SCHEMATY HYDRAULICZNE, DOBÓR URZĄDZEŃ DLA INSTALACJI ODBIORU I ŹRÓDŁA CIEPLA POMP CIEPŁA

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "SCHEMATY HYDRAULICZNE, DOBÓR URZĄDZEŃ DLA INSTALACJI ODBIORU I ŹRÓDŁA CIEPLA POMP CIEPŁA"

Monika Pawlak
7 lat temu
Przeglądów:

1 SCHEMATY HYDRAULICZNE, DOBÓR URZĄDZEŃ DLA INSTALACJI ODBIORU I ŹRÓDŁA CIEPLA POMP CIEPŁA dr inż. Natalia Fidorów-Kaprawy WYMAGANIA INSTALACJI Z PC Schematy instalacji Nieco inne niż dla kotłów grzewczych ze względu na specyfikę pracy (np. praca na c.o. i na c.w.u. z różnymi temperaturami zasilania ze źródła; kultura pracy sprężarki) Przepływy W obiegach pierwotnym i wtórnym pompy ciepła należy zapewnić odpowiednie przepływy, gwarantujące odpowiedni poziom wymiany ciepła w parowniku i w skraplaczu (należy zagwarantować pobór i odbiór ciepła na odpowiednim poziomie) Pompa ciepła do c.o. i c.w.u. pracuje z pełnym priorytetem, w schemacie występuje trójdrogowy zawór rozdzielający Brak przepływu od strony skraplacza (brak odbioru ciepła) spowoduje awaryjne wyłączenie pompy ciepła ze względu na za wysokie ciśnienie po stronie czynnika chłodniczego 1

2 UKŁADY BIWALENTNE Z POMPAMI CIEPŁA UKŁADY BIWALENTNE Z POMPAMI CIEPŁA Po naniesieniu punktu biwalentnego na krzywą klimatyczną widać jaką część sezonu obsłuży PC a jaką drugie źródło 2

3 PRACA WG KRZYWEJ GRZEWCZEJ COP 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 Wykres zależności efektywności energetycznej od temperatury powietrza zasilającego parownik 1,50-15,0-10,0-5,0 0,0 5,0 10,0 t sr wlo, C COP COP(50) COP(35) COP(60) WYBÓR TEMPERATURY ZASILANIA Temperatura zasilania systemu grzewczego nie powinna przekraczać maksymalnej temperatury zasilania pompy ciepła, chyba że dysponujemy drugim źródłem o wyższej temperaturze zasilania 3

4 Połączenie pompy ciepła solanka-woda z buforem i podgrzewaczem pojemnościowym Pompa ciepła wyposażona w pompę obiegu wtórnego Obie wężownice w podgrzewaczu wykorzystane do grzania wody 4

Pompa ciepła nie wyposażona w pompę obiegu wtórnego Ogrzewanie i przygotowanie c.w.u. wspomagane grzałkami Powietrzna pompa ciepła pracująca na cele c.

5 Pompa ciepła nie wyposażona w pompę obiegu wtórnego Ogrzewanie i przygotowanie c.w.u. wspomagane grzałkami Powietrzna pompa ciepła pracująca na cele c.o. wspomagana kotłem grzewczym praca alternatywna lub równoległa 5

6 Pompa ciepła solanka-woda pracująca na cele c.o. i c.w.u. wspomagana kotłem grzewczym praca alternatywna lub równoległa Pompa ciepła wyposażona w pompę obiegu wtórnego Podłączenie pompy ciepła bez bufora (inwerterowa) Pompa ciepła wyposażona w pompę obiegu wtórnego 6

7 7

8 Połączenie pompy ciepła solanka-woda z dolnym źródłem Pompa ciepła wyposażona w pompy obiegowe pierwotną i wtórną Za skraplaczem po stronie wodnej zamontowana grzałka elektryczna 8

9 Pompa ciepła podłączona pośrednio do dolnego źródła Po stronie pierwotnej pompy ciepła krąży glikol W studni pompa głębinowa Pompa ciepła typu woda-woda połączona z dolnym źródłem Wyposażona w pompę obiegu wtórnego Pompa obiegu pierwotnego głębinowa w studni 9

DODATEK DO C.W.U. Do obliczenia dodatkowej mocy pompy ciepła na cele c.w.u.

temperaturze 45 C wynosz ące 50 litrów na osobę dziennie. Odpowiada to dodatkowej mocy grzewczej około 0,25 kw na osobę przy 8-godzinnym czasie podgrzewu.

