Systemy grzewcze z pompami ciepła
Z systemami pomp ciepła firmy REMKO stworzą Państwo z pewnością optymalny klimat mieszkalny: Niskotemperaturowe ciepło promieniujące, którego potrzebuje ludzkie ciało, dające dobre samopoczucie, wysoką jakość życia i zdrowie jako nieocenioną dobroć.
Instalacja grzewcza z pompami ciepła składa się z dolnego źródła ciepła (woda,grunt,powietrze), pompy ciepła oraz górnego źródła ciepła (np.ogrzewanie podłogowe).
Wszystkie elementy instalacji muszą być ze sobą optymalnie dopasowane, by zagwarantować nienaganną pracę oraz wysokie współczynniki efektywno-ści (roczny współczynnik efektywności). Z tego też powodu firma REMKO bardzo chętnie zajmie się zaprojektowaniem całego systemu grzewczego z pompami ciepła. Nasi partnerzy systemowi będą służyć Państwu kompetentną radą i fachowo wykonają Państwa instalację.
Ogrzewanie podłogowe/ ścienne
Ciepło promieniujące jest najzdrowszym rodzajem ciepła. Im większa jest powierzchnia grzewcza dla oddawania ciepła w pomieszczeniu, tym większy jest udział ciepła promieniującego i tym równomierniej odbywa się oddawanie ciepła, przez co czujemy się bardziej komfortowo. Ponieważ odczuwamy ciepło promieniujące jako szczególnie komfortowe i przyjemne, w przypadku ogrzewania podłogowego już przy temperaturze pomieszczenia 20°C występuje to samo uczucie komfortu, jak w przypadku temperatury 22°C przy ogrzewaniu konwencjonalnym. Jest to nie tylko przyjemniejsze i zdrowsze, lecz pozwala nam również dużo zaoszczędzić na kosztach ogrzewania.
Reguła: obniżenie temperatury pomieszczenia o 2°C oszczędza ok. 10% energii grzewczej na rok.
Wybór dolnego źródła ciepła
Reguła: Im wyższa jest temperatura dolnego źródła tym wyższe są współczynniki efektywności i niższe koszty ogrzewania.
Woda
Jeżeli woda gruntowa występuje na odpowiedniej głębokości i ma właściwą jakość, to tak można osiągnąć najwyższy roczny współczynnik efektywności (obowiązek uzyskania zezwolenia). Stała temperatura +8°C do +12°C gwarantuje optymalny tryb pracy grzewczej. Woda gruntowa pobierana jest ze studni zasilającej i doprowadzana do pompy ciepła, a stamtąd odprowadzana do oddalonej o ok. 15 m studni zrzutowej. Gdy nie można wykorzystać wody gruntowej jako nośnika ciepła, zawsze mamy do dyspozycji grunt.
Źródło ciepła- ciepło z gruntu
W gruncie zgromadzonych jest do 98% energii słonecznej. Także w czasie bardzo chłodnych dni zimowych grunt utrzymuje temperaturę na odpowiednim poziomie dla ekonomicznie optymalnej eksploatacji. W gruncie zakopuje się tzw. Kolektory ziemne, przez które zostaje pobierane ciepło. W kolektorach tych cyrkuluje medium przenoszące ciepło, które to dalej oddawane jest do pompy ciepła. W zależności od medium przenoszącego ciepło w kolektorze gruntowym rozróżnia się system solanka / woda oraz bezpośrednie parowanie / woda.
W przypadku bezpośredniego parowania czynnik roboczy pompy ciepła R 407C cyrkuluje jako medium przenoszące ciepło w kolektorze gruntowym. Nie potrzeba wtedy pośredniego wymiennika ciepła oraz pomp obiegowych solanki.
W systemie solanka / woda jako medium cyrkuluje solanka (mieszanina glikolu i wody), która pobiera ciepło i odprowadza je do pompy ciepła. Istnieją różne rodzaje układanych kolektorów:
- Przy dostatecznie dużej powierzchni (ogród) są to kolektory płaskie, które są najkorzystniejsze pod względem cenowym. (powierzchnia ułożenia to ok. 1,2 do 1,5 powierzchni ogrzewanej).
