View
601
Download
3
Embed Size (px)
Citation preview
Rodzaje pomp ciepła powietrze/woda – zalety i wady
Podstawowe rodzaje pomp ciepła typu powietrze/woda
Przegląd korzyści i wad poszczególnych rozwiązań pomp ciepła
Kryteria wyboru rodzaju pompy ciepła typu powietrze/woda
Wydanie 1/2016
30.04.2016
www.eko-blog.pl www.vaillant.pl
2
Wzrost popularności zastosowania
pomp ciepła typu powietrze/woda
Pompy ciepła typu powietrze/woda zajmują
na europejskim rynku pomp ciepła dominującą
pozycję, wyprzedzając pod względem sprzedaży
pompy typu solanka/woda lub woda/woda.
Popularność pomp ciepła typu powietrze/woda
przeznaczonych do ogrzewania budynków (nie
licząc pomp ciepła wody użytkowej) na rynkach
Europy Zachodniej jest wysoka. W krajach
o podobnym klimacie do polskiego jak np. Niemcy,
czy Austria ich udział wynosi około 70%.
W Polsce udział ten jest obecnie niższy (około
40%) ale z roku na rok dynamicznie się zwiększa
(jeszcze 24% w 2010 r. wg danych PORT PC).
Pompy ciepła typu powietrze/woda cechują się
korzystnymi kosztami inwestycyjnymi i niższymi
wymaganiami technicznymi i finansowymi dla
wykonania dolnego źródła ciepła (w zasadzie brak
wymagań w porównaniu do wykonywania sond
pionowych lub kolektora poziomego).
3
Kryteria wyboru rodzaju pompy ciepła
typu powietrze/woda
Wybór rodzaju pompy ciepła powietrze/woda jest uzależniony m.in. od możliwości jej
zabudowy – czy budynek jest wolnostojący, czy jest zlokalizowany w zwartej zabudowie
miejskiej czy też w strefach „cichych”, czy też może jest budynkiem szeregowym, itd.
Pompa ciepła powietrze/woda niezależnie od tego czy jest zabudowana w budynku, czy
na zewnątrz, stanowi źródło emisji dźwięku, które należy wziąć pod uwagę przy ocenie
oddziaływania na budynki sąsiednie. Nowoczesne pompy ciepła cechują się niskimi
poziomami natężenia dźwięki przy pracy, a dodatkowo przemyślana lokalizacja pompy
ciepła, a także naturalne elementy otoczenia (żywopłoty, krzewy, itp.) skutecznie chronią
otoczenie przed rozprzestrzenianiem się uciążliwych dźwięków.
Ważnym kryterium pozostają także możliwości zabudowy pompy ciepła, czy w budynku
jest wystarczająca powierzchnia w piwnicy lub pomieszczeniach gospodarczych, czy też
pozostaje jedynie miejsce do zabudowy urządzeń na zewnątrz budynku.
4
Rodzaje konstrukcji pomp ciepła
typu powietrze/woda
Pompy ciepła typu powietrze/woda mogą być złożone z jednej lub dwóch jednostek
(MONOBLOK lub SPLIT). Pompy ciepła typu MONOBLOK mogą być przeznaczone do
zabudowy wewnątrz lub na zewnątrz budynku. Z kolei jednostki pompy ciepła typu SPLIT
zwykle są połączone przewodami z czynnikiem chłodniczym (ziębniczym), ale mogą być
także połączone przewodami z glikolem (zwyczajowo: solanką).
Typ nr 1
MONOBLOK Typ nr 2
MONOBLOK
Typ nr 3
SPLIT Typ nr 4
SPLIT
5
Typ nr 1: Pompa ciepła do zabudowy
wewnątrz budynku (MONOBLOK)
Wszystkie komponenty pompy ciepła
w budynku (brak czynników atmosferycznych)
Brak widocznych urządzeń na zewnątrz
budynku (estetyka, miejsce zabudowy, itp.)
