VIESMANN VITOCAL 300/350 Systemy pomp ciepła Wytyczne projektowe Miejsce przechowywania: Teczka dokumentacji projektowej Vitotec, rejestr 5 VITOCAL 300 Typ BW, WW i AW Temperatura na zasilaniu do 55 C Pompa ciepła znapędem elektrycznym do ogrzewania i podgrzewu wody użytkowej & Pompa ciepła solanka/woda (typ BW) od 6,4 do 81,2 kw & Pompa ciepła woda/woda (typ WW = typ BW plus zestaw do przebudowy) od 8,4 do 106,8 kw & Pompa ciepła powietrze/woda (typ AW) od 7,2 do 14,6 kw VITOCAL 350 Typ BWH i WWH Temperatura na zasilaniu do 65 C Pompa ciepła znapędem elektrycznym do ogrzewania i podgrzewu wody użytkowej & Pompa ciepła solanka/woda (typ BWH) od 11,0 do 17,1 kw & Pompa ciepła woda/woda (typ WWH = typ BWH plus zestaw do przebudowy) od 14,1 do 19,7 kw VITOCAL 300 Typ BWC i WWC Temperatura na zasilaniu do 55 C Kompaktowa pompa ciepła znapędem elektrycznym do ogrzewania i podgrzewu wody użytkowej & Pompa ciepła solanka/woda (typbwc)od6,4do10,8kw & Pompa ciepła woda/woda (typ WWC = typ BWC plus zestaw do przebudowy) od8,4do14,2kw Z zamontowanym elektrycznym ogrzewaniem dodatkowym (3/6/9 kw), pompą obiegu solanki i obiegu grzewczego oraz armaturą zabezpieczającą 4/2007
Spis treści Spis treści 1. Podstawy techniki pomp ciepła 1. 1Podstawy... 5 1. 2 Pozyskiwanie ciepła za pomocą kolektorówgruntowych... 5 1. 3 Pozyskiwanie ciepła za pomocą sondgruntowych... 5 1. 4 Pozyskiwanie ciepła zwodygruntowej... 6 1. 5 Pozyskiwanie ciepła z powietrza otoczenia (powietrze zewnętrzne)... 7 2. Informacje o wyrobie 2. 1Vitocal300iVitocal350... 8 &TypBW/BWHiWW/WWH... 8 &TypWWiBW... 8 &TypBWCiWWC... 9 &TypAW... 9 &Warianty regulatora... 9 2. 2Obieggrzewczy... 10 &Wysokość tłoczenia wewnętrznej pompy obiegu grzewczego w urządzeniu typubwc/wwc... 10 &Rozdzielacz obiegu grzewczego Divicon dla pomp ciepła (wyposażenie dodatkowe)...... 10 2. 3 Pakiety wyposażenia dodatkowego obiegu solanki dla pomp grzewczych.... 12 &Pakiet wyposażenia dodatkowego obiegu solanki dla pomp ciepła typubwi BWH(do32,6kW)... 12 &Pakiet wyposażenia dodatkowego obiegu solanki dla pomp ciepła typubwc. 13 2. 4Rozdzielaczsolanki... 13 &Kolektorgruntowy... 13 &Sonda gruntowa/kolektor gruntowy... 14 3. Wskazówki projektowe 3. 1 Ustawienie i powstawanie hałasu... 15 &Wymogi dotyczące miejsca montażu... 15 &Zastosowane izolacje dźwiękochłonne.... 15 3. 2 Zasilanie prądoweitaryfy... 16 &Rejestracja... 16 &Wymogi stawiane instalacji elektrycznej pomp ciepła... 16 4. Dobór 4. 1 Wymiarowanie pomp ciepła... 16 &Eksploatacja jednosystemowa...... 17 &Eksploatacja monoenergetyczna.... 17 &Eksploatacja dwusystemowa równoległa... 18 &Eksploatacja dwusystemowa alternatywna... 18 4. 2 Projektowanie źródeł ciepła dlapompciepła solanka/woda... 18 &Kolektorgruntowy... 18 &Sonda gruntowa Podwójna sonda rurowa w kształcieliteryu... 21 &Dobór podzespołów... 23 4. 3 Projektowanie źródeł ciepła dlapompciepła woda/woda..... 28 &Wodagruntowa... 28 &Dobór wymiennika ciepła obiegu pośredniego... 29 &Woda chłodząca... 29 4. 4 Projektowanie źródeł ciepła dlapompciepła powietrze/woda... 31 &Powietrze zewnętrzne projektdwusystemowy... 31 &Powietrzepomieszczenia/powietrzeusuwane... 32 4. 5 Obieg grzewczy i rozdzielanie ciepła... 32 4. 6 Projektowanie podgrzewacza buforowego wody grzewczej... 32 &Podgrzewacz buforowy wody grzewczej do optymalizacji czasu pracy..... 32 &Podgrzewacz buforowy wody grzewczej do równoważenia przerw w dostawie prądu... 32 4. 7 Podgrzew wody użytkowej... 33 &Bezpośredni podgrzew wody użytkowej... 33 &Bezpośredni podgrzew wody użytkowej przykładinstalacji... 34 &Podgrzew wody użytkowej przez zewnętrzny wymiennik ciepła... 35 &Schematy hydrauliczne do podgrzewu wody użytkowej przez zewnętrzny wymiennik ciepła... 37 4. 8 Podgrzew wody w basenie w połączeniu z Vitocal 300/350, typ AW, BW/BWH i WW/WWH... 39 4. 9 Chłodzenie natural cooling wpołączeniu z pompą Vitocal 300/350, typ BW/ BWHiWW/WWH... 41 &Opisfunkcji... 41 &Dobór wymiennika ciepła... 42 &Chłodzenie za pomocą konwektorówwentylatorowych... 43 &Chłodzenie stropową matą chłodzącą.... 44 &Chłodzenie za pomocą instalacji ogrzewania podłogowego...... 46 4.10 Chłodzenie natural cooling wpołączeniu z Vitocal 300, typ BWC i WWC... 48 2 VIESMANN VITOCAL 300/350
Spis treści (ciąg dalszy) 4.11 Przyłączenie termicznych instalacji solarnych (nie dotyczy Vitocal 300, typ BWC/WWC)... 50 &Opisfunkcji... 50 &Solarny podgrzew wody użytkowej... 50 &Solarny podgrzew wody w basenie... 53 &Solarne wspomaganie ogrzewania... 55 5. Połączenie hydrauliczne po stronie pierwotnej 6. Podłączenie hydrauliczne po stronie wtórnej 7. Podłączenie hydrauliczne po stronie wtórnej Duże instalacje 8. Podłączenie hydrauliczne po stronie wtórnej Vitocal 300, typ BWC/WWC 5. 1 Pompa ciepła solanka/woda eksploatacja z sondą gruntową... 58 5. 2 Pompa ciepła solanka/woda eksploatacjazkolektoremgruntowym... 59 5. 3 Pompa ciepła woda/woda.... 61 5. 4 Pompa ciepła powietrze/woda... 63 6. 1Opisfunkcjielementówinstalacji... 63 &Obieggrzewczy... 63 &Podgrzewacz buforowy wody grzewczej.... 64 &Instalacje bez podgrzewacza buforowego wody grzewczej...... 64 &Podgrzewacz przepływowywodygrzewczej... 64 &Zawór upustowy...... 64 6. 2 Wersja instalacji 2 Instalacja wyrównawcza Eksploatacja jednosystemowa. 64 6. 3 Wersja instalacji 3 (a) Eksploatacja jednosystemowa z podgrzewaczem buforowymwodygrzewczej... 67 6. 4 Wersja instalacji 3(b) Eksploatacja jednosystemowa z instalacją solarną, funkcją chłodzenia natural cooling i podgrzewaczem buforowym wody grzewczej... 71 6. 5 Wersja instalacji 4 Eksploatacja monoenergetyczna z instalacją solarną i podgrzewaczem Vitocell 340 M... 74 6. 6 Wersja instalacji 5 Eksploatacja jednosystemowa Instalacja wyrównawcza z podgrzewaczem buforowym wody grzewczej i rozdzielaczem obiegu grzewczego Divicon do pomp ciepła (do17kwmocygrzewczej)... 77 6. 7 Wersja instalacji 6 Eksploatacja dwusystemowo równoległa zestojącym kotłem grzewczym (maks. temperatura na zasilaniu dla typu BW/WW 55 C, dla typubwh/wwh65 C)... 80 6. 8 Wersja instalacji 7 Eksploatacja dwusystemowo alternatywna ze stojącym kotłem grzewczym...... 84 6. 9 Wersja instalacji 8 Eksploatacja dwusystemowo równoległa zwiszącym kotłemolejowym/gazowym... 88 6.10 Wersja instalacji 9 Eksploatacja dwusystemowo alternatywna z wiszącym kotłemolejowym/gazowym... 91 6.11 Wersja instalacji 10 Eksploatacja dwusystemowo alternatywna z kotłem na paliwo stałe Vitolig100... 96 7. 1 Wersja instalacji 20 Eksploatacja jednosystemowa z podgrzewaczem buforowymwodygrzewczej... 100 7. 