródło ciepła Na co należy zwrócić uwagę? Materiał instalacyjny wykorzystywany do wykonania dolnego źródła musi posiadać odpowiednie dopuszczenia i certyfikaty do pracy w tym zastosowaniu. Instalacja dolnego źródła powinna być zrównoważona hydraulicznie poprzez regulację przepływów w poszczególnych obiegach za pomocą zaworów równoważących. Regulacja prowadzona powinna być wg jednakowej temperatury glikolu powracającego z każdej pętli dolnego źródła. W układzie dolnego źródła powinno panować nadciśnienie względem ciśnienia atmosferycznego (np. 1 bar). Jeżeli zastosowane jest naczynie wzbiorcze i odpowietrzające, to jego napełnienie glikolem wykonuje się do połowy objętości przy zamkniętym jego zaworze bezpieczeństwa. Zespół do napełniania i odpowietrzania oraz naczynie wzbiorcze i odpowietrzające należy zamontować na rurociągu powrotnym z dolnego źródła. Zaleca się stosować separator powietrza w obiegu dolnego źródła. Podejścia z obiegów lub ze studzienki rozdzielaczowej do budynku powinny być układane pod ziemią na głębokości nie mniejszej niż 1 m z rozstawem nie mniejszym niż 1 m. Jeżeli te odległości nie są zachowane, to rurociągi powinny być izolowane cieplnie. Niezależnie od powyższego warunku rurociągi wymagają izolacji cieplnej na odcinku do 2 m od ściany budynku. Użyta izolacja powinna być dostosowana do ułożenia w gruncie. Wewnątrz budynku rurociągi powinny być izolowane na całej długości od ściany do pompy ciepła otuliną izolacyjną paroszczelną. Zaleca się, aby przed obliczeniem dolnego źródła ciepła rozpoznany został rodzaj gruntu i podany średni współczynnik przewodności cieplnej λ lambda [W/mK]. Instalacja powinna być całkowicie odpowietrzona. Sondy gruntowe powinny być prefabrykowane przez producenta z gotowych elementów, a następnie dostarczone na budowę. 17

20 Woda Zalety - wysokie COP (SPF) - niewielkie wymagania powierzchniowe - chłodzenie pasywne - stała całoroczna temperatura - wykorzystanie istniejących studni Wady - obieg otwarty - uwarunkowania prawne - wymagana analiza wody - konieczność konserwacji obiegu pierwotnego: wymiennik pośredni, filtr, pompa głebinowa - dodatkowy pobór energii przez pompę głebinową - nieprzewidywalna w dłuższym okre sie wydajność studni - konieczność zapewnienia zrzutu wody po odzyskaniu ciepła (studnia zrzutowa) Systemy woda-woda pobierają wodę gruntową z odwiertu czerpalnego, która następnie trafia na pośredni wymiennik ciepła, gdzie oddaje energię i trafia odwiertem zrzutowym z powrotem do wód gruntowych. Wody gruntowe są doskonałym źródłem ciepła dla pompy ciepła ze względu na stałą w trakcie roku, wysoką temperaturę oraz dobre właściwości przekazywania ciepła bez konieczności zajmowania miejsca na działce. Do korzystania z wód gruntowych potrzebne jest jednak pozwolenie wodno-prawne. Pozwolenie wydawane jest przez Starostę na czas określony, nie krótszy jednak niż 10 lat. Starosta może również cofnąć pozwolenie, o którym mowa. Zgodnie z ustawą Prawo Wodne z art. 124 z obowiązku ubierania się o pozwolenie wodno-prawne są zwolnione osoby wykonujące odwierty do 30 m, jeśli pobór wody w ciągu doby nie przekracza 5 m 3. Wykonaniem ujęcia wody powinno zająć się wyspecjalizowane przedsiębiorstwo. Należy zwrócić uwagę, czy w miejscu inwestycji występuje odpowiednia ilość wód gruntowych. Na co należy zwrócić uwagę? Wymiennik pośredni powinien być niewrażliwy na skład chemiczny wody - wymagana analiza wody. Wymienniki pośrednie rurowe są bardziej odporne na zanieczyszczenia