Brak ryzyka zamarzania urządzeń
Brak potrzeby ingerowania w układ czynnika
chłodniczego pompy ciepła KO
RZ
YŚ
CI
Konieczność budowy dużych kanałów
wentylacyjnych dla doprowadzenia oraz
odprowadzenia powietrza; duże otwory
w ścianach kotłowni
Wszystkie elementy pompy ciepła będące
źródłem emisji hałasu wewnątrz budynku
OG
RA
NIC
ZE
NIA
Woda grzewcza
Czynnik chłodniczy
(np. R410A)
- sprężarka
- parownik
- skraplacz
- zawór rozprężny
6
Typ nr 2: Pompa ciepła do zabudowy
na zewnątrz budynku (MONOBLOK)
Brak potrzeby wygospodarowania miejsca dla
zabudowy pompy ciepła wewnątrz budynku
Eliminacja źródła emisji hałasu z budynku
Brak potrzeby ingerowania w układ czynnika
chłodniczego pompy ciepła
KO
RZ
YŚ
CI
Konieczność zapewnienia ochrony przed
zamarzaniem na odcinku pomiędzy pompą
ciepła, a budynkiem (wyższe ryzyko w razie
przerwy w dostawie energii elektrycznej)
Większa skłonność do oszraniania parownika
narażonego na działanie wilgoci
Konieczność wykonania dobrej izolacji
cieplnej zewnętrznych rur z wodą grzewczą OG
RA
NIC
ZE
NIA
Woda grzewcza
Czynnik chłodniczy
(np. R410A)
- sprężarka
- parownik
- skraplacz
- zawór rozprężny
7
Typ nr 3: Pompa ciepła z dwiema jednostkami
i czynnikiem chłodniczym (SPLIT)
Woda grzewcza
Stosunkowo proste prace instalacyjnej dla
wykwalifikowanego instalatora „chłodnika”
Brak potrzeby stosowania zabiegów dla
ochrony przed zamarzaniem
Oszczędność miejsca zabudowy w budynku,
mała ilość komponentów w jednostce
wewnętrznej
Eliminacja głównego źródła emisji hałasu
(sprężarka, wentylator) z budynku
KO
RZ
YŚ
CI
Zwiększona ilość czynnika chłodniczego
(przepisy, koszty serwisowe)
Zwykle konieczna ingerencja w układ
chłodniczy (uprawnienia chłodnicze!)
Niepożądany wzrost temperatury obiegu
chłodniczego (sprężarka na zewnątrz budynku)
Zwiększone straty cieplne na przewodach
pomiędzy jednostkami pompy ciepła OG
RA
NIC
ZE
NIA
Czynnik chłodniczy
(np. R410A)
- sprężarka
- parownik
- skraplacz
- zawór rozprężny
8
Typ nr 4: Pompa ciepła z dwiema jednostkami
i obiegiem solanki (SPLIT)
Woda grzewcza
Glikol (Solanka)
Zamknięty obieg chłodniczy, brak potrzeby
ingerencji (nie wymagane uprawnienia
chłodnicze, niższe koszty montażu, serwisu)
Brak potrzeby stosowania zabiegów dla
ochrony przed zamarzaniem
Brak strat ciepła pomiędzy jednostkami
Niskie koszty rur dla obiegu glikolu (PE)
Wysoka efektywność COP pompy ciepła
KO
RZ
YŚ
CI
Elektryczne rozmrażanie niewielkich oblodzeń
powietrznego wymiennika ciepła w jednostce
zewnętrznej (nie przez odwracanie obiegu
pompy ciepła)
OG
RA
NIC
ZE
NIA
Czynnik chłodniczy
(np. R410A)
- sprężarka
- wymiennik ciepła
powietrze/glikol
- parownik (glikol/R410A)
- Skraplacz (R410A/woda)
- zawór rozprężny
9
Przegląd korzyści – pompa ciepła typu nr 4
Vaillant
flexoCOMPACT exclusiv
5,3 do 11,2 kW (B0/W35)
lub 6,2 do 11,5 kW (A2/W35)
Vaillant
flexoTHERM exclusiv
5,3 do 19,7 kW (B0/W35)
lub 6,2 do 19,8 kW (A2/W35)
Przykładem pompy ciepła typu SPLIT z obiegiem glikolowym jest typoszereg flexoTHERM
(dla celów CO) oraz flexoCOMPACT (dla celów CO/CWU, z podgrzewaczem 185 litrów).
10
Woda grzewcza
Glikol (Solanka) Czynnik chłodniczy
(np. R410A)
Atutem typu pompy ciepła jako SPLIT z obiegiem
glikolu pomiędzy jednostkami (Typ nr 4) jest możliwość
wyboru dolnego źródła dla tej samej pompy ciepła.
Daje to możliwość zmiany dolnego źródła, jeśli zajdzie
taka potrzeba lub konieczność w przyszłości.
Pompa ciepła typu
powietrze/woda
Pompa ciepła typu
solanka/woda
Typoszereg pomp ciepła Vaillant
flexoCOMPACT/flexoTHERM
Przegląd korzyści – pompa ciepła typu nr 4
– dowolność wyboru dolnego źródła ciepła
11
Przegląd korzyści – pompa ciepła typu nr 4
– dowolność wyboru dolnego źródła ciepła
Pompa ciepła typu SPLIT z obiegiem
glikolowym w podstawowej wersji jest
pompą ciepła typu solanka/woda.
Przy współpracy z wymiennikiem
ciepła powietrze/glikol (aroCOLLECT)
ta sama pompa ciepła staje się pompą
typu powietrze/woda (1). Wymiennik
aroCOLLECT stanowi jednostkę
zewnętrzną pompy ciepła.
Pompę ciepła można również
wyposażyć w moduł woda/woda
(fluoCOLLECT), wówczas pompa
staje się typem woda/woda,
współpracując np. ze studniami wody
gruntowej (2). Moduł fluoCOLLECT
oddziela obieg wody gruntowej od
obiegu glikolowego pompy ciepła (dla
ochrony przed zanieczyszczeniami
z wód gruntowych i zapewnienia
odpowiedniego jej przepływu).
1
2
12
Przegląd korzyści – pompa ciepła typu nr 4
– wykorzystanie zysków ciepła
Woda grzewcza
Glikol (Solanka) Czynnik chłodniczy
(np. R410A)
Pompa ciepła typu SPLIT z obiegiem glikolowym w dolnym źródle ciepła nie wymaga
izolowania przewodów, zyski ciepła z otoczenia podwyższają temperaturę glikolu na wejściu
do parownika (znajdującego się w pompie ciepła).
13
Przegląd korzyści – pompa ciepła typu nr 4
– mała ilość czynnika chłodniczego
Pompa ciepła typu SPLIT z obiegiem glikolowym w dolnym źródle ciepła, mieści
w jednostce wewnętrznej cały obieg chłodniczy, wobec czego ilość czynnika chłodniczego
jest mniejsza niż dla klasycznych pomp ciepła typu SPLIT, gdzie w przewodach łączących
jednostkę zewnętrzną i wewnętrzną krąży czynnik chłodniczy.
Pompy ciepła typoszeregu flexoCOMPACT i flexoTHERM
w zakresie mocy od 5,7 do 10,3 kW (A2/W35), posiadają
średnio 0,27 kg czynnika R410A w przeliczeniu na 1 kW
mocy grzewczej (od 1,5 do 2,5 kg zależnie od mocy).
Dla porównania ciężar czynnika w klasycznej pompie
ciepła typu SPLIT wynosi zwykle od 0,35 do 0,50 kg/kW.
Ta ilość czynnika może ulec zwiększeniu przy dłuższych
przewodach pomiędzy jednostką zewnętrzną i wewnętrzną.
~0,27 kg/kW
Wszystkie urządzenia chłodnicze
o ilości czynnika większej niż 3 kg
podlegają od 01.2016 obowiązkowi
rejestracji zgodnie z tzw. ustawą f-gazową (Karta Urządzenia w Centralnym Rejestrze Operatorów)
!
14
Przegląd korzyści – pompa ciepła typu nr 4
– uproszczone prace montażowe i serwisowe
Pompa ciepła typu SPLIT z obiegiem glikolowym w dolnym
źródle ciepła, mieści w jednostce wewnętrznej cały obieg
chłodniczy, który dzięki hermetycznej budowie nie
wymaga żadnej ingerencji w trakcie prac montażowych
czy też przy standardowych przeglądach serwisowych.
Nie są wymagane takie czynności jak dla standardowej
pompy ciepła typu SPLIT: kontrola szczelności azotem
przewodów pomiędzy jednostką wewnętrzną i zewnętrzną,
wytwarzanie próżni w przewodach, uzupełnianie czynnikiem
dłuższych przewodów (zwykle dla odległości > 56 metrów).
Prace montażowe i serwisowe z ingerencją
w układ chłodniczy pompy ciepła, klimatyzatora,
itd., wymagają od instalatora uzyskania
odpowiednich uprawnień (Krajowa Izba
Gospodarcza Chłodnictwa i Klimatyzacji)
15
Współc
zynnik
CO
P (
A2/W
35)
COP = 3,00÷3,30
22% pomp ciepła
z listy BAFA
COP = 3,31÷3,80
57% pomp ciepła
z listy BAFA
COP = 3,81÷4,10
15% pomp ciepła
z listy BAFA
maks. COP = 4,43
min. COP = 3,10
Vaillant geoTHERM VWL 81/3 S COP = 4,00
śr. COP = 3,55
COP = 4,11÷4,50
6% pomp ciepła
z listy BAFA
Vaillant flexoTHERM exclusive VWF 57/4 + aroCOLECT CWL 11/4 SA , COP = 4,22
Zestawienie współczynników COP
dla 927 powietrznych pomp ciepła
(wg listy BAFA, 12.12.2014)
Przegląd korzyści – pompa ciepła typu nr 4
– efektywność COP na ogólnym tle rynku
Komentarz
16
Przegląd korzyści – pompa ciepła typu nr 4
– efektywność COP na ogólnym tle rynku
Pompa ciepła typu SPLIT z obiegiem glikolowym w dolnym źródle ciepła cechuje się
szczególnie wysoką efektywnością pracy. Efektywność COP = 4,22 należy do jednej
z najwyższych na tle rankingu 927 pomp ciepła typu powietrze/woda, wykonanego na
podstawie listy BAFA. Także w porównaniu do wcześniej oferowanej pompy ciepła
(typoszeregu geoTHERM), efektywność COP wzrosła o ponad 5% (z 4,00 do 4,22).
Wymagana minimalna efektywność COP w punkcie pracy A2/W35 (powietrze 2oC / woda
35oC) wynosi 3,10 (zgodnie z decyzją 2007/742/WE KE). Średnia wartość COP dla pomp
ciepła z listy BAFA wynosi 3,55 (czyli niemal o 20% mniej niż dla flexoTHERM exclusive
VWF 57/4 + aroCOLECT CWL 11/4 SA)
Chłodzenie
Ogrzewanie
Energia odnawialna
Kotły gazowe
Kotły olejowe
Pompy ciepła
Kolektory słoneczne
Systemy wentylacji
www.eko-blog.pl www.vaillant.pl