2 Wersja instalacji 21 Eksploatacja dwusystemowo alternatywna w układzie kaskadowym pomp ciepła zkotłemgrzewczymdo225kw... 103 8. 1Opisfunkcjielementówinstalacji... 107 &Obieggrzewczy... 107 &Włączenie ochronne pomp...... 108 &Sprzęgło hydrauliczne... 108 &Instalacje bez podgrzewacza buforowego wody grzewczej...... 108 &Podgrzewacz buforowy wody grzewczej.... 108 8. 2 Schemat instalacji 2 z jednym bezpośrednim obiegiem grzewczym, podgrzewem wody użytkowej i chłodzeniem typu natural cooling obiegu grzewczego.. 109 8. 3 Schemat instalacji 6(a) z jednym bezpośrednim obiegiem grzewczym, jednym obiegiem grzewczym z mieszaczem, podgrzewem wody użytkowej, buforowym podgrzewaczem wody grzewczej i chłodzeniem typu natural cooling obiegu grzewczegozmieszaczem... 111 8. 4 Schemat instalacji 6(a) z bezpośrednim obiegiem grzewczym, obiegiem grzewczym z mieszaczem, podgrzewem wody użytkowej, sprzęgłem hydraulicznym, zewnętrzną wytwornicą ciepła ichłodzeniem typu natural cooling obiegu grzewczegozmieszaczem... 114 &Schemathydrauliczny... 114 &Schemat przyłączy... 115 &Wymagane urządzenia... 115 9. Aneks 9. 1Przepisy/wytyczne... 116 9. 2 Słownik... 117 9. 3 Przegląd czynności projektowania instalacji pomp ciepła... 118 9. 4 Oprogramowanie do projektowania sond i wymienników gruntowych.... 118 9. 5 Adresy producentów.... 119 VITOCAL 300/350 VIESMANN 3
Spis treści (ciąg dalszy) 10. Wykaz haseł... 120 4 VIESMANN VITOCAL 300/350
Podstawy techniki pomp ciepła 1.1 Podstawy Informacje dotyczące podstaw techniki pomp ciepła, sposobów eksploatacji i pozyskiwania ciepła można znaleźć w broszurach Pompy ciepła. 1.2 Pozyskiwanie ciepła za pomocą kolektorów gruntowych W obrębie rur obiegu solanki nie wolno sadzić roślin głęboko ukorzeniających się. Regeneracja gruntu, któremu odebrano ciepło, następuje już w drugiej połowie okresu grzewczego dzięki rosnącemu promieniowaniu słonecznemu oraz opadom, tak więc zapewniona jest dyspozycyjność gruntu jako zasobnika ciepła do celów grzewczych na nadchodzący okres grzewczy. Ilość pobieranego ciepła gruntowego zależy odróżnych czynników. Według aktualnego stanu wiedzy grunt gliniasty mocno przesiąknięty wodą nadaje się szczególnie dobrze jako źródło ciepła. Zgodnie z doświadczeniem można przyjąć w obliczeniach właściwą wydajność poboru ciepła (wydajność chłodnicza) wynoszącą q E =10do35Wnakażdy m 2 powierzchni gruntu jako średnią wartość roczną dla całorocznej (jednosystemowej) eksploatacji instalacji (patrz również strona 18). W przypadku silnie piaszczystego gruntu wydajność poboru ciepła jest mniejsza. W tym wypadku w razie wątpliwości należy skonsultować się z geologiem. 1 A Pompa ciepła Vitocal 300/350 B Rozdzielacz solanki (powrót) C Rozdzielacz solanki do kolektorów lub sond gruntowych (zasilanie) D Kolektor gruntowy E Studzienka zbiorcza z rozdzielaczem solanki F Ogrzewanie niskotemperaturowe G Sonda gruntowa (Duplex) H Długość całkowita pojedynczej pętli nie powinna przekraczać 100 m. 1.3 Pozyskiwanie ciepła za pomocą sond gruntowych W przypadku odwiertów o głębokości < 100 metrów odpowiedzialnym urzędem jest Urząd Gospodarki Wodnej, odwierty > 100 metrów muszą posiadać zezwolenie Urzędu Górniczego. Wykonanie odwiertów należy zlecić firmie specjalistycznej, z którą można podpisać umowę o gwarancji wydajności poboru ciepła (np. na 10 lat). Adresy firm wykonujących odwierty można uzyskać za pośrednictwem regionalnych zakładów energetycznych lub na stronie internetowej www.viessmann.com pod linkiem Login Partner >Dokumentacja >Inne. W przypadku instalacji z sondami ciepła gruntowego w normalnych warunkach hydrogeologicznych można przyjąć średnią wydajność sondy wynoszącą 50 W/mb długości sondy (wg normy VDI 4640). VITOCAL 300/350 VIESMANN 5
Podstawy techniki pomp ciepła (ciąg dalszy) 1.4 Pozyskiwanie ciepła z wody gruntowej 1 A Pompa ciepła Vitocal 300/350 B Wymiennik ciepła obiegu pośredniego C Studnia czerpalna z pompą ssącą Na wykorzystanie wody gruntowej należy uzyskać zezwolenie właściwych urzędów (przeważnie są to urzędy gospodarki wodnej). W celu wykorzystania tego rodzaju ciepła konieczne jest zastosowanie studni na zasadzie ssącej i chłonnej lub studni na zasadzie przenikania. Ogólnie jakość wody powinna odpowiadać wartościom granicznym podanym w tabeli poniżej, z rozróżnieniem według użytego materiału wymiennika ciepła stali nierdzewnej (1.4401) i miedzi. Jeżeli te wartości graniczne nie będą przekraczane, można liczyć na bezproblemową eksploatację studni. D Studnia chłonna E Kierunek przepływu wody gruntowej F Ogrzewanie niskotemperaturowe Jeżeli wartości graniczne dla miedzi nie mogą zostać dotrzymane, należy zastosować skręcany wymiennik ze stali nierdzewnej jako wymiennik ciepła obiegu pośredniego (zalecane ze względu na wahania jakości wody) (patrz strona 29). Przy wykorzystywaniu wody z jezior i stawów należy zaplanować obieg pośredni. Wskazówka Obieg pośredni napełnić mieszanką przeciwzamarzającą (solanka, min. 5 C). Odporność stali nierdzewnej (1.4401) i miedzi na działanie składników/własności wody Składnik Stężenie mg/litr Stal nierdzewna Miedź W normalnych warunkach dobra odporność Narażenie na korozję, szczególnie, gdy użyto kilku materiałów z. Nie nadaje się. Pierwiastki organiczne o ile da się stwierdzić Wodorowęglany (HCO 3 ) < 70 70 300 > 300 / Siarczany (SO 2 4 ) < 70 70 300 / > 300 Wodorowęglany (HCO 3 )/siarczany <1,0 / (SO 2 4 ) >1,0 Składnik Stężenie mg/litr Stal nierdzewna Miedź W normalnych warunkach dobra odporność Narażenie na korozję, szczególnie, gdy użyto kilku materiałów z. Nie nadaje się. Amoniak (NH 3 ) < 2 2 20 >20 Chlorki (CI, maks. 60 C) < 300 > 300 / Siarczki (SO 3 ), wolny chlor gazowy (Cl 2 ) <1 1 5 >5 / / Żelazo (Fe), rozpuszczone < 0,2 >0,2 6 VIESMANN VITOCAL 300/350