- rzy mniejszej powierzchni są układane kolektory spiralne lub sondy głębinowe.
Do różnych wariantów kolektorów potrzebne są zezwolenia. Powietrze
Jeżeli nie można wykorzystać gruntu, to zawsze mamy do dyspozycji jeszcze powietrze jako dolne źródło ciepła. Szczególnie nadaje się ono w przypadku wtórnego doposażania instalacji oraz w systemach pracujących w trybie biwalentnym. Dzięki zintegrowanemu w pompie ciepła urządzeniu odszraniającemu nienaganne funkcjonowanie systemu zagwarantowane jest do temperatur nawet poniżej -18°C. W systemie tym można wykorzystać urządzenie kompaktowe albo urządzenie typu Split (rodzielone): pompę ciepła ustawia się w domu, a parownik na wolnym powietrzu. Zalety: nie potrzeba kanałów powietrznych, urządzenie bardzo ciche, długa żywotność urządzenia.
Wybór pompy ciepła
Określenie zapotrzebowania ciepła
W przypadku instalacji z pompami ciepła szczególnie ważny jest ich dokładny dobór: przewymiarowane urządzenia powodują niewspółmiernie wysokie koszty instalacji i pracują z niskim współczynnikiem sprawności.
Ustalenie zapotrzebowania ciepła (moc grzewcza) odbywa się wg następujących obowiązujących norm: Austria: ÖNORM 7500 (B 8135) , Niemcy: DIN 4701 , Szwajcaria: SIA 380-1, SIA 384-2. Zapotrzebowanie ciepła podawane jest w kW.
Należy, zgodnie z doświadczeniem, przyjąć następujące wartości (zapotrzebowania ciepła W/m2):
• Stare budownictwo ze zgodną z duchem czasu izolacją cieplną:: 75 W/m2
• Nowe budownictwo z dobrą izolacją cieplną: 50 W/m2
• Domy energooszczędne: 30 W/m2
Właściwe zapotrzebowanie ciepła (W/m2) jest mnożone przez powierzchnię, którą należy ogrzać. Wynikiem jest całkowite zapotrzebowanie ciepła, zawierające zarówno transmisyjne zapotrzebowanie ciepła jak i wentylacyjne zapotrzebowanie ciepła. Roczna praca grzewcza w kWh na rok określa, ile energii grzewczej [energii cieplnej] trzeba wytworzyć w ciągu roku. Należy mieć to na uwadze projektując kolektor gruntowy oraz zastosowanie pompy ciepła.
Okresy wyłączeń prądu
Korzystanie z taryf specjalnych miejscowych zakładów energetycznych dla pomp ciepła warunkuje czasem przerywany sposób pracy. Dopływ prądu może zostać przerwany np. 3×2 godziny na 24 godziny. Z tego powodu dzienna moc grzewcza (dzienna ilość ciepła) musi zostać wytworzona w ciągu tego czasu, w którym dostępny jest prąd.
Przykład: teoretyczny dobór w okresie wyłączenia prądu 3×2: Obliczone zapotrzebowanie ciepła bez okresu wyłączenia: 9 kW; maks. czas wyłączenia: 3×2 godz. = 6 godz. Razem daje nam 18 godzin dostępności.
Teoretyczne zapotrzebowanie ciepła z uwzględnieniem okresu wyłączeniat:
9 kW x 24h/18h = 12 kW (t.j. 33% więcej)
Wskazówka praktyczna:
Obliczenie zapotrzebowania ciepła ma na celu umożliwienie ogrzania wszystkich pomieszczeń równocześnie, przy minimalnej temperaturze zewnętrznej. Z tego powodu w przypadku ogrzewania podłogowego sprawdziło się w praktyce dodanie wielkości ok. 20%: np. 9 kW x 1.2 = 10.8 kW.
Określenie temperatury zasilania ogrzewania
Zasadniczo obowiązuje zasada: im niższa jest temperatura górnego źródła ciepła (WNA), tym wyższy jest współczynnik efektywności pompy ciepła i tym niższe są przez to koszty ogrzewania.
Aby to osiągnąć, należy wybrać wielkopowierzchniowy układ oddawania ciepła. Idealnie nadają się do tego niskotemperaturowe ogrzewania podłogowe oraz ogrzewania ścienne (np. maks. 35°C temperatury zasilania). Ponadto, maksymalny komfort gwarantuje nieskotemperaturowe ciepło promieniowania. W przypadku ogrzewania radiatorowego należy je zaprojektować na maks. 55°C . W przypadku temperatur z zakresu 55°C do 65°C odpowiedni typ pompy ciepła to pompy z serii "R" (ogrzewanie radiatorowe/ modernizowane).
Tryb pracy
Możliwe są następujące tryby pracy:
• monowalentny (tylko pompa ciepła): Pompa ciepła jest jedynym źródłem ciepła. Pompa ciepła pokrywa 100% zapotrzebowania na ciepło. Praktykowane przy dolnym źródle woda lub grunt.
• Biwalentny równoległy monoenergetyczny (pompa ciepła i grzałka): Pompa ciepła pokrywa ok. 90% zapotrzebowania na ciepło. Grzałka elektryczna będzie załączana równolegle w przypadku zapotrzebowania. Praktykowane przy dolnym źródle powietrze.
• Biwalentny alternatywny (pompa ciepła i kocioł): Praca grzewcza zostaje podzielona pomiędzy pompę ciepła i drugi układ grzewczy. Tylko w przypadku doposażenia starego systemu wysokotemperaturowego w pompę ciepła.
Przygotowanie ciepłej wody użytkowej za pomocą pompy ciepła
W przypadku, kiedy nie jest możliwe zastosowanie osobnego urządzenia wielofunkcyjnego do przygotowania ciepłej wody z powietrza odlotowego, zaleca się przygotowywanie ciepłej wody użytkowej za pomocą pompy ciepła do ogrzewania.
Należy wtedy do ogólnego zapotrzebowania mocy dodać 0,25 kW na każdego członka rodziny.
Firma REMKO proponuje więcej efektywnych rozwiązań, które wchodza w skład systemów grzewczych.
Wybór pompy ciepła
Jak tylko znane będą: źródło ciepła (planowana temperatura), zapotrzebowanie na ciepło oraz maksymalna temperatura zasilania górnego źródła ciepła, można na podstawie posiadanych danych wybrać odpowiednią pompę ciepła
Ogrzewanie i chłodzenie
Pompy klimatyzacyjne firmy REMKO oferują pełnowartościowe ogrzewanie w zimie i pełnowartościową klimatyzację w lecie.
Wszystko poprzez ogrzewanie ścienne, podłogowe lub radiatorowe bez dodatkowych urządzeń, bez hałasu urządzenia klimatyzacyjnego i z najniższymi kosztami instalacji. Dolne źródło solanka, woda i powietrze dostarczające z jednej strony w trybie ogrzewania ciepło, względnie odprowadzają to ciepło w trybie chłodzenia.
Powierzchnie grzewcze= powierzchnie chłodzące
Najlepszym rozwiązaniem jest, gdy ogrzewanie podłogowe uzupełnione jest o elementy ogrzewania ściennego lub gdy wykorzystana jest jedynie powierzchnia ścian. Przez to "ciche chłodzenie" żadna dmuchawa nie zakłóca spokoju w obrębie mieszkania.
Dodatkowe oddawanie mocy chłodniczej
Poprzez dodatkowo zainstalowane do powierzchni grzejnych konwektorów może zostać dodatkowo wzmocnione oddawanie mocy chłodniczej. Wentylatory będą załączane jedynie w przypadku zapotrzebowania, co również jest pomocne przy szybkim nagrzaniu w trybie grzewczym. Przy tym będzie wykorzystany ten sam system hydrauliczny jak przy ogrzewaniu.
Urządzenia wielofunkcyjne
do przygotowywania ciepłej wody użytkowej
Tak by branie prysznica i kąpiel przerodziły się w przyjemność! Urządzenia REMKO są najbardziej wydajnymi i oszczędnymi urządzeniami do przygotowywania ciepłej wody użytkowej- z 300 l zbiornikiem i bogatym wyposażeniem dodatkowym.
