artykul_bd_zrodla_ciepla.pdf

Raport 23. Polecana technologia

Dom energooszczędny. Pompy ciepła w praktyce

Pompy ciepła w praktyce

Czêœæ druga

1 Dobór dolnego Ÿród³a ciep³a - kolektor poziomy. Najczêœciej stosowanymi pom-

pami ciep³a w Polsce s¹ uk³ady glikol–woda z kolektorem poziomym roz³o¿onym pod

trawnikiem. Przez ca³y sezon letni nasz trawnik ch³onie energiê s³oneczn¹ akumuluj¹c j¹

w gruncie. Grunt ten podgrzewa siê, w zale¿noœci od pory roku, do temperatury 16°C

w sierpniu, a w najzimniejszym okresie roku, czyli w lutym temperatura spada do oko³o

5-6°C. Mówimy tu o temperaturach na g³êbokoœci oko³o 150 do 160 cm pod powierzch-

ni¹ ziemi. W³aœnie na takiej g³êbokoœci zakopujemy nasz¹ instalacjê kolektora Ÿród³a dol-

nego celem pozyskiwania energii cieplnej.

Instalacja pompy ciep³a mo¿liwa jest wtedy, gdy zapotrzebowanie energetyczne budynku

mieszkalnego mo¿na zrównowa¿yæ z mo¿liwoœci¹ pozyskania energii z kolektora poziome-

go. W uproszczeniu mo¿na powiedzieæ, ¿e je¿eli powierzchnia grzewcza jest równa 200 m 2

to powierzchnia naszej dzia³ki potrzebna do wykonania kolektora poziomego powinna byæ

co najmniej 2,5 razy wiêksza od powierzchni ogrzewanej ( 200m x 2,5=500 m 2 ). Mówimy tu

o sytuacji kiedy nasza dzia³ka jest trawnikiem. Czêsto zdarza siê ¿e mamy do dyspozycji sad,

ogród lub dzia³kê na której znajduj¹ siê jeszcze budynki gospodarcze, np. gara¿ czy te¿ dro-

ga dojazdowa do posesji wykonana z kostki brukowej. W tej sytuacji nale¿a³oby odliczyæ po-

wierzchnie zabudowane i postaraæ siê dopasowaæ nasz kolektor do istniej¹cych warunków.

Gdy ju¿ uda nam siê wpasowaæ w nasz¹ dzia³kê odpowiedni¹ iloœæ pêtli kolektora pozio-

mego mo¿emy przyst¹piæ do realizacji Ÿród³a dolnego.

W pierwszym artykule (BD 9/03) staraliœmy siê k³aœæ nacisk na wykonywanie poszczegól-

nych prac tak aby optymalizowaæ koszty inwestycyjne.

Je¿eli jesteœmy na etapie projektowym mo¿emy sobie pozwoliæ na wykonanie kolektora po-

ziomego, nawet przed pracami zwi¹zanymi z wykopem fundamentów pod nasz wymarzony

dom.

2 Przyk³ad: Pewnego jesiennego dnia przyjecha³ do naszej firmy potencjalny inwestor

zainteresowany zamontowaniem pompy ciep³a w uk³adzie glikol–woda z kolektorem

poziomym. Po zasiêgniêciu szczegó³owych informacji dotycz¹cych sposobu wykonania ta-

kiego kolektora, klient wsiad³ w samochód i pojecha³ do domu.

Minê³o kilka miesiêcy i w kwietniu nastêpnego roku zadzwoni³ telefon, a znajomy mi³y

g³os zaprosi³ nas na budowê.

W umówionym terminie stawiliœmy siê u inwestora na placu budowy i tu zaskoczenie.

Teren ogrodzony, trawniki wystrzy¿one, a na œrodku dzia³ki pusty plac z wylan¹ p³yt¹ fun-

damentow¹, z której w pewnym miejscu wystawa³y pêtle kolektora Ÿród³a dolnego.