Podstawy techniki pomp ciepła (ciąg dalszy) Składnik Stężenie mg/litr Stal nierdzewna Miedź W normalnych warunkach dobra odporność Narażenie na korozję, szczególnie, gdy użyto kilku materiałów z. Nie nadaje się. Wolne agresywne kwasy węglowe <5 (CO 2 ) 5 20 >20 Mangan (Mn), rozpuszczony < 0,1 >0,1 Glin (Al), rozpuszczony < 0,2 >0,2 Składnik Stężenie mg/litr Stal nierdzewna Miedź W normalnych warunkach dobra odporność Narażenie na korozję, szczególnie, gdy użyto kilku materiałów z. Nie nadaje się. Azotany (NO 3 ), rozpuszczone < 100 > 100 Siarkowodór (H 2 S) < 0,05 >0,05 / 1 Własności Wartości graniczne Stal nierdzewna Miedź W normalnych warunkach dobra odporność. Narażenie na korozję, szczególnie, gdy użyto kilku materiałów z. Nie nadaje się. Twardość całkowita 4,0 8,5 dh Wartość ph <6,0 6,0 7,5 / 7,5 9,0 >9,0 Konduktancja < 10 µs/cm 10 500 µs/cm > 500 µs/cm Wskazówka Powyższe tabele nie są kompletne i umożliwiają jedynie orientację w temacie. 1.5 Pozyskiwanie ciepła z powietrza otoczenia (powietrze zewnętrzne) Dzisiejsze pompy ciepła powietrze/woda nadają się, podobnie jak pompy ciepła grunt/woda gruntowa, do eksploatacji całorocznej. W budynkach o dzisiejszym standardzie budowlanym pompa ciepła powietrze/woda może być eksploatowana jednosystemowo lub w połączeniu z grzałką elektryczną w sposób monoenergetyczny. Dla pomp ciepła powietrze/woda wykorzystujących powietrze z otoczenia wymiarowanie źródła ciepła określone jest przez konstrukcję lub wielkość urządzenia. Wymagana ilość powietrza doprowadzana jest przy pomocy zamontowanego w urządzeniu wentylatora przez kanały powietrza do parownika i jednocześnie ochładzana. Otwory nawiewne i wywiewne należy wykonać w taki sposób, aby uniknąć powstawania spięcia powietrza. A Pompa ciepła Vitocal 300/350 B Kanał nawiewny C Kanał wywiewny D Ogrzewanie niskotemperaturowe VITOCAL 300/350 VIESMANN 7
Informacje o wyrobie 2.1 Vitocal 300 i Vitocal 350 Pompy ciepła z napędem elektrycznym do ogrzewania i podgrzewu wody użytkowej w jedno /dwusystemowych lub monoenergetycznych instalacjach grzewczych. Typ BW/BWH i WW/WWH 2 & Pompa ciepła solanka/woda 6,4 do 32,6 kw & Pompa ciepła woda/woda 8,4 do 43,0 kw Pompa ciepła solanka/woda i zestaw do przebudowy (regulator temperatury zabezpieczenia przed zamarznięciem i czujnik przepływu dla obiegu wody gruntowej; zakres dostawy w przypadku typu WW/WWH). Pompa ciepła o zwartej konstrukcji (od typu BW108, BW216, BWH110, WW108, WW216 i WWH110 z ogranicznikiem prądu rozruchowego). Obudowa z powłoką z żywic epoksydowych. Podwójnie łożyskowane sprężarki wraz z dźwiękochłonnymi stopami regulacyjnymi zapewniają niski poziom hałasu oraz drgań. Bezfreonowy, niepalny środek chłodniczy R 407C (mieszanka chłodnicza, w której skład wchodzi 23% R 32, 25% R 125 i 52% R 134a). Lutowany miedzią płytowy wymiennik ciepła ze stali nierdzewnej (1.4401) dla obiegu grzewczego i lutowany z udziałem miedzi płytowy wymiennik ciepła ze stali nierdzewnej (1.4401) dla obiegu solanki lub wody gruntowej. Ze sterowanym pogodowo, cyfrowym regulatorem pompy ciepła CD 60 i wbudowaną wysuwaną szafą sterowniczą* 1. Typ WW i BW & Pompa ciepła woda/woda 52,0 do 106,8 kw & Pompa ciepła solanka/woda 39,6 do 81,2 kw Pompa ciepła woda/woda eksploatacja z solanką Pompa ciepła o zwartej konstrukcji z ogranicznikiem prądu rozruchowego i dwoma stopniami sprężarki o tej samej wydajności. Obudowa z powłoką z żywic epoksydowych z szybkozłączkami. Podwójnie łożyskowane sprężarki wraz z dźwiękochłonnymi stopami regulacyjnymi zapewniają niski poziom hałasu oraz drgań. Bezfreonowy, niepalny środek chłodniczy R 407C (mieszanka chłodnicza, w której skład wchodzi 23% R 32, 25% R 125 i 52% R 134a). Lutowany miedzią płytowy wymiennik ciepła ze stali nierdzewnej (1.4401) dla obiegu grzewczego i lutowany z udziałem miedzi płytowy wymiennik ciepła ze stali nierdzewnej (1.4401) dla obiegu solanki lub wody gruntowej. Ze sterowanym pogodowo, cyfrowym regulatorem pompy ciepła CD 60 i dwoma wbudowanymi wysuwanymi szafami sterowniczymi* 1. *1 Pozostałe dane techniczne i wykresy sprawności patrz arkusze danych technicznych. 8 VIESMANN VITOCAL 300/350
Informacje o wyrobie (ciąg dalszy) Typ BWC i WWC & Pompa ciepła solanka/woda 6,4 do 10,8 kw & Pompa ciepła woda/woda 8,4 do 14,2 kw Pompa ciepła solanka/woda i zestaw do przebudowy (regulator temperatury zabezpieczenia przed zamarznięciem i czujnik przepływu dla obiegu wody gruntowej; w zakresie dostawy). Kompaktowa pompa ciepła (od typu BWC 108 z elektronicznym ogranicznikiem prądu rozruchowego) ze zintegrowanym dodatkowym ogrzewaniem elektrycznym, pompą obiegu grzewczego i obiegu solanki. Obudowa z powłoką z żywic epoksydowych. Podwójnie łożyskowane sprężarki wraz z dźwiękochłonnymi stopami regulacyjnymi zapewniają niski poziom hałasu oraz drgań. Bezfreonowy, niepalny środek chłodniczy R 407C (mieszanka chłodnicza, w której skład wchodzi 23% R 32, 25% R 125 i 52% R 134a). Lutowany miedzią płytowy wymiennik ciepła ze stali nierdzewnej (1.4401) dla obiegu grzewczego i lutowany z udziałem miedzi płytowy wymiennik ciepła ze stali nierdzewnej (1.4401) dla obiegu solanki lub wody gruntowej. Ze sterowanym pogodowo, cyfrowym regulatorem pompy ciepła CD 70 i wbudowaną wysuwaną szafą sterowniczą* 1. 2 Typ AW & Pompa ciepła powietrze/woda 7,2 do 14,6 kw Pompa ciepła o zwartej konstrukcji (od typu AW108 z ogranicznikiem prądu rozruchowego). Obudowa z powłoką z żywic epoksydowych z szybkozłączkami. Podwójnie łożyskowane sprężarki wraz z dźwiękochłonnymi podstawami zapewniają niski poziom hałasu oraz drgań. Bezfreonowy, niepalny środek chłodniczy R 407C (mieszanka chłodnicza, w której skład wchodzi 23% R 32, 25% R 125 i 52% R 134a). Lutowany miedzią płytowy wymiennik ciepła ze stali nierdzewnej (1.4401) dla obiegu grzewczego. System rozmrażania gorącym gazem z rozmrażaniem zgodnym z rzeczywistym zapotrzebowaniem. Ze sterowanym pogodowo, cyfrowym regulatorem pompy ciepła CD 60 i wbudowaną wysuwaną szafą sterowniczą* 1. Warianty regulatora Sterowany pogodowo, cyfrowy regulator pompy ciepła CD 60 Do instalacji pomp ciepła ze zintegrowaną funkcją chłodzenia natural cooling i regulacji solarnej, regulacją temperatury wody w podgrzewaczu dla dwóch pojemnościowych podgrzewaczy wody i ze sterowaniem dwóch dodatkowych wytwornic ciepła. Funkcja chłodzenia natural cooling tylko w przypadku typów BW/BWH/WW/WWH. Możliwe kombinacje 2 regulowanych obiegów użytkownika: & 1 obieg grzewczy bez mieszacza i 1 obieg grzewczy z mieszaczem & 2 obiegi grzewcze z mieszaczem *1 Pozostałe dane techniczne i wykresy sprawności patrz arkusze danych technicznych. & 1 obieg grzewczy z mieszaczem i funkcją regulacji chłodzenia & 1 obieg grzewczy z mieszaczem i funkcją regulacji solarnej & Funkcja regulacji chłodzenia i regulacji solarnej Obsługa poprzez menu z pomocą w formie tekstowej i wbudowanym systemem diagnostycznym. Z czujnikiem temperatury zewnętrznej i czujnikiem temperatury wody na powrocie. VITOCAL 300/350 VIESMANN 9
Informacje o wyrobie (ciąg dalszy) 2 Sterowany pogodowo, cyfrowy regulator pompy ciepła CD 70 Do instalacji pomp ciepła ze zintegrowaną funkcją chłodzenia natural cooling, regulacją temperatury wody w podgrzewaczu, zasterowaniem zintegrowanego elektrycznego ogrzewania dodatkowego i regulacją do 3 odbiorników ciepła. Do regulacji jednego obiegu grzewczego bez mieszacza i jednego obiegu grzewczego z mieszaczem oraz dodatkowo przy zastosowaniu funkcji chłodzenia natural cooling jednego obiegu chłodzącego z mieszaczem. Sterowana z menu komunikacja z osobą obsługującą za pomocą tekstów pomocniczych, z systemem diagnostycznym i sygnalizatorem usterek w formie tekstowej. Łącznie z czujnikiem temperatury zewnętrznej i czujnikiem temperatury wody na powrocie. 2.2 Obieg grzewczy Wysokość tłoczenia wewnętrznej pompy obiegu grzewczego w urządzeniu typu BWC/WWC Charakterystyka zamontowanej pompy obiegowej Rozdzielacz obiegu grzewczego Divicon dla pomp ciepła (wyposażenie dodatkowe) Wskazówka Rozdzielacz obiegu grzewczego Divicon można stosować wurządzeniach typu BW/WW 106 do 116 i typu AW. Przyłącze rozdzielacza Divicon następuje wyłącznie według wersji instalacji 5. Inne pompy obiegowe patrz cennik Vitotec, rejestr 4.4. Rozdzielacz kompaktowy dla instalacji jednosystemowych/ monoenergetycznych z podgrzewem wody użytkowej i tylko w połączeniu z kotłem Vitocell 050, typ SVP i SVW. Zakres dostawy: & Pompa obiegu grzewczego (Grundfos UPS 25 60) & 3 drogowy zawór przełączny & Zawór zwrotny klapowy & Zawór bezpieczeństwa & Zawór upustowy & 4 zawory kulowe & Manometr & Przyłącze naczynia wzbiorczego & Uchwyt ścienny (odległość od ściany 340 mm) & Izolacja cieplna Rozdzielacz Divicon ułatwia montaż instalacji pomp ciepła. Wszystkie potrzebne elementy zawarte są w jednym podzespole. Funkcja W trybie grzewczym przez rozdzielacz Divicon można dokonać szeregowego przyłączenia podgrzewacza buforowego wody grzewczej do powrotu instalacji. Jeżeli podczas eksploatacji pomp ciepła obiegi grzewcze nie wykazują dalszego zapotrzebowania na ciepło (zawory termostatyczne/rozdzielacze instalacji ogrzewania podłogowego zamykają się), zawór upustowy otwiera się, a powrót do instalacji następuje przez podgrzewacz buforowy wody grzewczej. Ilość wody w podgrzewaczu buforowym wody grzewczej wystarcza do zapewnienia minimalnego czasu pracy pompy ciepła oraz uniknięcia eksploatacji przerywanej. Przy podgrzewie wody użytkowej podgrzewacz buforowy wody grzewczej zostaje odsprzężony hydraulicznie przez zawór 3 drogowy. Ogólne wskazówki instalacyjne i montażowe Rozdzielacz Divicon mocowany jest na ścianie. Pompa ciepła może zostać bezpośrednio połączona za pomocą elastycznych węży przyłączeniowych. Przyłącze na tylnej ściance pozwala ustawić pojemnościowy podgrzewacz wody po prawej lub lewej stronie obok pompy ciepła. 10 VIESMANN VITOCAL 300/350
Informacje o wyrobie (ciąg dalszy) 2 Rysunek bez izolacji cieplnej A Obieg grzewczy G 1 (zasilanie) B Obieg grzewczy G 1 (powrót) C Zawór upustowy D Silnik nastawczy z zaworem przełącznym E Pojemnościowy podgrzewacz wody DN 20 (zasilanie) F Podgrzewacz buforowy wody grzewczej G 1 (zasilanie) G Podgrzewacz buforowy wody grzewczej G 1 (powrót) H Przyłącze naczynia wzbiorczego DN 20 K Pojemnościowy podgrzewacz wody G 1 (powrót) L Pompa ciepła G1(powrót) M Pompa ciepła G 1 (zasilanie) N Manometr O Zawór bezpieczeństwa P Pompa obiegu grzewczego R Wspornik ścienny Charakterystyka zamontowanej pompy obiegowej VITOCAL 300/350 VIESMANN 11
Informacje o wyrobie (ciąg dalszy) 2.3 Pakiety wyposażenia dodatkowego obiegu solanki dla pomp grzewczych Pakiet wyposażenia dodatkowego obiegu solanki dla pomp ciepła typu BW i BWH (do 32,6 kw) 2 Wskazówka Niżej wymienione pakiety wyposażenia dodatkowego obiegu solanki z zamontowanym separatorem powietrza nie są przystosowane do stosowania z solanką na bazie węglanu potasu. Jeżeli taka solanka będzie stosowana, separator powietrza należy wymienić na naczynie powietrzne (w zakresie obowiązków inwestora). Oferowany przez nas czynnik grzewczy Tyfocor na bazie glikolu etylenowego (nr katalog. 9532 655 lub 9542 602) można stosować bez konieczności modyfikacji pakietów wyposażenia dodatkowego obiegu solanki. Ogólne wskazówki instalacyjne i montażowe & Aby zapewnić prawidłowe działanie separatora powietrza, pakiet wyposażenia dodatkowego obiegu solanki należy zamontować poziomo. & Króciec wydmuchu powietrza powinien znajdować się powyżej pakietu wyposażenia dodatkowego obiegu solanki. & Sprawdzić pompę obiegową zgodnie z charakterystyką na stronie 27 pod kątem wystarczającej szczątkowej wysokości tłoczenia. Pompę obiegową zamontować tak, aby wlot na przewody był skierowany w dół lub w bok, w razie potrzeby obrócić głowicę pompy. & Założenie szczelnej dyfuzyjnie izolacji cieplnej leży w gestii inwestora. & Jeżeli czujnik ciśnienia solanki nie zostanie przyłączony, pakiet wyposażenia dodatkowego obiegu solanki może zostać zainstalowany również w znajdującym się na zewnątrz szybie (zabezpieczonym przed wodą). A Obieg solanki G 1¼ (zasilanie do pompy ciepła) B Zawór do napełniania i spustu C Zawór bezpieczeństwa (3 bar) D Zawór kulowy E Pompa pierwotna F Separator powietrza G Ogranicznik ciśnienia H Obieg solanki G 1¼ (zasilanie do pakietu wyposażenia dodatkowego obiegu solanki) K Obieg solanki G 1¼ (powrót z pompy ciepła) L Przyłącze naczynia wzbiorczego M Obieg solanki G 1¼ (powrót z pakietu wyposażenia dodatkowego obiegu solanki) N Manometr O Zmontowane Bez ilustracji: Przeponowe naczynie wzbiorcze (pojemność 25, 30 lub 50 l) 12 VIESMANN VITOCAL 300/350
Informacje o wyrobie (ciąg dalszy) Pakiet wyposażenia dodatkowego obiegu solanki dla pomp ciepła typubwc Ogólne wskazówki instalacyjne i montażowe & Aby zapewnić prawidłowe działanie separatora powietrza, pakiet wyposażenia dodatkowego obiegu solanki należy zamontować poziomo. & Króciec wydmuchu powietrza powinien znajdować się powyżej pakietu wyposażenia dodatkowego obiegu solanki. & Założenie szczelnej dyfuzyjnie izolacji cieplnej leży w gestii inwestora. 2 Rysunek bez izolacji cieplnej A Obieg solanki G 1¼ (zasilanie do pompy ciepła) B Zawór do napełniania i spustu C Zawór bezpieczeństwa (3 bar) D Zawór kulowy E Obieg solanki G 1¼ (zasilanie ze źródła ciepła) F Separator powietrza G Obieg solanki G 1¼ (powrót do źródła ciepła) H Manometr K Obieg solanki G 1¼ (powrót z pompy ciepła) L Zmontowane M Przyłącze naczynia wzbiorczego 2.4 Rozdzielacz solanki Kolektor gruntowy Rozdzielacz solanki do kolektorów gruntowych pompy ciepła solanka/woda, w którego skład wchodzą: & Rozdzielacz mosiężny z rurami zbiorczymi 2 G 1¼ (zasilanie i powrót) & Przyłącza zasilania i powrotu dla 10 obiegów solarnych przez pierścieniowe złączki zaciskowe dla PE 20 2,0 mm, możliwe do montowania pojedynczo i z możliwością odcinania za pomocą zaworów kulowych. & 2 odpowietrzniki automatyczne & 2 zawory do napełniania i spustu Rozdzielacze zamontowano wstępnie na dwóch dźwiękochłonnych wspornikach; możliwość montażu ściennego, w studzience piwnicznej lub zbiorczej. VITOCAL 300/350 VIESMANN 13
Informacje o wyrobie (ciąg dalszy) 2 A Rura zbiorcza G 1¼ (zasilanie) B Rura zbiorcza G 1¼ (powrót) C Pierścieniowe złączki zaciskowe dla rur PE 20 2,0 mm D Zawór kulowy do napełniania i opróżniania E Zawory kulowe do odcinania poszczególnych obiegów F Wspornik dźwiękochłonny Możliwe warianty przyłączenia RL Powrót solanki VL Zasilanie solanki A Nakrętka kołpakowa G 2 do przyłączania zaworu kulowego, pierścieniowej złączki zaciskowej lub kolejnego modułu B Zawór kulowy do napełniania i opróżniania Sonda gruntowa/kolektor gruntowy Rozdzielacz solanki do sond gruntowych pompy ciepła solanka/ woda, w którego skład wchodzą: & Rozdzielacz mosiężny z rurami zbiorczymi 2 1½" (zasilanie i powrót) & Przyłącza zasilania i powrotu dla 4 obiegów solanki z pierścieniowymi złączkami zaciskowymi dla rur PE 32 2,9 mm lub PE 25 2,3 mm z możliwością pojedynczego montażu i odcinania za pomocą zaworów kulowych & 2 zawory do napełniania i spustu Rozdzielacz solanki może być montowany za pomocą montażowego wyposażenia dodatkowego (zakres dostawy) na ścianie, w studzience piwnicznej lub zbiorczej. 14 VIESMANN VITOCAL 300/350
Informacje o wyrobie (ciąg dalszy) C Rura zbiorcza G 1½ D Pierścieniowe złączki zaciskowe dla rur PE 32 2,9 mm lub PE 25 2,3 mm E Zaślepka 2 z korkiem G ½ F Zawory kulowe do odcinania poszczególnych obiegów A Nakrętka kołpakowa G 2 do przyłączania zaworu kulowego, pierścieniowej złączki zaciskowej lub kolejnego modułu B Zawór kulowy do napełniania i opróżniania 3 Możliwe warianty przyłączenia RL Powrót solanki VL Zasilanie solanki RL Powrót solanki VL Zasilanie solanki Wskazówki projektowe 3.1 Ustawienie i powstawanie hałasu Wymogi dotyczące miejsca montażu Kotłownia powinna być zabezpieczona przed zamarzaniem oraz posiadać dobrą wentylację. W celu uniknięcia rezonansu akustycznego pompa ciepła nie powinna być montowana na stropach drewnianych na poddaszach. Zastosowane izolacje dźwiękochłonne Typ BW, BWH, WW i WWH W celu zaizolowania dźwiękochłonnego pompa ciepła wyposażona jest w dźwiękoizolacyjne stopy regulacyjne. Typ AW W celu zaizolowania dźwiękochłonnego należy ustawić pompę ciepła na dostarczonych razem z nią dźwiękochłonnych podkładkach. Przestrzeń kanał powietrzny mur należy odpowiednio wypełnić materiałem do izolacji dźwięków materiałowych. VITOCAL 300/350 VIESMANN 15
Wskazówki projektowe (ciąg dalszy) Wytyczne dla poziomu ciśnienia akustycznego, norma wg Instrukcji technicznej dot. ochrony przed hałasem (poza budynkiem) Obszar/obiekt Wytyczna imisji (poziom ciśnienia akustycznego) w db(a) dzień noc Obszary z obiektami przemysłowymi i budynki mieszkalne, w których nie przeważają 60 45 ani instalacje przemysłowe ani mieszkania Obszary, w których przeważają budynki mieszkalne 55 40 Obszary, w których znajdują się wyłącznie budynki mieszkalne 50 35 Budynki mieszkalne połączone konstrukcyjnie z instalacją pompy ciepła 40 30 3.2Zasilanieprądowe i taryfy Według obowiązujących w poszczególnych krajach związkowych Niemiec taryf prądowych zapotrzebowanie na elektryczność do eksploatacji pomp ciepła jest traktowane jak zapotrzebowanie gospodarstwa domowego. W przypadku pomp ciepła przeznaczonych do ogrzewania budynku należy uzyskać zezwolenie zakładu energetycznego (ZE). Lokalny zakład energetyczny powinien udzielić informacji na temat warunków przyłączeniowych danego urządzenia. Szczególnie ważne jest, czy w danym obszarze zaopatrzenia istnieje możliwość jednosystemowej i/lub monoenergetycznej eksploatacji przy użyciu pompy ciepła. Również informacje dotyczące cen podstawowych i roboczych, możliwości korzystania z tańszego prądu nocą oraz ewentualnych czasów blokady dopływu prądu są ważne na etapie projektowania. Pytania w tym zakresie prosimy kierować do stosownego zakładu energetycznego. 4 Rejestracja W celu oceny oddziaływania wywieranego przez eksploatację pompy ciepła nasieć zasilającą zakładu energetycznego konieczne są następujące dane: & Adres użytkownika & Miejsce montażu pompy ciepła & Rodzaj zapotrzebowania wg taryf ogólnych (gospodarstwo domowe, gospodarstwo rolne, zapotrzebowanie komercyjne, związane z wykonywaniem zawodu i inne) & Planowany sposób eksploatacji pompy ciepła & Producent pompy ciepła & Typ pompy ciepła* 1 & Elektryczna moc przyłączeniowa w kw* 1 & Maks. prąd rozruchowy w amperach* 1 & Maks. obciążenie grzewcze budynku w kw Wymogi stawiane instalacji elektrycznej pomp ciepła & Należy przestrzegać technicznych warunków przyłączeniowych (TWP) właściwego zakładu energetycznego. & Informacji dotyczących koniecznych urządzeń pomiarowych i sterujących udziela lokalny zakład energetyczny. & Należy uwzględnić oddzielny licznik prądu dla pompy ciepła. Pompy ciepła Viessmann zasilane są prądem o napięciu 400 V~ dla pompy ciepła i 230 V~ dla obwodu prądu sterującego. Bezpiecznik (6,3 A) dla obwodu prądu sterującego wbudowany jest w szafce sterowniczej. Dobór 4.1 Wymiarowanie pomp ciepła Wskazówka Dokładne zwymiarowanie instalacji z pompą ciepła jest szczególnie ważne w przypadku instalacji eksploatowanych jednosystemowo, ponieważ wybór zbyt dużych urządzeń powoduje często niewspółmierny wzrost kosztów. Z tego względu należy unikać przewymiarowania! Najpierw należy określić znormalizowane obciążenie grzewcze budynku Φ HL. Na potrzeby wstępnej rozmowy z klientem i sporządzenia oferty wystarcza z reguły przybliżone ustalenie zapotrzebowania na ciepło. Przed złożeniem zamówienia należy, podobnie jak przy wszystkich systemach grzewczych, ustalić znormalizowane obciążenie grzewcze wg normy DIN EN 12831 iwybrać odpowiednią pompę ciepła. *1 Patrz arkusz danych. 16 VIESMANN VITOCAL 300/350