Wysoka technika troszczy się o odpowiedni odbiór energii z powietrza odlotowego (lub świeżego powietrza)- energii która normalnie pozostaje niewykorzystana. Wbudowana pompa ciepła sprawia, iż jest to możliwe. W 300l zbiorniku pokrytym dwoma warstwami emalii jest wystarczająco dużo ciepłej wody dla wieloosobowej rodziny. Urządzenia są bezpieczne i bardzo ciche.
Dzięki zastosowaniu wysoce wydajnego wentylatora promieniowego oraz optymalnie pod względem przepływu zaprojektowanego korpusu spiralnego do urządzeń wielofunkcyjnych firmy REMKO można podłączyć instalacje rozprowadzania powietrza do 10 m, co umożliwia uzyskanie całego szeregu dodatkowych korzyści (efekt chłodzenia, osuszanie piwnic, wolną od wapna wodę oraz wentylację pomieszczeń mieszkalnych).
Ustawienie pomp ciepła firmy REMKO do przygotowywania ciepłej wody użytkowej może być zaplanowane w dowolnym pomieszczeniu. Czyni to możliwym niesłychanie cicha oraz całkowicie wolna od emisji zapachów i sadzy praca. Np. w kotłowni, gdzie w zimie zasysane jest wstępnie ogrzane powietrze, albo w pomieszczeniu gospodarczym.
Renowacja ogrzewania
Po trzecim szoku olejowym znacznie wzrosło zainteresowanie doposażeniem systemu grzewczego w już istniejących budynkach o pompy ciepła. Coraz częściej stare systemy zostają wymieniane, ponieważ są nieekonomiczne i za bardzo obciążają środowisko.
Sensacyjny wzrost cen paliw powodują eksplozję kosztów ogrzewania. Pomocą może być tu wyposażenie istniejącego systemu w pompę ciepła. Szczególnie przy starych instalacjach kotłowych rozsądne jest zastosowanie pompy ciepła zamiast wymiany kotła. Nie jest rozsądne inwestowanie w poprawioną ale już nie nową technikę. Nie jest więc bez sensu zainwestować w nowoczesną technikę. Również ta decyzja o wymianie jest decyzją na wiele lat.
Wymaganie kompetencji
Tylko kompetentne, fachowe firmy mogą doposażać istniejące systemy w pompę ciepła. I tutaj postawione są wysokie wymagania: stary system grzewczy powinien zostać fachowo przeanalizowany i przebudowany. Firma REMKO ma do tego duże kompetencje z odpowiednim Know How i programem.
Produkty
Firma REMKO zareagowała bardzo szybko i wprowadziła do swojego programu nową serię pomp ciepła, która wyposażona jest w specjalny czynnik roboczy dla temperatury wyjściowej 65°C.
Firma REMKO (renowacja, ogrzewanie radiatorowe) używa niepalnego, bezchlorowego czynnika roboczego R134a. Poprzez wysoką temperaturę kondensacji idealnie nadają się do wysokich temperatur wyjściowych.
Dzięki zastosowaniu bezpiecznego czynnika roboczego w każdym przypadku może być zastosowana pompa ciepła, bez względu na specjalne środki ostrożności- takie jakie potrzebne są przy czynnikach łatwopalnych.
Dla ogrzewania niskotemperaturowego do 55°C istnieje specjalny typoszereg łatwych do montażu, pomp zasilanych powietrzem, przy których zbędne jest wykopywanie studni lub zakładanie kolektorów ziemnych. Dzięki bezpiecznemu czynnikowi roboczemu R 407 C ustawienie pompy jest możliwe wszędzie, bez podejmowania dodatkowych środków zabezpieczających przed eksplozją.
Pompy ciepła powietrze/ woda są produkowane w wypróbowany sposób- budowa typu split.