Inwestor oznajmi³ nam ¿e w³aœnie w tym miejscu znajdowaæ siê bêdzie wêze³ cieplny

z pomp¹ ciep³a, a realizacjê i monta¿ mo¿emy rozpocz¹æ za trzy miesi¹ce.

Takie sytuacje zdarzaj¹ siê niezmiernie rzadko, poniewa¿ jak to w Polsce bywa, budujemy

dom, nastêpnie go demolujemy aby zrobiæ instalacje grzewcze, a na koñcu myœlimy o wy-

konaniu kolektora.

Wielu wykonawców instalacji

kolektora poziomego nie prze-

strzega zaleceñ producentów

pomp ciep³a wykonuj¹c instala-

cjê na w³asn¹ rêkê. Uk³adaj¹

poszczególne pêtle zbyt blisko

siebie uwa¿aj¹c przy tym ¿e, ja-

koœ zadzia³a – nic bardziej myl-

nego.

je¿d¿a koparka aby wykonaæ przy³¹cza kanalizacyjne, wodne wraz z wykopem pod fun-

damenty, mo¿na przecie¿ za jednym zamachem zrobiæ instalacje kolektora do pompy cie-

p³a. Koszty zwi¹zane z ponownym przyjazdem ekipy kopaczy te¿ nie s¹ wcale ma³e.

Nale¿y równie¿ pamiêtaæ ¿e po wykonaniu wykopu, po³o¿eniu kolektora i jego zasypaniu,

przez pewien czas ziemia na powierzchni kolektora bêdzie osiadaæ.

Wykonanie kolektora na ostatni¹ chwilê wi¹zaæ siê bêdzie z koniecznoœci¹ wstrzymania

prac zwi¹zanych z za³o¿eniem trawnika, ze wzglêdu na osiadanie terenu. Czasami taka sy-

tuacja doprowadza do konfliktów w rodzinie, bo m¹¿ chce zrobiæ kolektor, a ¿ona nie po-

zwala bo trawa ju¿ roœnie i ¿al j¹ niszczyæ.

bie¿¹cego oko³o 30-35 wat energii cieplnej.Najwa¿niejszym parametrem którego nale¿y

dopilnowaæ jest prawid³owy rozstaw poszczególnych pêtli kolektora. Bezpieczny rozstaw po-

miêdzy rurami kszta³tuje siê na poziomie 85-100 cm, a d³ugoœæ jednej pêtli nie powinna

przekraczaæ 100 m, ze wzglêdu na spadki ciœnienia w instalacji Ÿród³a dolnego. Ka¿da pêtla

kolektora powinna byæ wykonana z jednego kawa³ka rury, bez jakichkolwiek ³¹czeñ w ziemi.

114

Dom 9 2003

3 A przecie¿ mo¿na zupe³nie inaczej. Zak³adaj¹c ¿e na pocz¹tku inwestycji przy-

4 Wykonywanie kolektora. Kolektor poziomy mo¿e pozyskaæ z jednego metra

budujemy

Zastosowanie z³¹czy mo¿e spowodowaæ rozszczelnienie uk³adu i koniecznoœæ rozkopania

powierzchni nad kolektorem.

Z praktycznego punktu widzenia producenci rur dostarczaj¹ je w bêbnach po 200 m – taki

odcinek wystarczy przeci¹æ na po³owê i mamy gotow¹ pêtlê.

Je¿eli z naszych obliczeñ wynika, ¿e nale¿a³oby zastosowaæ 275 mb kolektora, nie powinni-

œmy byæ za bardzo drobiazgowi i nasz kolektor nale¿y wykonaæ na poziomie 300 mb.

Z trzech powodów:

Wymagane jest wykonanie równych odcinków kolektora, tak, aby uzyskaæ jednakow¹

prêdkoœæ przep³ywu czynnika roboczego w poszczególnych pêtlach.

Poprawi nam siê wydajnoœæ kolektora.

Poza tym od przybytku g³owa nie boli.