Jeżeli rzeczywiste zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową przekracza podane wartości, należy wybrać większy dodatek mocy.

10 DODATEK DO C.W.U. Do obliczenia dodatkowej mocy pompy ciepła na cele c.w.u. należy określić liczbę mieszkańców budynku oraz ich przyzwyczajenia dotyczące korzystania z ciepłej wody użytkowej Dla zwykłego budynku mieszkalnego przyjmuje się zapotrzebowanie na wodę o temperaturze 45 C wynosz ące 50 litrów na osobę dziennie. Odpowiada to dodatkowej mocy grzewczej około 0,25 kw na osobę przy 8-godzinnym czasie podgrzewu. Dodatek ten uwzględnia się tylko wówczas, gdy suma dodatkowego obciążenia grzewczego wynosi więcej niż 20% obciążenia grzewczego obliczonego na podstawie normy EN Jeżeli rzeczywiste zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową przekracza podane wartości, należy wybrać większy dodatek mocy. DOBÓR PODGRZEWACZA Pojemność - Dobór wg wytycznych EN :2007 Heating systems in buildings Design of heat pump heating systems Q DPB zapotrzebowanie energetyczne w ramach jednego cyklu, kwh Q DPB NNE zapotrzebowanie energetyczne jednej jednostki użytkowej podczas cyklu, kwh N NE liczba jednostek użytkowych o takim samym profilu V DP wymagana ilość ciepłej wody użytkowej w cyklu, l c w ciepło właściwe wody (c w = 1,163 Wh/(kg K)) t soll zadana temperatura podgrzewacza, C t cw temperatura wody zimnej 10

podgrzewacza, l V DP wymagana ilość ciepłej wody użytkowej w cyklu, l 1,15 15 % strata spowodowana mieszaniem Q WP moc grzewcza pompy ciepła niezbędna

11 DOBÓR PODGRZEWACZA C.W.U. Pojemność - Dobór wg wytycznych EN-15450:2007 Heating systems in buildings Design of heat pump heating systems 1,15 V Sp-min minimalna pojemność podgrzewacza, l V DP wymagana ilość ciepłej wody użytkowej w cyklu, l 1,15 15 % strata spowodowana mieszaniem Q WP moc grzewcza pompy ciepła niezbędna do podgrzewu wody użytkowej, kw V Sp pojemność zbiornika (łączna), l T aufh odstępy czasu pomiędzy poszczególnymi cyklami Q WP > wyliczona moc niezbędna podczas stałego rozbioru przez cały dzień (Q hśr cwu ) Zakładane wielkości rozbiorów zgodnie z załącznikiem E normy EN

wężownicy, optymalnie około 0,25-0,30 m 2. Większość wymienników dostępnych na rynku nie spełnia tego wymogu.

12 DOBÓR PODGRZEWACZA C.W.U. Przy doborze zbiornika z wymiennikiem wewnętrznym (wężownicą) ze względu na małą różnicę temperatur, należy mieć na uwadze, że na 1 kw mocy grzewczej powinno przypadać minimum 0,20 m 2 powierzchni wężownicy, optymalnie około 0,25-0,30 m 2. Większość wymienników dostępnych na rynku nie spełnia tego wymogu. WYMAGANIA INSTALACJI Z POMPAMI CIEPŁA Zbiorniki buforowe Pełnią szereg funkcji w instalacjach z pompami ciepła Gromadzą energię niezbędną do odszraniania parownika w powietrznych pompach ciepła Zapewniają dobrą kulturę pracy sprężarki długie cykle pracy i długie postoje pomiędzy cyklami Zapewniają dostawę ciepła do c.o. podczas przygotowania c.w.u. Rozdzielają hydraulicznie obieg źródła od obiegów odbiorczych Zapewniają odpowiedni poziom odbioru energii w czasie gdy instalacja ma małe zapotrzebowanie 12

13 DOBÓR ZBIORNIKA BUFOROWEGO = 2 0,5 1,163 V z pojemność zasobnika buforowego, dm 3 τ p czas cyklu regulacji dwustawnej (dwupołożeniowej), h (1/5 1/3 h) Q obliczeniowe zapotrzebowanie na moc grzewczą do ogrzewania, W Q pc moc grzewcza PC przy temperaturze zewnętrznej, przy której zapotrzebowanie na moc cieplną do ogrzewania jest równe połowie zapotrzebowania obliczeniowego, W Δt różnica między temperaturą zasilania i powrotu wody grzewczej w c.o. w warunkach gdy moc cieplna do ogrzewania jest równa połowie zapotrzebowania obliczeniowego, K DOBÓR ZBIORNIKA BUFOROWEGO Jako zasadę można przyjąć dobór zbiorników buforowych na poziomie l na 1kW mocy grzewczej pompy ciepła. 13

14 DOBÓR ZABEZPIECZEŃ C.O. Naczynie wzbiorcze i zawór bezpieczeństwa można dobrać zgodnie z normą PN-B ZAWÓR BEZPIECZENSTWA = 54, mm d 0 najmniejsza wewnętrzna średnica króćca dopływowego zaworu bezpieczeństwa, mm M masowa przepustowość zaworu bezpieczeństwa, kg/s α c dopuszczalny współczynnik wypływu zaworu dla cieczy (α c = α c rz ) α c rz rzeczywisty współczynnik wypływu zaworu dla cieczy p 1 ciśnienie dopuszczalne instalacji ogrzewania wodnego, bar ρ gęstość wody przy jej obliczeniowej temperaturze (przy pompach ciepła najczęściej maksymalna temperatura zasilania ze względu na przygotowanie c.w.u.), kg/m 3 = 0,44, / V pojemność instalacji ogrzewania wodnego, m 3 DOBÓR OSPRZĘTU INSTALACJI SOLANKI A zasilanie obiegu pierwotnego (wlot solanki pompy ciepła) B zawór odcinający C zawór spustowy (napełniający) D przyłącze ogranicznika ciśnienia (presostatu niskiego ciśnienia E naczynie powietrzne F zasilanie obiegu solanki G manometr H zawór bezpieczeństwa (3 bary) K powrót obiegu solanki L przyłącze naczynia wzbiorczego M powrót obiegu pierwotnego (wylot solanki pompy ciepła) 14

DOBÓR OSPRZĘTU INSTALACJI SOLANKI NACZYNIE WZBIORCZE obiegu solanki dobieramy korzystając ze wzoru: + = +, V N pojemność znamionowa naczynia wzbiorczego, dm 3 V Z zwiększenie

całkowita pojemność instalacji (solanka), dm 3 β rozszerzalność cieplna (dla czynnika Tycofor β = 0,01) =,, =,, p si ciśnienie początku otwarcia zaworu bezpieczeństwa, bar (3

dodatkowe obiegu solanki Można policzyć zgodnie z PN-B-02414 (ciśnienie początku otwarcia zaworu przyjąć 3 bary) Należy zwrócić uwagę na to czy dobrany zawór nadaje się do

15 DOBÓR OSPRZĘTU INSTALACJI SOLANKI NACZYNIE WZBIORCZE obiegu solanki dobieramy korzystając ze wzoru: + = +, V N pojemność znamionowa naczynia wzbiorczego, dm 3 V Z zwiększenie pojemność przy nagrzewaniu się instalacji, dm 3 V V poduszka zabezpieczająca, dm 3 p e dopuszczalne ciśnienie końcowe, bar p st ciśnienie wstępne azotu, bar (1,5 bar) =, V A całkowita pojemność instalacji (solanka), dm 3 β rozszerzalność cieplna (dla czynnika Tycofor β = 0,01) =,, =,, p si ciśnienie początku otwarcia zaworu bezpieczeństwa, bar (3 bary) DOBÓR OSPRZĘTU INSTALACJI SOLANKI ZAWÓR BEZPIECZEŃSTWA OBIEGU SOLANKI: Najczęściej wybieramy zawór proponowany przez producenta pompy ciepła, dostępny jako wyposażenie dodatkowe obiegu solanki Można policzyć zgodnie z PN-B (ciśnienie początku otwarcia zaworu przyjąć 3 bary) Należy zwrócić uwagę na to czy dobrany zawór nadaje się do instalacji glikolowych PRESOSTAT NISKIEGO CIŚNIENIA SOLANKI: Urządzenie zalecane w instalacjach dolnego źródła pomp ciepła Blokuje włączenie sprężarki przy zbyt niskim ciśnieniu w instalacji dolnego źródła 15

DOBÓR OSPRZĘTU INSTALACJI SOLANKI ZBIORNIK WYRÓWNAWCZY SOLANKI - Pojemność około 7 litrów (Vaillant wchodzi w zakres dostawy wraz z zaworem bezpieczeństwa 3 bar) - Wystarcza dla instalacji glikolowej

16 DOBÓR OSPRZĘTU INSTALACJI SOLANKI ZBIORNIK WYRÓWNAWCZY SOLANKI - Pojemność około 7 litrów (Vaillant wchodzi w zakres dostawy wraz z zaworem bezpieczeństwa 3 bar) - Wystarcza dla instalacji glikolowej o pojemności do 500 l przy założeniu zmiany objętości o 0,8% przy podgrzaniu o 20 K (0,8 l na 100 l czynnika pośredniczącego roztworu glikolu) - Należy go zamontować w najwyższym punkcie instalacji solanki - Przy napełnianiu instalacji należy wypełnić zbiornik do 2/3 objętości celem uzyskania odpowiedniego ciśnienia wstępnego - Jeśli zbiornik wyrównawczy w obiegu solanki zostanie zamontowany głębiej, niż instalacja kolektora (np. położenie na stoku), albo jeśli instalacja zawiera więcej środka niezamarzającego, niż zdoła przenieść zbiornik wyrównawczy (np. w przypadku głębokich odwiertów z sondami w postaci podwójnej U-rury) zaleca się stosować naczynie wzbiorcze. 1. Zawory odcinające (napełniające/spustowe) 2. Termometry 3. Manometr 4. Zbiornik wyrównawczy z zaworem bezpieczeństwa 5. Pojemnik do wychwytywania solanki 6. Przeprowadzenie przewodów rurowych ze spadkiem do studzienki 7. Filtr i separator powietrza (brak na rys.) 16

Podobne dokumenty

PRZYCHODNIA W GRĘBOCICACH GRĘBOCICE ul. Zielona 3działki nr 175/7, 175/4, 705 PROJEKT BUDOWLANY BUDOWY BUDYNKU PRZYCHODNI CZĘŚĆ SANITARNA

PRZYCHODNIA W GRĘBOCICACH GRĘBOCICE ul. Zielona 3działki nr 175/7, 175/4, 705 PROJEKT BUDOWLANY BUDOWY BUDYNKU PRZYCHODNI CZĘŚĆ SANITARNA 5. OBLICZENIA 5.1. BILANS CIEPŁA 5.1.1. Sumaryczne zapotrzebowanie ciepła kotłowni Moc zainstalowanych urządzeń odbiorczych kotłowni określono na podstawie danych wynikających z projektów branżowych wchodzących