Pompa ciepła jako wartościowe urządzenie jest chroniona przed wpływami pogody i ustawiona w domu w sposób łatwo dostępny, podczas gdy parownik ustawia się na zewnątrz. Do połączenia potrzebne są tylko dwa przewody grubości palca oraz elektro kabel, które bez problemu mogą zostać ułożone przez każdego montera. To oszczędza zakupu drogich i głośnych kanałów powietrznych jak i energii elektrycznej wentylatora, które potrzebne są przy konwencjonalnych pompach ciepła powietrze/woda ustawianych wewnątrz budynku. Wystawione na zewnątrz wentylatory pracują maksymalnie cicho a to dzięki specjalnej konstrukcji osiowej. W porównaniu z konwencjonalnym urządzeniem ustawianym na zewnątrz, nie potrzebne są tutaj żadne środki zabezpieczające przed zamarzaniem. Dlatego też urządzenia typu Split są szczególnie ekonomiczne.
Określenie zapotrzebowania na ciepło
Przy instalacjach z pompą ciepła bardzo ważne jest dokładne zwymiarowanie: przewymiarowane urządzenia powodują nieproporcjonalnie wysokie koszty instalacji, pracującej przy najniższych współczynnikach efektywności.
Należy, zgodnie z doświadczeniem, przyjąć następujące wartości (zapotrzebowanie ciepłaf W/m2):
• Stare budownictwo ze zgodną z duchem czasu izolacją cieplną: 75 W/m2
• Nowe budownictwo z dobrą izolacją cieplną: 50 W/m2
• Domy energooszczędne: 30 W/m2
Właściwe zapotrzebowanie ciepła (W/m²) jest mnożone przez powierzchnię, którą należy ogrzać, co daje całkowite zapotrzebowanie na ciepło.
Zapotrzebowanie ciepła, w przypadku istniejących budynków, można zostać obliczona z rocznego zużycia oleju grzewczego lub gazu, według następującej prostej formuły:
• Q (kW) = zużycie oleju (I/a) / 250
• Q (kW) = zużycie gazu (m3/a) / 250
Współczynnik 250 wynika z wartości opałowej, ilości roboczogodzin oraz rocznego stopnia zużycia instalacji.
Dzięki techniczno-budowlanej renowacji możliwe jest zastosowanie pomp ciepła również w starym budownictwie. Poprawione izolacje cieplne skutkują niższą specyficzną wartością zapotrzebowania ciepła i niskimi temperaturami zasilania.
Dalej wiele istniejących urządzeń grzewczych, w szczególności grzejników, jest przewymiarowanych i z tego powodu jest całkiem możliwe, że będą się one nadawać do zastosowania z pompą ciepła.
Do ustalenia i obliczenia są następujące danen:
- Zapotrzebowanie ciepła przed wzgl. po izolacji cieplnej;
- Dotychczas maksymalnie wymaganą temperaturę zasilania górnego źródła ciepła;
- Przekroje rurociągów górnego źródła ciepła
Przemysłowe pompy ciepła
Przemysłowe pompy ciepła stosowane są do ogrzewania wzgl. chłodzenia zakładów pracy, biurowców, osiedli mieszkaniowych, budynków administracji, hoteli, ośrodków wypoczynkowych wzgl. do wykorzystania odprowadzanego ciepła przemysłowego (procesowego).
Dzięki osiąganym przy tym oszczędnościom w kosztach energii i eksploatacji - w porównaniu z konwencjonalnymi systemami grzewczymi czy chłodniczymi - ich zastosowanie jest szczególnie ekonomiczne. Urządzenia od pewnej określonej wielkości nadają się idealnie również do wykorzystania niskotemperaturowego ciepła przesyłanego na odległość, ciepła odpadowego każdego rodzaju, powietrza odprowadzanego, procesowego ciepła odpadowego, energii geotermicznej itp.
OPIS TECHNICZNY/ POSTĘP W TECHNICE
Z powodu wielu możliwych wykonań przemysłowych pomp ciepła, szczegóły techniczne zawarte są w tekstach opisujących te urządzenia.
Przemysłowe pompy ciepła są wyposażone w półhermetyczne sprężarki. W zależności od mocy instalacji chodzi przy tym o wielocylindrowe sprężarki tłokowe, sprężarki typu Scroll lub sprężarki śrubowe, które stosowane są pojedynczo lub uszeregowane w kilka agregatów.
Sprężarki typu Scroll oraz śrubowe nie posiadają żadnych przesuwnych części, przez co pracują spokojniej i ciszej. Używane przez firmę REMKO sprężarki śrubowe zostały zaprojektowane specjalnie z myślą o zastosowaniu w technice chłodniczej i posiadają specjalne profile stopni śrubowych dla osiągania najwyższych współczynników sprawności.
Regulacja mocy instalacji wyposażonych w sprężarki śrubowe odbywa się standardowo przez sterowanie stopniowe.
W przypadku instalacji ze sprężarkami śrubowymi używana jest również specjalna regulacja bezstopniowa. Poprzez tłok regulujący zmienia się płynnie zasilanie śrub i w ten sposób zostaje dopasowane do zapotrzebowania mocy.
Jako parowniki i skraplacze w pompach ciepła systemu woda / woda wzgl. powietrze / woda stosowane są płytowe wymienniki ciepła lub wymienniki rurowe. Instalacje są na nich samonośnie nabudowywane, co pozwala na osiągnięcie kompaktowej, solidnej i ekonomicznej konstrukcji (opcjonalnie: wymienniki ciepła leżące u góry). W razie potrzeby pompa ciepła może być dostarczona z pokrywą dźwiękochłonną.
Czynnik roboczy
Z reguły stosowane są niepalne ,bezpieczne czynniki robocze - jak R 134a lub R 407C. Ich wybór zależy między innymi od wymaganej bezwzględnej różnicy temperatur wzgl. od temperatury skraplania (poziomu temperatury górnego źródła ciepła). Specjalne urządzenia zabezpieczające np. przed eksplozją nie są wymagane.
Sterowanie
Sterowanie wykonane jest odpowiednio do każdorazowych wymagań.
Mikroprocesor utrzymuje nastawioną temperaturę na wlocie lub wylocie parownika lub skraplacza, pozwala na zmianę parametrów pracy, struje opóźnieniem spirali jak również jej obrotami, wyświetla wartości pomiarowe.
Sterowanie obejmuje następujące funkcje:
Sterowanie proporcjonalne (P) lub proporcjonalno- całkujące (PI), zabezpieczenie przed zamarzaniem, kontrolę faz, sterowanie zaworami magnetycznymi, licznikiem godzin pracy, automatyczną zmianą sprężarki wiodącej, sterowaniem zaworami rozprężnymi, które pozwalają na pracę pompy ciepła przy wyższych od normalnie możliwych temperaturach parowania, zarządzanie meldunkami usterek, rozruchem gwiazda/trójkąt, złączem do komunikacji, szeregowym złączem do podłączenia zewnętrznego komputera.
Typy / Zakresy mocy
Woda / woda: | Rodzaj budowy parownika / skraplacza: | Rurowy wymiennik ciepła |
| Rodzaj budowy sprężarki: | półhermetyczny |
| Zakres mocy: | do 200 kW (mocy cieplnej) - ze sprężarkami tłokowymi; od 100 do 1900 kW (mocy cieplnej) - ze sprężarkami śrubowymin |
Solanka / woda: | Rodzaj budowy parownika / skraplacza: | Rurowy wymiennik ciepła |
| Rodzaj budowy sprężarki: | Półhermetyczny |
| Zakres mocy: | do 150 kW (mocy cieplnej) - ze sprężarkami tłokowymi; od 75 do 1300 kW (mocy cieplnej) - ze sprężarkami śrubowymi |
Powietrze / woda: | Na zapytanie | |
Wykonania specjalne: | Wymiennik ciepła powietrze / powietrze | |
| Wymiennik ciepła ze stali nierdzewnej | |
| Obwody pośrednie w przypadku mediów agresywnych, itp. | |
Opcje i oprzyrządowanie dodatkowe
Wykonanie opcjonalne: | - elektroniczny zawór rozprężny |
| - chłodzenie wtryskowe |
| - sterowanie w zależności od temperatury zewnętrznej (pogodowe) |
| - bezstopniowe sterowanie mocą |
Dod. Oprzyrządowanie seryjne: | - czujnik przepływu |
| - zabezpieczenie przed przeciążeniem sprężarki |
Dod. Oprzyrządowanie opcjonalne: | - Urządzenie rozruchowe gwiazda/trójkąt albo redukcji prądu rozruchowego |
| - Tłumiki drgań |
| - Izolacja cieplna skraplacza- 10 mm |