Je¿eli nie jesteœmy przekonani, ¿e uzyskamy z kolektora odpowiedni¹ wydajnoœæ, a

dzia³ka pozwala nam na do³o¿enie dodatkowej pêtli mo¿emy go oczywiœcie przewymia-

rowaæ.

Istnieje jeszcze mo¿liwoœæ zamontowania rozdzielacza kolektora Ÿród³a dolnego z do-

datkowym króæcem pozwalaj¹cym na póŸniejsze pod³¹czenie dodatkowej pêtli.

5 Przejœcie przez przepust w fundamencie . Niby nic, a jednak problem z prawi-

Kolejnym zagadnieniem, którym nale¿a³oby siê zaj¹æ, jest prawid³owy dobór pompy obie-

gowej Ÿród³a dolnego. Jest to istotny czynnik wp³ywaj¹cy na efektywnoœæ pracy pompy cie-

p³a.

Gleba na g³êbokoœci 150-160 cm ma temperaturê oko³o 5-6°C. Roztwór glikolu znaj-

duj¹cy siê w instalacji naszego kolektora zostaje och³odzony do temperatury ko³o 4°C

ni¿szej ni¿ grunt, wskutek czego glikol przep³ywaj¹cy przez wymiennik zaczyna siê pod-

grzewaæ i odbiera w taki sposób energiê zgromadzon¹ w gruncie. Podgrzany w ten spo-

sób glikol trafia do parownika pompy ciep³a i tam zostaje sch³odzony.

Energia odebrana przez uk³ad ch³odniczy pompy ciep³a przekazywana jest do ogrzewania

naszego domu.

W przypadku nieprawid³owo wykonanej instalacji mo¿e dojœæ do nadmiernego przech³odze-

nia kr¹¿¹cego glikolu i wskutek tego mo¿e dojœæ do zamarzniêcia parownika pompy ciep³a.

Oczywiœcie, dobra pompa ciep³a powinna byæ wyposa¿ona w zabezpieczenia uk³adu Ÿród³a

dolnego tak, aby nie dopuœciæ do powa¿niejszej awarii systemu.

W przypadku kiedy kolektory zostan¹ u³o¿one zbyt blisko siebie mo¿e dojœæ do nadmier-

nego wych³odzenia gleby wokó³ rury kolektora i zacznie siê w pewnym momencie wytwa-

rzaæ zmarzlina. W tym przypadku uk³ad zabezpieczaj¹cy pompê ciep³a zadzia³a nie do-

puszczaj¹c j¹ do pracy.

Wydajnoœæ kolektora poziomego jest zale¿na nie tylko od rozstawu poszczególnych pêtli,

ale równie¿ od temperatury panuj¹cej na zewn¹trz kolektora.

Czasami w okresie letnim wydajnoœæ kolektora jest zbyt wysoka, poniewa¿ temperatura gli-

kolu wzrasta do oko³o 15°C. Mo¿e to spowodowaæ podniesienie wydajnoœci pompy ciep³a

i problemy z odbiorem ciep³a.

2003 9 Dom

115

d³owym przeprowadzeniem instalacji kolektora Ÿród³a dolnego przez przepust istnieje.

Nale¿ zwróciæ uwagê na dobr¹ izolacjê termiczn¹ ruroci¹gów, tak aby nie dopuœciæ do za-

mra¿ania œciany i wykraplania siê pary wodnej na œciankach kolektora wejœciowego do bu-

dynku. Izolacja termiczna powinna byæ wykonana z kauczuku stosowanego przy izolacji

systemów klimatyzacyjnych. Tego typu izolacja nie dopuszcza do wykraplania siê pary wod-

nej i chroni nasz budynek.

Oczywiœcie, je¿eli na etapie projektowym za³o¿yliœmy przepust wykonany z rury PCV spra-

wa jest prostsza.