Dobór (ciąg dalszy) Eksploatacja jednosystemowa Przy jednosystemowym sposobie eksploatacji instalacja pomp ciepła jako jedyny system wytwarzający ciepło musi pokryć całość zapotrzebowania budynku na ciepło wg normy DIN 4701/ EN 12831. W celu stwierdzenia koniecznej mocy grzewczej należy ewentualnie uwzględnić dodatki dla okresów blokady dopływu prądu zakładów energetycznych. Dopływ prądu może zostać przerwany maksymalnie 3 2 godziny w ciągu 24 godzin (Niemcy). W przypadku klientów posiadających specjalną umowę zzakładem energetycznym należy ewentualnie uwzględnić zawarte w niej regulacje. Ze względu na bezwładność budynku przy ustalaniu dodatku mocy nie uwzględnia się 2 godzin czasu blokady. Pomiędzy dwoma przerwami czas dostawy prądu powinien być co najmniej tak samo długi jak poprzedzająca go przerwa. Przybliżone ustalenie obciążenie grzewczego na podstawie ogrzewanej powierzchni Ogrzewaną powierzchnię (w m 2 ) należy pomnożyć przez następujące specyficzne zapotrzebowanie mocy: Budynek pasywny 10 W/m 2 Budynek niskoenergetyczny 40 W/m 2 Nowe budownictwo (dobra izolacja cieplna) 50 W/m 2 Dom (normalna izolacja cieplna) 80 W/m 2 Starszy dom (bez szczególnej izolacji cieplnej) 120 W/m 2 Przykład: W nowym budownictwie z dobrą izolacją cieplną i ogrzewaną powierzchnią równą 180 m 2 obliczone przybliżone obciążenie grzewcze wynosi 9 kw. Teoretyczne obliczenia przy przerwach w dostawie prądu 3 2 godziny Obliczone obciążenie grzewcze 9 kw. Maksymalna przerwa w dostawie prądu 3 2 godziny przy minimalnej temperaturze zewnętrznej wg normy DIN EN 12831. Przy 24 godzinach dzienna ilość ciepła wynosi: 9kW 24h=216kWh Do pokrycia maks. dziennej ilości ciepła dostępne jest tylko 18 h/ dzień ze względu na przerwy w dostawie prądu 3 2 godziny. Ze względu na bezwładność budynku nie uwzględnia się 2 godzin. 216 kwh/(18 + 2)h = 10,8 kw Z obliczeń wynika, że pompa ciepła o mocy grzewczej 10,8 kw pokrywa potrzeby budynku. Sprawność pompy ciepła należałoby więc przy maksymalnej przerwie w dostawie prądu 3 2 godziny na dzień podwyższyć o 20%. Przerwy w dostawie prądu następują często tylko w razie konieczności. Prosimy zasięgnąć informacji dotyczących blokad dostawy prądu w lokalnym zakładzie energetycznym. Dodatek do podgrzewu wody użytkowej Dla zwykłego budynku mieszkalnego przyjmuje się maksymalne zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową wynoszące ok. 50 litrów na osobę dziennie przy temperaturze ok. 45 C. Odpowiada to dodatkowemu obciążeniu grzewczemu około 0,25 kw na osobę przy 8 h czasu podgrzewu. Dodatek ten uwzględnia się tylko wówczas, gdy suma dodatkowego obciążenia grzewczego wynosi więcej niż 20% obciążenia grzewczego wyliczonego na podstawie normy DIN EN 12831. 4 Zapotrzebowanie na c.w.u. przy temperaturze c.w.u. 45 C Użytkowe ciepło właściwe w Zalecany dodatek grzewczy do podgrzewu wody użytkowej l/dzień na osobę Wh/dzień na osobę kw/osobę* 1 Niskie zapotrzebowanie 15 30 600 1200 0,08 0,15 Normalne zapotrzebowanie* 2 30 60 1200 2400 0,15 0,30 lub Mieszkanie piętrowe (rozliczeniewgzużycia) Mieszkanie piętrowe (rozliczenie ryczałtowe) Dom jednorodzinny* 2 (średnie zapotrzebowanie) Przy temperaturze odniesienia 45 C Użytkowe ciepło właściwe Zalecany dodatek grzewczy do podgrzewu wody użytkowej* 1 Wh/dzień na osobę kw/osobę 30 ok. 1200 ok. 0,15 45 ok. 1800 ok. 0,225 50 ok. 2000 ok. 0,25 Eksploatacja monoenergetyczna Instalacja pompy ciepła uzupełniana jest w eksploatacji grzewczej napędzaną prądem wytwornicą ciepła (np. przepływowy podgrzewacz wody grzewczej). Przyłączenie może nastąpić przez regulator w zależności od temperatury zewnętrznej (temperatura dwuwartościowa) i obciążenia grzewczego. Maks. temperatura na zasilaniu wynosi dla typu AW, BW/BWC i WW/WWC 55 C, a dla typu BWH i WWH 65 C. Przy typowych konfiguracjach instalacji moc grzewcza pompy ciepła jest zaprojektowana na ok. 70 do 85% maksymalnej wymaganej mocy grzewczej budynku, zgodnie z normą DIN EN 12831. Udział instalacji pompy ciepła w rocznej eksploatacji grzewczej wynosi ok. 92 do 98%. Ze względu na niższe koszty inwestycyjne całej instalacji pompy ciepła monoenergetyczny sposób eksploatacji, szczególnie w nowych budynkach, może okazać się bardziej ekonomiczny niż jednosystemowo eksploatowana instalacja z pompą ciepła. Przy eksploatacji monoenergetycznej źródło ciepła (grunt, woda, powietrze) ze względu na dłuższe (w porównaniu z eksploatacją dwusystemową alternatywną) okresy pracy musi zostać dopasowane do całkowitego zapotrzebowania budynku na moc. W przypadku instalacji z sondami gruntowymi nie należy przekraczać wartości orientacyjnej rocznej pracy odbiorczej 100 kwh/m a. *1 Dla czasu podgrzewu pojemnościowego podgrzewacza wody 8 h. *2 Jeżeli rzeczywiste zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową przekracza podane wartości, należy wybrać większy dodatek mocy. VITOCAL 300/350 VIESMANN 17
Dobór (ciąg dalszy) Eksploatacja dwusystemowa równoległa Instalacja pompy ciepła uzupełniana jest w eksploatacji grzewczej dodatkową wytwornicą ciepła (kocioł olejowo gazowy). Przyłączenie może nastąpić przez regulator w zależności od temperatury zewnętrznej (temperatura dwuwartościowa) i koniecznego obciążenia grzewczego. Maks. temperatura na zasilaniu wynosi dla typu AW, BW/BWC i WW/WWC 55 C, a dla typu BWH i WWH 65 C. Przy typowych konfiguracjach instalacji moc grzewcza pompy ciepła jest zaprojektowana na ok. 50 do 70% maksymalnej wymaganej mocy grzewczej budynku, zgodnie z normą DIN EN 12831. Udział instalacji pompy ciepła w rocznej eksploatacji grzewczej wynosi ok. 75 do 92%. Ze względu na niższe koszty inwestycyjne całej instalacji dwusystemowy sposób eksploatacji nadaje się w szczególności do istniejących instalacji kotła grzewczego w wyremontowanym budynku. Przy eksploatacji dwusystemowej równoległej źródło ciepła (grunt, woda, powietrze) ze względu na dłuższe (w porównaniu z eksploatacją dwusystemową alternatywną) okresy pracy musi zostać dopasowane do całkowitego zapotrzebowania budynku na moc. 4 Eksploatacja dwusystemowa alternatywna A Eksploatacja dwusystemowa równoległa B Eksploatacja dwusystemowa alternatywna Instalacja pompy ciepła w trybie grzewczym do określonej temperatury zewnętrznej (temperatura dwuwartościowa), która w zależności od krzywej grzewczej odpowiada określonej temperaturze na zasilaniu instalacji (maks. 50 C), całkowicie przejmuje zadanie ogrzewania. Poniżej temperatury dwuwartościowej pompa ciepła wyłącza się ikocioł olejowo gazowy przejmuje funkcję ogrzewania budynku. Wyłączenie pompy ciepła lubwłączenie kotła grzewczego przeprowadza regulator. Eksploatacja dwusystemowa alternatywna umożliwia również maks. temperatury systemowe powyżej 50 C. Dzięki temu taki rodzaj eksploatacji nadaje się w szczególności do budynków z konwencjonalnym systemem rozdziału i oddawania ciepła (kaloryfery). Ponieważ pompy ciepła powietrze/woda wykazują w niskich temperaturach zewnętrznych niewielki stopień wydajności, zalecamy w tym przypadku eksploatację dwusystemową alternatywną. Wykres pokazuje przykładowo udział stopnia pokrycia zapotrzebowania przez pompę ciepła w procentach w rocznej eksploatacji grzewczej (tylko ogrzewanie) standardowego budynku mieszkalnego w zależności od wybranej mocy grzewczej pompy ciepła i wybranego rodzaju eksploatacji, dwusystemowego równoległego lub dwusystemowego alternatywnego. 4.2 Projektowanie źródeł ciepła dlapompciepła solanka/woda Kolektor gruntowy Przepływ ciepła z gruntu Ciepło pobierane jest przez kolektory płaskie lub sondy gruntowe. Następnie przekazywane jest ono do obiegu pośredniego (obieg solanki), który przekazuje je z kolei czynnikowi roboczemu pompy ciepła. Pod pojęciem gruntu jako źródła ciepła rozumie się jego górną warstwę ogłębokości 1,2 do 1,5 m. Pozyskiwanie ciepła następuje za pośrednictwem wymiennika ciepła, umieszczanego na niezabudowanej powierzchni w pobliżu ogrzewanego budynku. Ciepło przenikające z głębszych warstw ku górze ma wartość jedynie od 0,063 do 0,1 W/m 2,niejestwięc uwzględniane jako źródło ciepła dla górnych warstw. Możliwadowykorzystaniailość ciepła, a przez to i wielkość wymaganej powierzchni zależy ściśle od własności termofizycznych gruntu oraz od energii napromieniowania, tzn. od uwarunkowań klimatycznych. Własności termiczne, takie jak objętościowa pojemność cieplna oraz przewodność cieplna, zależą ściśle od składu oraz właściwości gruntu. Za wielkości miarodajne uważa się tutaj przede wszystkim zawartość wody oraz substancji mineralnych, takich jak kwarc lub skaleń, oraz objętość iwielkość porów powietrznych. Upraszczając można powiedzieć, że zdolność magazynowania ciepła oraz przewodność cieplna są tym większe, im większe jest nasycenie gleby wodą i zawartość substancji mineralnych oraz im mniejsza zawartość porów powietrznych. Właściwa wydajność poboru dla gruntu mieści się w przedziale ok. 10 i 35 W/m 2. Sucha gleba piaszczysta q E =10 15 W/m 2 Wilgotna gleba piaszczysta q E =15 20 W/m 2 Sucha gleba gliniasta q E =20 25 W/m 2 Wilgotna gleba gliniasta q E =25 30 W/m 2 Gleba prowadząca wody gruntowe q E =30 35 W/m 2 18 VIESMANN VITOCAL 300/350
Dobór (ciąg dalszy) Powyższe dane umożliwiają ustalenie niezbędnej powierzchni gruntu, w zależności od obciążenia grzewczego budynku oraz właściwości gleby. Wymaganą powierzchnię gruntu oblicza się w zależności od mocy chłodniczej ² K pompy ciepła: różnica pomiędzy mocą grzewczą pompy ciepła (² WP )a mocą pobieraną (P WP ). ² K = ² p.ciepła P p.ciepła Przykład: Pompa ciepła Vitocal 300 (typ BW110) ma przy temperaturze B0/ W35 (B0 = temperatura wlotu solanki 0 C, W35 = temperatura wypływu wody grzewczej 35 C) wydajność chłodniczą ² K =8,4kW. Przy specyficznej wydajności poboru wynoszącej ³ E z25w/m 2 wynika wymagana powierzchnia dla wydajności poboru (F E ) wynosząca F E =(² K /³ E )m 2 F E = 8400/25 = 336 m 2 gruntu Aby pobrać ciepło z takiej powierzchni gruntu, rury z tworzywa sztucznego należy ułożyć w gruncie w kilku pętlach (rura polietylenowa PE, twarda PN 10). Poszczególne pętle rurowe powinny mieć taką samą długość inie mogą wykazywać żadnych niedostępnych przyłączeń ani połączeń. Zazwykłą długość obiegu rurowego przyjęto 100 m. Wtymprzykładzie przy zastosowaniu PE 32 2,9 uzyskujemy dla 336 m 2 gruntu 1,5 m rury/m 2 = 504 m rury, co odpowiada 5 obiegom rurowym na każde 100 m długości (patrz strona 20). Rozdzielacz i kolektor należy zamontować tak, aby były one dostępne dla ewentualnych późniejszych kontroli, np. w osobnej studzience rozdzielacza poza domem lub w szybie piwnicznym przy domu. Każdy obieg rurowy powinien na zasilaniu i powrocie posiadać możliwość oddzielnego odcięcia w celach napełniania i odpowietrzania kolektora. 4 Przykład z jedną studzienką zbiorczą A Właz 600 mm B Kręgi betonowe C Zasilanie solanki D Powrót solanki Wszystkie ułożone rury, kształtki itp. powinny być wykonane z materiałów odpornych na korozję. Przez przewody zasilania i powrotu przepływa zimna solanka (temperatura solanki < temperatura piwnicy). Z tego względu, aby uniknąć tworzenia się rosy i zniszczeń powodowanych przez wilgoć, należy wszystkie przewody w domu i przepusty przez mur (również w obrębie budynku) zaizolować termicznie w sposób szczelny parowo dyfuzyjnie. W celu odprowadzenia kondensatu można zastosować alternatywnie rynnę kanalizacyjną. Do napełniania instalacji używa się gotowej mieszanki solankowej. E Rozdzielacz solanki F Rury kolektora G Żwir H Drenaż Przewód należy położyć z lekkim spadkiem w kierunku zewnętrznej ściany budynku, tak aby również w przypadku silnych opadów deszczu istniało zabezpieczenie przed wnikaniem wody. Wykonany na zewnątrz drenaż zapewnia dobre odprowadzenie wody deszczowej. Jeżeli wymagane są specjalne zabezpieczenia budowlane przed przesiąkaniem wody, należy zastosować odpowiednie atestowane przepusty ścienne (np. firmy Doyma). VITOCAL 300/350 VIESMANN 19
Dobór (ciąg dalszy) Przykład otworu na przewody A Pompa ciepła Vitocal 300/350, typ BW/BWH B Budynek C Czujnik ciśnienia solanki (opcjonalnie) D Pompa pierwotna E Fundament F Drenaż G Uszczelnienie H Rura okładzinowa K Żwir okrągły L Rury PE 32 2,9 M Ciepło gruntowe 4 Tabela projektowania Za podstawę projektowania służy wydajność chłodnicza w punkcie pracy B0/W35. Wymagana powierzchnia gruntu F E wynika z F E = ² K /³ E Wymagana liczba obiegów rurowych o dł. 100 m każdy w zależności od F E i rozmiaru rury Rozmiar rur PE 20 x 2,0 PE 25 x 2,3 PE 32 x 2,9 Obliczanie liczby obiegów rurowych F E 3/100 F E 2/100 F E 1,5/100 Wymagane wiązki rur i rozdzielacze solanki dla pompy ciepła solanka/woda, przy średniej wydajności poboru ³ E =25W/m 2 Typ pompy ciepła Wydajność Wymag. PE 20 2,0 PE 25 2,3 PE 32 2,9 chłodnicza ² K pow. gruntu Wymagane wiązki rur PE Liczba rozdzielaczy solanki Wymagane wiązki rur PE Liczba rozdzielaczy solanki Wymagane wiązki rur PE Liczba rozdzielaczy solanki kw m 2 po 100 m długości Nr katalog. 7143 762 po 100 m długości Nr katalog. 7182 043 po 100 m długości Nr katalog. 7143 763 BW/BWC106 5,0 200 6 1 4 1 4 1 BW/BWC108 6,5 260 8 1 6 2 4 1 BW/BWH/BWC110 8,4 336 10 1 7 2 5 2 BW113 11,0 440 13 2 9 3 7 2 BWH113 12,4 508 15 2 10 3 8 2 BW116 12,7 508 15 2 10 3 8 2 BW212 10,0 400 12 2 8 2 6 2 BW216 13,0 520 16 2 11 3 8 2 BW220 16,8 672 20 2 13 4 10 3 BW226 22,0 880 26 3 18 5 14 4 BW232 25,4 1016 30 3 20 5 16 4 WW240* 1 30,4 1250 19 5* 2 WW254* 1 42,7 1700 26 7* 2 WW268* 1 52,6 2100 32 8* 2 WW280* 1 62,3 2500 38 10* 2 Kolektor można precyzyjnie zaprojektować tylko przy uwzględnieniu właściwości gleby w miejscu jego wykonania. Założono następujące odstępy układania rur: & dla rury PE 20 2,0: ok. 0,33 m (3 mb rury/m 2 ) & dla rury PE 25 2,3: ok. 0,50 m (2 mb rury/m 2 ) & dla rury PE 32 2,9: ok. 0,70 m (1,5 mb rury/m 2 ) Długość obiegów rurowych wynosi wówczas 100 m. *1 Zastosowanie jako pompa ciepła solanka/woda. *2 Ponieważ maks. można połączyć ze sobą 4 rozdzielacze solanki, trzeba stworzyć kilka powierzchni kolektora. Projekt i wykonanie należy zlecić firmie specjalistycznej (np. biuro projektowe). 20 VIESMANN VITOCAL 300/350
Dobór (ciąg dalszy) Przykład: Wykresy mocy, patrz dane techniczne pompy ciepła. Obciążenie grzewcze budynku (obciążenie grzewcze 4,8 kw netto): Dodatek do podgrzewu wody użytkowej dla 0,75 kw (zgodnie ze stroną 17: 0,75 kw < 20% obciążenia grzewczego gospodarstwa 3 osobowego: budynku) Przerwy w dostawie prądu: 3 2 h/d (uwzględniane są wyłącznie 4 h, patrz strona 17) Całkowite obciążenie grzewcze budynku: 5,76 kw Temperatura systemu (przy min. temp. zewn. 14 C): 45/40 C Punkt pracy pompy ciepła: B0/W35 Wybrana pompa ciepła: Pompa ciepła solanka/woda, typ BW106 o mocy grzewczej 6,4 kw (włącznie z dodatkiem na przerwy w dostawie prądu, bez podgrzewu wody użytkowej), wydajność chłodnicza ² K =5,0kW. Projektowanie kolektora gruntowego Średnia wydajność poboru ³ E =25W/m 2 ² K =5kW F E = ² K /³ E = 5000 W/25 W/m 2 = 200 m 2 Ilość X wymaganych obiegów rurowych (rura PE 20 2,0) na każde 100 m długości wynika z X=F E 3/100 = 200 m 2 3m/m 2 /100 m = 6 obiegów rurowych Wybrano: 6 obiegów rurowych po 100 m długości (Ø 20 mm 2,0 mm z 0,201 l/m zgodnie z tabelą na stronie 26) Wymagana ilość czynnika grzewczego Odpowiednio do liczby obiegów rurowych należy uwzględnić rozdzielacz. Przewód doprowadzający powinien mieć większą średnicę niż obiegi rurowe, zalecamy rurę PE 32 do PE 63. Przewód doprowadzający:10m(2 5m)zrurą PE 32 3,0 (2,9) m = Ilość obiegów rurowych 100 m pojemność przewodów rurowych + długość przewodu doprowadzającego pojemność przewodów rurowych = 6 100 m 0,201 l/m + 10 m 0,531 l/m = 120,6 l + 5,31 l = 125,91 l wybrano 130 l (wraz z ilością solanki pompy ciepła) 4 Strata ciśnienia kolektora gruntowego Czynnik grzewczy: Tyfocor Natężenie przepływu pompy ciepła: 1600 l/h (patrz dane techniczne pompy ciepła) Natężenie przepływu na obieg rurowy = (1600 l/h)/(6 obiegów po 100 m) = 267 l/h na obieg rurowy Δp = Wartość R długość rury Wartość R dla rury PE 20 2,0 przy 267 l/h 208 Pa/m (wg tabeli na stronie 24) Wartość R dla rury PE 32 3,0 (2,9) przy 1600 l/h 520,61 Pa/m (wg tabeli na stronie 25) Δp obieg rurowy = 208 Pa/m 100 m = 20800 Pa Δp przewód doprow. = 520,61 Pa/m 10 m = 5206,1 Pa Δp pompa ciepła (wartość patrz dane techniczne pompy ciepła) = 9000,00 Pa Δp =Δp obieg rurowy + Δp przewód dopr. + Δp pompa ciepła = 20800 Pa + 5206,1 Pa + 9000,00 Pa = 35006 Pa 350,06 mbar 3,5 mws Charakterystyki pomp obiegu solanki (z pakietu wyposażenia dodatkowego obiegu solanki) patrz strona 27. Sonda gruntowa Podwójna sonda rurowa w kształcie litery U W przypadku mniejszych działek budowlanych i przy modernizacji istniejących budynków sondy gruntowe stanowią alternatywę dla kolektorów gruntowych. Poniżej omówiono podwójną sondę rurową wkształcie litery U. Inny wariant to dwa podwójne wymienniki rurowe w kształcie U z tworzywa sztucznego w jednym otworze wiertniczym. Wszystkie puste przestrzenie pomiędzy rurami i gruntem należy wypełnić materiałem o dobrej przewodności ciepła (betonit). VITOCAL 300/350 VIESMANN 21
Dobór (ciąg dalszy) 4 RL Powrót solanki VL Zasilanie solanki A Zawiesina betonitowo cementowa B Nasadka ochronna Schłodzona, zabezpieczona przed zamarznięciem mieszanka (solanka) płynie do najniżej położonego punktu i z powrotem do parownika pompy ciepła. Jednocześnie pobiera ona ciepło. Z doświadczenia wiadomo, że właściwy przepływ ciepła ulega silnym wahaniom i zawiera się w przedziale od 20 do 100 W/m długości sondy. Wychodząc odśredniej wartości 50 W/m, oznacza to np. dla wydajności chłodniczej 6,5 kw sondę odługości 130 m lub dwie sondy o długości 65 m. Odległość pomiędzy dwoma sondami gruntowymi powinna wynosić: Tabela projektowania Podstawa projektowa: Wydajność chłodnicza w punkcie pracy B0/W35. Dokładnie zaprojektować sondy może tylko wykonująca je firma wiertnicza, na miejscu, z uwzględnieniem właściwości gleby i warstw wodonośnych. & do 50 m głębokości min. 5 m & do 100 m głębokości min. 6 m Jeżeli planowane jest wykonanie tego typu instalacji, należy we właściwym czasie poinformować regionalny Urząd Gospodarki Wodnej. Sondy wykorzystujące ciepło gruntowe zależnie od typu osadzane są w gruncie przy użyciu urządzeń wiertniczych lub wbijających. Instalacje te wymagają zezwolenia w zakresie prawa wodnego. Dalszych informacji udzielają producenci sond gruntowych. Adresy firm wykonujących odwierty można uzyskać za pośrednictwem firmy Viessmann lub regionalnych zakładów energetycznych. Możliwe specyficzne wydajności poboru sond ciepła gruntowego (podwójne rurowe sondy w kształcie litery U) (wg niem. normy VDI 4640, arkusz 2) Podłoże Specyficzna wydajność poboru Podstawowe wartości orientacyjne Niedogodne podłoże (suche warstwy osadowe) (λ < 1,5 W/(m K)) 20 W/m Normalne podłoże twardelitei warstwy osadowe nasycone wodą (λ <1,5 3,0 W/(m K)) 50 W/m Skała lita o wysokiej przewodności cieplnej (λ > 3,0 W/(m K)) 70 W/m Poszczególne rodzaje podłoża Żwir, piasek, suche < 20 W/m Żwir, piasek, wodonośne 55 65 W/m Glina, ił, wilgotne 30 40 W/m Wapień (masywny) 45 60 W/m Piaskowiec 55 65 W/m Kwaśne skały magmowe (np. granit) 55 70 W/m Zasadowe skały magmowe (np. bazalt) 35 55 W/m Gnejs 60 70 W/m Wskazówka Zmniejszenie liczby nawierceń na korzyść głębokości sondy zwiększa konieczną wydajność pompy oraz straty ciśnienia, który należy pokonać. W przypadku eksploatacji dwusystemowej równoległej lub jednosystemowej należy uwzględnić większe obciążenie źródła ciepła. Efekt ten musi zostać zniwelowany poprzez odpowiednio większe zwymiarowanie źródła ciepła. W przypadku instalacji z sondami gruntowymi nie należy przekraczać wartości orientacyjnej rocznej pracy odbiorczej 100 kwh/m a. Projekt szacunkowy: Wymagane sondy gruntowe i rozdzielacze solanki przy średniej wydajności poboru ³ E = 50 W/m sondy (wg VDI 4640) przy 2000 roboczogodzin Typ pompy ciepła Przepływ objętościowy w obiegu pierwotnym Wydajność chłodnicza ² K Sondy gruntowe dla PE 32 2,9 Liczba rozdzielaczy solanki dla sond gruntowych PE 32 2,9 l/h kw Liczba długość w m Nr katalog. 7143 763 BW/BWC106 1600 5,0 1 100 1 BW/BWC108 2100 6,5 2 65 1 BW/BWH/BWC110 2700 8,4 2 85 1 BW113 3600 11,0 3 75 2 BW116/BWH113 3900 12,7 3 90 2 BW212 3200 10,0 2 100 1 BW216 4200 13,0 3 90 2 BW220 5400 16,8 4 90 2 BW226 7200 22,0 5 88 3 22 VIESMANN VITOCAL 300/350