niż płytowe. Wymiennik pośredni powinien zostać dobrany wg zalecanych różnic temperatur, oraz przepływów wody po stronie pierwotnej i wtórnej (patrz strona XX)X. Należy dobrać pompę głębinową o odpowiedniej wydajności i wysokości podnoszenia Konieczna okresowa konserwacja systemu: poziom wody w studniach, stan powierzchni wymiennika pośredniego, przepływ w obiegu pierwotnym, dodatnia temperatura w obiegu wtórnym, stan pompy głębinowej, filtr. Zespół do napełniania i odpowietrzania oraz naczynie wzbiorcze i odpowietrzające należy zamontować na rurociągu powrotnym z dolnego źródła. Na obiegu pierwotnym należy zamontować czujnik przepływu. Zaleca się wykonywać 2 studnie zrzutowe przypadające na 1 studnię czerpalną, podczas zrzutu wody chłonność gruntu może podlegać zmniejszeniu na skutek stopniowego zamulania. 18

21 Pompa ciepła Wymiennik ciepła Nr Moc Przepływ katalogowy Δp wymiennika Δp filtra Śred. filtra Pompa głębinowa [kw] [m³/h] [kpa] [kpa] Wilo Grunffoss DHP-H 4 XB B ,429 10,7 4,5 3/4" TWI SQE 3-30 DHP-H 6 XB B ,429 10,7 4,5 3/4" TWI SQE 3-30 DHP-H 8 XB B1215 7,3 2,087 9,8 6,5 3/4" TWI SQE 3-30 DHP-H 10 XB B ,859 12,5 10 1" TWI SQE 3-30 DHP-H 12 XB B ,859 12,5 10 1" TWI SQE 3-30 DHP-H 16 XB B ,7 4, /4" TWI SQE 3-40 DHP-L 6 XB B ,429 10,7 4,5 3/4" TWI SQE 3-30 DHP-L 8 XB B1215 7,3 2,087 9,8 6,5 3/4" TWI SQE 3-30 DHP-L 10 XB B ,859 12,5 10 1" TWI SQE 3-30 DHP-L 12 XB B ,859 12,5 10 1" TWI SQE 3-30 DHP-L 16 XB B ,7 4,202 14,4 18 6/4" TWI SQE 3-40 Dobór wymienników rurowych: Dobór wymiennika płytowego Danfoss XB Dolne żródło ciepła Pompa ciepła Wymiennik ciepła Moc Przepływ Δp wymiennika Δp filtra Śred. filtra Pompa głębinowa [kw] [m³/h] [kpa] [kpa] Wilo Grunffoss DHP-H 4 S 1 X 5 2,1 10,55 4,5 3/4" TWI SQE 3-30 DHP-H 6 S 1 X 5 2,1 10,55 4,5 3/4" TWI SQE 3-30 DHP-H 8 JAD ,3 3,1 11,67 6,5 3/4" TWI SQE 3-30 DHP-H 10 JAD X , " TWI SQE 3-30 DHP-H 12 JAD X , " TWI SQE 3-30 DHP-H 16 JAD X ,7 6,3 6, /4" TWI SQE 3-40 DHP-L 6 S 1 X 5 2,1 10,55 4,5 3/4" TWI SQE 3-30 DHP-L 8 JAD ,3 3,1 11,67 6,5 3/4" TWI SQE 3-30 DHP-L 10 JAD X , " TWI SQE 3-30 DHP-L 12 JAD X , " TWI SQE 3-30 DHP-L 16 JAD X ,7 6,3 6, /4" TWI SQE 3-40 Dobór wymienników rurowych Instalacja połączeń z rurociągami W Polsce, na skutek zamarzania gruntu bezpośrednio przy fundancie budynku, może dojść do katastrofy budowlanej. Aby temu zapobiec należy zaizolować rurociągi kolektora znajdujące się w gruncie przy zewnętrznej ścianie (min. 2 m) w sposób wykluczający powstanie takich szkód. Wskazówka ta obowiązuje niezależnie od rodzaju dolnego źródła ciepła (gruntowy wymiennik poziomu i pionowy, woda). Użyta izolacja powinna być dostosowana do ułożenia w gruncie. Minimalna głębokość wykopu pomiędzy studzienką a nie ru chomością wynosi 0,5 m. Jeśli wykop do tej głę- bokości nie jest możliwy, należy osłonić rury przed ewentualnymi zewnętrznymi uszkodzeniami mechanicznymi oraz zaizolować cieplnie. 19

22 Wykonanie przepustów przez ścianę na rurociągi obiegu dolnego źródła Odcinek, na którym poprowadzone zostaną rurociągi obiegu dolnego źródła, należy zaizolować na całej długości: od pompy ciepła przez ściany, na zewnątrz budynku aż po kolektor. Wykluczy to wykraplanie się pary wodnej oraz straty ciepła. Jeśli rurociągi mają przebiegać nad ziemią, należy wykonać otwory w ścianach. Jeśli rurociągi mają przebiegać pod ziemią, należy wykonać przejścia zgodnie z instrukcją zamieszczoną na poniższym rysunku: Legenda 1. Rura osłonowa 2. Rurociąg obiegu dolnego źródła 3. Mur 4. Masa uszczelniająca 1. Wykonać w ścianie otwory na rury osłonowe rurociągów (1). Zastosować wymiary i wykonać przyłącza zgodnie ze schematami. Jeśli zachodzi ryzyko przenikania wód gruntowych, należy zastosować specjalne przepusty wodoodporne. 2. Umieścić rury osłonowe (1) w otworach i ustawić je nachylone w doł. Nachylenie musi wynosić co najmniej 1 cm na 30 cm. Odciąć je ukośnie do środka (patrz rysunek), tak by do wnętrza rur nie przedostawały się wody opadowe. 3. Poprowadzić zaizolowane rurociągi obiegu dolnego źródła (2) przez rury osłonowe do pomieszczenia, w którym ustawiona jest pompa. 4. Zamurować ścianę wokół rur (3). 5. Sprawdzić, czy rurociągi dolnego źródła (2) są umieszczone w rurach osłonowych (1) centrycznie, tak by izolacja termiczna miała z każdej strony taką samą grubość. 6. Uszczelnić rury osłonowe (1) za pomocą odpowiedniej masy uszczelniającej (pianki) (4). Na co należy zwrócić uwagę? Rurociągi obiegu dolnego źródła należy poprowadzić przez oddzielne przepusty ścienne. Jeśli przepusty zostaną zamontowane poniżej maksymalnego poziomu wód gruntowych, należy zastosować przepusty wodoszczelne. Należy pamiętać o rozmieszczeniu otworów na rury osłonowe w takich miejscach, aby zostało miejsce potrzebne na pozostałe instalacje. 20

23 Przyłączanie większej ilości obiegów dolnego źródła Jeśli w instalacji pompy ciepła stosowanych jest kilka obiegów, długość każdego nie może przekraczać wartości podanych w poniższych tabelach, niezależnie od wykorzystywanego dolnego źródła ciepła. Długości wężownic są podane przy założeniu, że stosowany jest 30% roztwór etanolu. Maksymalne długości obiegu w przypadku rury typu PEM DN 32, ϕi = 28,0: DHP-H, DHP-C, DHP-L Obliczona, maksymalna długość pojedynczych obiegów,[m] Wielkość 1 obieg 2 obieg 3 obieg 4 obieg 6 <390 <2 x <300 <2 x <270 <2 x <190 <2 x <70 <2 x 175 <3 x x 197 Maksymalna długość obiegu, typ węża PEM DN 32, ϕi = 28,0: Dolne żródło ciepła DHP-H Opti, DHP-H Opti Pro, DHP-L Opti, DHP-L Opti Pro Obliczona, maksymalna długość pojedynczych obiegów,[m] Wielkość 1 obieg 2 obieg 3 obieg 4 obieg 6 <390 <2 x <300 <2 x <270 <2 x <170 <2 x <80 <2 x 200 <3 x x 225 Maksymalna długość obiegu, typ węża PEM DN 40,ϕi = 35,2: DHP H, DHP-C, DHP-L Obliczona, maksymalna długość pojedynczych obiegów,[m] Wielkość 1 obieg 2 obieg 3 obieg 4 obieg 6 < < < <700 <2 x <220* <2 x 444* - - Maksymalna długość obiegu, typ węża PEM DN 40, ϕi = 35,2: DHP-H Opti, DHP-H Opti Pro, DHP-L Opti, DHP-L Opti Pro Obliczona, maksymalna długość pojedynczych obiegów,[m] Wielkość 1 obieg 2 obieg 3 obieg 4 obieg 6 < < < <630 <2 x <250* <2 x *) W przypadku rozmiaru 16 często konieczny jest odwiert o głębokości przekraczającej zalecaną tu wartość długości obiegu. Należy wówczas zastosować dwa obiegi. Poszczególne obiegi są wyprowadzane z tej samej studzienki zbiorczej. Wszystkie rurociągi powrotne są wyposażone w zawory równoważące ze względu na konieczność regulacji przepływu w każdym obiegu. 21

24 Legenda 1. Obieg 2. Obieg 3. Zawory równoważące 4. Studzienka zbiorcza Do regulacji przepływu czynnika stosowane powinny być zawory równoważące, co gwarantuje odpowiedni przepływ we wszystkich wężownicach. Przepływ należy regulować do momentu osiągnięcia tej samej temperatury na rurociągu powrotnym w każdym obiegu. 22

25 Górne źródło ciepła Górne źródło ciepła jest miejscem, do którego pompa ciepła dostarcza energię, przepompowuje ją z dolnego źródła ciepła. W praktyce jest to instalacja grzewcza budynku. Jeśli instalacja grzewcza działa na niskich parametrach (ogrzewanie płaszczyznowe, stropy grzewczo-chłodzące) to wyższa jest Kolejność postępowania przy doborze pompy ciepła: Poniżej przedstawiamy w celach poglądowych wartości wskaźnika zapotrzebowania na moc cieplną dla statystycznych budynków; jednak zalecaną Wyliczenie zapotrzebowania na ciepło budynku, dobór mocy pompy: Budynek pasywny W/m 2 Budynek niskoenergetyczny W/m 2 Nowe budownictwo (dobra izolacja cieplna) W/m 2 Budynek starego typu > 80 W/m 2 Roczne zapotrzebowanie na ciepło budynku: sprawność układu (zobacz rozdział Zasada działania pomp ciepła, strona 3). Obliczenie obciążenia cieplnego budynku powinno być wykonane przez projektanta lub audytora energetycznego z odpowiednimi uprawnieniami. 1. Obliczenie obciążenia cieplego budynku (według PN-B r.) 2. Wybór rodzaju i parametrów ogrzewania (ogrzewanie powietrzne, wodne: nisko, średniotemperaturowe) 3. Wybór dolnego źródła ciepła (powietrze zewnętrzne, grunt, woda powierzchniowa, gruntowa itp..) 4. Dobór rodzaju systemu pracy (monowalentny, biwalentny) 5. Zebranie informacji o specyficznych wymaganiach użytkownika: temperatura w budynku, ilość mieszkańców, przybory zużywające c.w.u., 6. Dobór konkretnej pompy ciepła w zależności od dolnego źródła ciepła i wymaganych parametrów pracy z wykorzystaniem programu HPC. metodą jest oparcie doboru pomp ciepła na obliczonym obciążeniu cieplnym budynku. Górne źródło ciepła Budynek pasywny Budynek niskoenergetyczny (rekuperacja) Nowe budownictwo (dobra izolacja cieplna) Budynek starego typu kwh/m 2 rok 70 kwh/m 2 rok kwh/m 2 rok kwh/m 2 rok 23

26

27 Dane techniczne i schematy do pomp ciepła Wytyczne do montażu Poniższe schematy zawierają przykładowe zastosowania pomp ciepła DHP w układania grzewczych, c.w.u. i chłodzenia. Informacje o podstawowych połączeniach na listwie zaciskowej oraz ustawieniach w sterowniku znajdują się w Legendzie. W celu zapewnienia najwyższego poziomu bezpieczeństwa i jakości wykonywanych prac prosimy o przestrzeganie poniższej wytycznych montażowych. Wykorzystanie zawartych w niej informacji umożliwi ujednolicenie systemów z pompami ciepła Danfoss DHP pod względem wykonania poszczególnych instancji, co z pewnością przyczyni się do wieloletniej i bezawaryjnej pracy naszych urządzeń. Instalacja elektryczna 1. Instalacja elektryczna powinna być zaprojektowana i wykonana zgodnie z wymaganiami polskiego prawa i sztuki budowlanej. 2. Rodzaj przewodu i przekroje żył przewodu zasilającego pompę ciepła powinny być określone przez elektryka z uprawnieniami dla instalacji 3L+N+PE (TN-S) na podstawie: mocy elektrycznej pobieranej przez pompę ciepła (sprężarka + wykorzystywany elektryczny podgrzewacz pomocniczy) z uwzględnieniem wartości prądu rozruchowego i zabezpieczenia (według danych technicznych pompy ciepła), długości i sposobu prowadzenia przewodu. 3. Wartości zabezpieczeń powinna być określona zgodnie z wytycznymi podanymi w danych technicznych lub instrukcji serwisowej (sprężarka + wykorzystywany elektryczny podgrzewacz pomocniczy) - bezpieczniki typu S z charakterystyką C. 4. Wyłączenie zasilania elektrycznego pompy ciepła powinno być możliwe poprzez łatwo dostępny wyłącznik sieciowy, znajdujący się między szafą elektryczną i pompą ciepła. 5. W szafie elektrycznej powinien być zamontowany czujnik kolejności i zaniku faz ze stycznikiem odcinającym zasilanie pompy w przypadku zadziałania czujnika. Sygnalizacja czujnika powinna być widoczna dla użytkownika budynku. 6. W przypadku zadziałania któregokolwiek z powyższych zabezpieczeń automatycznie powinno zostać wyłączone zasilanie wszystkich modułów pompy ciepła; wtedy po przywróceniu zasilania przywrócona zostanie ich dotychczasowa praca; jeżeli nastąpiłoby tylko wyłączenie niektórych modułów, może zostać zakłócona komunikacja między modułami, która będzie wymagała interwencji serwisowej. Instalacja dolnego źródła ciepła 1. Materiał instalacyjny wykorzystywany do wykonania dolnego źródła powinien posiadać odpowiednie dopuszczenia i certyfikaty do pracy w tym zastosowaniu. 2. W przypadku stosowania sond gruntowych powinny one być prefabrykowane przez producenta z gotowych elementów a następnie dostarczone na budowę. 3. Jako czynniki obiegu dolnego źródła należy stosować fabrycznie gotowe roztwory glikoli lub alkoholi etylowych; w przypadku gruntowych pomp ciepła - czynniki na bazie glikolu propylenowego lub etylenowego lub alkoholu etylowego o temperaturze krzepnięcia -15 C, a powietrz- Wytyczne do montażu 25

28 nych pomp ciepła - czynniki na bazie glikolu etylenowego lub alkoholu etylowego o temperaturze krzepnięcia -32 C. 4. Stosowanie roztworów alkoholu etylowego, w związku z zagrożeniem wybuchu oparów wymaga stosowania zabezpieczeń przewidzianych oddzielnymi przepisami. 5. Temperatura krzepnięcia czynnika obiegu dolnego źródła powinna być sprawdzona refraktometrem; czynniki o innych temperaturach krzepnięcia, mogą powodować zwiększone opory przepływu lub obniżone własności termiczne.. 6. Zaleca się, aby przed obliczeniem dolnego źródła ciepła rozpoznany został rodzaj gruntu i podany średni współczynnik przewodnictwa cieplnego λ [W/mK]. 7. Sposób wykonania dolnego źródła zależy przede wszystkim od zaleceń producenta wybranego rozwiązania. Danfoss do doboru dolnego źródła zaleca stosowanie programu HPC, który kompleksowa dobiera pompę ciepła a w tym uwzględnia czas pracy pompy ciepła i podaje średnioroczny współczynnik efektywności SPF; jeśli współczynnik λ nie został rozpoznany, to przyjmując wartość 3,5 W/mK założony zostanie grunt typu wilgotna glina piaszczysta.. 8. Długości obiegów powinny być mniejsze niż długości maksymalne podawane w instrukcji serwisowej. W przypadku sondy gruntowej długość obiegu równa jest podwojonej długości sondy. 9. Instalacja dolnego źródła powinna być zrównoważona hydraulicznie poprzez regulację przepływów w poszczególnych obiegach za pomocą zaworów równoważących. Regulacja prowadzona powinna być wg jednakowej temperatury czynnika powracającego z każdego obiegu. 10. Podejścia z obiegów lub ze studzienki rozdzielaczowej do budynku powinny być układane pod ziemią na głębokości nie mniejszej niż głębokość przemarzania z rozstawem nie mniejszym niż 1 m. Jeżeli te odległości nie są zachowane, to rurociągi powinny być izolowane cieplnie. Niezależnie od powyższego warunku rurociągi wymagają izolacji cieplnej na odcinku do 2 m od ściany budynku. Wewnątrz budynku rurociągi powinny być izolowane na całej długości od ściany do pompy ciepła paroszczelną otuliną izolacyjną. 11. W układzie dolnego źródła powinno panować nadciśnienie względem ciśnienia atmosferycznego (np. 1 bar). Jeżeli zastosowane jest naczynie wyrównawcze, to jego napełnienie czynnikiem obiegu dolnego źródła wykonuje się do połowy objętości przy zamkniętym zaworze bezpieczeństwa. 12. Zespół do napełniania i odpowietrzania oraz naczynie wyrównawcze należy zamontować na rurociągu powrotnym z dolnego źródła. W przypadku pompy DHP-A naczynie wyrównawcze należy zamontować na króćcu wzbiorczym płaszcza glikolowego w zasobniku c.w.u. 13. Instalacja powinna być całkowicie odpowietrzona. Do tego celu zalecane jest zastosowanie znajdującego się w zestawie zakupowym zespołu do napełniania/odpowietrzania. Podczas odpowietrzania węże przyłączone do kurków powinny być wprowadzone do otwartego naczynia z roztworem glikolu przy jednocześnie zamkniętym zaworze przelotowym (wg rys. z Instrukcji). Instalacja jest odpowietrzona wtedy, kiedy do powyższego naczynia napływa glikol bez powietrza. 26

29 Instalacja c.o. 1. W celu zapewnienia najwyższego współczynnika efektywności SPF i wymaganego przepływu należy wykonać ustawienia krzywej grzewczej na możliwie najniższą wartość, przy której uzyskiwana będzie wymagana temperatura komfortu. Ustawienie należy wykonać zaczynając od fabrycznej krzywej, zmniejszając ustawienie do momentu pogorszenia odczuwalnego komfortu cieplnego w budynku przy jednoczesnym całkowitym otwarciu regulatorów temperatury (głowice termostatyczne, termostaty pokojowe itp.). Następnie zwiększenie ustawienia o 1 umożliwi pracę z właściwą krzywą grzewczą. 2. Woda w instalacji powinna spełniać wymagania Polskiej Normy PN-C-04607:1993 Woda w instalacjach ogrzewania wymagania i badania dotyczące wody. 3. W celu zapewnienia wymaganej ilości ciepła do odszraniania pomp DHP-AQ należy: a. objętość instalacji utrzymać na poziomie nie mniejszej niż 14 l/kw, a jeśli instalacja pracuje bez zasobnika c.w.u.,- 20 l/kw; w przeciwnym wypadku objętość instalacji należy zwiększyć np. poprzez odpowiedniej objętości bufor montowany szeregowo na rurociągu zasilającym. b. utrzymywać odpowiednio duży przepływ poprzez zwiększenie ustawienia przepływu startowego (dotyczy pomp obiegowych o regulowanej prędkości) i nie niższy niż wartość ustalona na wbudowanym czujniku przepływu. 4. W celu ograniczenia ilości ciepła zużywanego na odszranianie i niedopuszczania do przegrzewania parownika należy: a. obniżać temperaturę końca odszraniania (np. 28 C) b. skracać minimalny czas odszraniania (np. 1 min) 5. Temperatura wody grzewczej podczas odszraniania pompy DHP-AQ nie może być niższa niż 20 C, co oznacza konieczność ograniczania strat ciepła z rurociągów prowadzonych w pomieszczeniach nieogrzewanych oraz na zewnątrz budynku poprzez możliwie najkrótsze odcinki i najlepsze ich cieplne izolowanie. 6. Użycie płynów niezamarzających, mających na celu ochronę instalacji przed zamarznięciem podczas przedłużających przerw w dostawie energii elektrycznej może obniżyć wydajność pompy ciepła i instalacji. Instalacja c.w.u. 1. Stosowanie cyrkulacji w instalacji c.w.u. może spowodować zaburzenie uwar stwienia temperatury w za sob niku, a przez to wcześniejsze wyłączanie jego ładowania, skutkujące obniżeniem temperatury wody w punktach czerpalnych. Aby ograniczyć to zjawisko strumień cyrkulacyjny powinien być zmniejszony do wartości niezbędnej dla uzyskania komfortu dostępu do wody w najniekorzystniej położonych punktach czerpalnych. 2. W przypadku pomp PRO wykorzystujących technologię gazu gorącego (TGG) jeśli występuje zagrożenie tworzenia się kamienia kotłowego należy utrzymywać temperaturę c.w.u. na najniższym ustawieniu Pompy ciepła są urządzeniami, które wymagają ciągłego zabezpieczenia w energię elektryczną. Jeżeli dostawa energii jest przerwana lub którakolwiek instalacja jest niesprawna, pompa ciepła i zasilane instalacje nie są zabezpieczone przed zamarznięciem! Wytyczne do montażu 27