Po pracach zwi¹zanych z wykonaniem kolektora biuro projektowe wylicza spadki ciœnieñ

na instalacji Ÿród³a dolnego. Po dokonaniu tych obliczeñ projektant dobiera pompê obie-

gow¹ z prawid³owym uszczelnieniem odpornym na agresywne dzia³anie glikolu. Nale¿y pa-

miêtaæ ¿e przed pomp¹ obiegow¹ powinien znaleŸæ siê filtr sitkowy nie dopuszczaj¹cy do

zablokowania pompy obiegowej i przedostania siê brudów z instalacji Ÿród³a dolnego do

wymiennika p³ytowego pompy ciep³a.

Przed pierwszym uruchomieniem pompy ciep³a nale¿y dok³adnie odpowietrzyæ ca³¹ instala-

cjê Ÿród³a dolnego i przeczyœciæ filtr sitkowy w celu usuniêcia zanieczyszczeñ mechanicznych.

Te wstêpne zabiegi pozwol¹ nam na bezproblemowy rozruch instalacji grzewczej.

6 Sposób wymiany energii miedzi wymiennikiem gruntowym a pomp¹ ciep³a.

budujemy

Raport 23. Polecana technologia

Pompy ciepła w praktyce

zapotrzebowania energetycznego budynku (CO) i przygotowania ciep³ej wody u¿ytko-

wej (CWU).

Do CWU chcia³by zastosowaæ przyk³adowo zasobnik o pojemnoœci 200 l.

Tu mog¹ pojawiæ siê problemy zwi¹zane z prawid³owym doborem zasobnika CWU.

Standardowo produkowane zasobniki s¹ wyposa¿ane w uk³ady wê¿ownic przystosowane do

wspó³pracy ze Ÿród³ami ciep³a pracuj¹cymi na wysokich parametrach 80-70°C (np. piece ga-

zowe). Takie temperatury pozwalaj¹ na szybkie podgrzewanie ciep³ej wody u¿ytkowej przy

stosunkowo niewielkiej powierzchni wymiany ciep³a (wê¿ownica zasobnika). Je¿eli pompa

ciep³a pracuje na ni¿szych parametrach zasilania 55-45°C to powierzchnia wymiany ciep³a

powinna siê diametralnie zwiêkszyæ.

Nieprawid³owy dobór zasobnika ciep³ej wody u¿ytkowej, mo¿e spowodowaæ wy³¹czenie siê

pompy ciep³a z powodu braku mo¿liwoœci przekazania energii. Spowodowane jest to u¿y-

ciem zbyt ma³ej wê¿ownicy zasobnika CWU.

Oczywiœcie, prawid³owo dobrany zasobnik powinien odbieraæ energiê przekazywan¹ przez

pompê ciep³a przez ca³y rok. Jednak w przypadku zbyt wysokiej temperatury panuj¹cej

w okresie letnim, kiedy na g³êbokoœci 1,5 m mo¿e pojawiæ siê oko³o 17°C, uk³ad ma zbyt

du¿¹ wydajnoœæ i zaczyna pracowaæ nieprawid³owo. Aby uk³ad grzewczy nie „g³upia³” mo¿-

na w tym momencie przyd³awiæ przep³yw na kolektorze, tak aby zmniejszyæ jego wydaj-

noœæ.

Prawid³owo wykonana istalacja kolektora poziomego pozwoli na d³ugoletni¹ bezawaryjn¹

prace naszego systemu grzewczego opartego o pompê ciep³a .

Nasz trawnik s³u¿yæ bêdzie nie tylko do zabawy dla pociech ale dostarczaæ bêdzie energii

grzewczej przez dziesi¹tki lat.

W koñcu póki bêdzie œwieciæ s³oñce to kolektor poziomy zapewni nam najtañsze Ÿród³o

energii.

Nurtuj¹ce Pañstwa pytania prosimy kierowaæ pod adres

e-mail: budujemydom@pompyciepla.com

Opracowanie

116

Dom 9 2003

7 Dlaczego o tym wspominam. Potencjalny inwestor dobiera sobie pompê ciep³a do

budujemy

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: