Kotłownia referencyjna

Wybrane realizacje
Powrót do Realizacji
Widoczna na zdjęciach kotłownia z gruntową pompą ciepła Nibe zabezpiecza w ogrzewanie, ciepłą wodę użytkową i chłodzenie budynek mieszkalny.
Przedstawione rozwiązanie nie jest standardowe / powszechnie stosowane – zostało wykonane jako autorskie, mające między innymi pokazać możliwości techniczne niektórych pomp ciepła (niekoniecznie i zawsze potrzebne każdemu).
Z pewnością jest droższe inwestycyjnie od powszechnie stosowanych rozwiązań o około 10.000 zł (licząc same materiały osprzętu bez urządzeń głównych, w cenach netto bez kosztu usługi montażu).
Instalacja została zmodernizowana we wrześniu 2022 roku w taki sposób, aby dać możliwość niezależnego sterowania ogrzewaniem i chłodzeniem obu kondygnacji mieszkalnych, ponieważ co do zasady piętro wymaga większej ilości energii cieplnej zimą i chłodu latem niż parter.

Zastosowane rozwiązanie oparte jest o :

  • gruntową pompę ciepła Nibe model S-1155-6-PC,
  • zbiornik buforowy wody kotłowej – jako pierwszy obieg grzewczy i chłodzący (w funkcji uzależnionej od pory roku),
  • grupę pompowo-mieszającą Meibes :
    • parter = pompa obiegowa z zaworem trzy-drogowym mieszającym i sterownikiem,
    • piętro = pompa obiegowa z zaworem trzy-drogowym mieszającym i sterownikiem,

Dzięki takiemu rozwiązaniu możliwe jest ustawienie w automatyce pompy ciepła 3. krzywych grzania / chłodzenia :
– Pierwszej – dla zbiornika buforowego,
– Drugiej – dla obiegu parteru,
– Trzeciej – dla obiegu piętra,
i w zależności od indywidualnych potrzeb, temperatura wody kotłowej parteru lub piętra może mieć wartość równą lub niższą tej w zbiorniku buforowym C.O.
Efektem będzie niski koszt eksploatacyjny – regulacja temperatury w pomieszczeniach następuje z poziomu źródła ciepła a nie ograniczeniem pracy odbiorników.
Instalacja ogrzewania / chłodzenia podłogowego wyposażona jest w radiowe, termostaty pokojowe w bardzo ograniczonym zakresie – w sypialniach parteru i piętra oraz kuchni.
W pozostałych pomieszczeniach przepływy zostały zrównoważone z wykorzystaniem kamery termowizyjnej – dzięki czemu uzyskano właściwy / równomierny rozkład temperatur podłogi.
A to z kolei pozwala na wykorzystanie całego potencjału instalacji ogrzewania podłogowego – zasilanie niskim parametrem oznacza niski koszt eksploatacji.

Charakterystyka budynku i instalacji :

  • lokalizacja – Zimin k. Poznania, II Strefa Klimatyczna,
  • powierzchnia ogrzewana = 216 m kw,
  • wysokość pomieszczeń parteru = 3,05m,
  • wysokość ścianki kolankowej piętra = 1,60 m,
  • ogrzewanie i chłodzenie podłogowe parteru i piętra,
  • ściany zewnętrzne = pustak ceramiczny o gr. 24 cm,
  • izolacja cieplna ścian = styropian o gr. 20 cm,
  • okna 3 szybowe,
  • liczba stałych mieszkańców = 4,
  • utrzymywana temperatura wewnętrzna = ok. 23 st. C,
  • Instalacje opomiarowane są licznikami :
    • energii elektrycznej :
      • pompa cyrkulacji CWU,
      • pompa ciepła,
      • wentylacja mechaniczna,
      • kolektor słoneczny,
    • energii cieplnej  :
      • pompa ciepła,
      • kolektor słoneczny,
      • obieg ciepłej wody użytkowej,
      • obieg ogrzewania podłogowego – parter,
      • obieg ogrzewania podłogowego – piętro,

Instalacja elektryczna budynku wraz instalacją pompy ciepła zabezpieczona jest przed skutkami wzrostu i spadku napięcia stabilizatorami prądu.
Są to trzy urządzenia 1. fazowe 10.000 V każde.
Stabilizatory zostały zamontowane w tym roku, ponieważ w związku z dynamicznym rozwojem instalacji fotowoltaicznych obserwujemy problemy ze stabilizacja napięcia i awariami urządzeń elektrycznych u użytkowników.
Problemy powstają w sieciach elektroenergetycznych a niekoniecznie u danego użytkownika posiadającego lub nie- PV.

Zbiornik buforowy C.O. nie ma funkcji magazynowania nadmiaru ciepła, tylko pojemnościowego sprzęgła hydraulicznego.
Nadmiaru ciepła nie ma, ponieważ inwerterowa pompa ciepła (sprężarka sterowana falownikiem w zakresie mocy grzewczej 1,5-6 kW) dostarcza energię cieplną „w czasie rzeczywistym” tj. uwzględniając średnią temperaturę powietrza zewnętrznego z ostatnich np. 4 godzin.
Niewiele pomp ciepła na ryku ma funkcję ustawiania czasu odczytu temperatury zewnętrznej.
Dzięki tej funkcji możliwe jest uśrednienie temperatury zewnętrznej w wybranej / subiektywnie najbardziej nam odpowiadającej jednostce czasu – skutkiem czego jest ekonomiczna praca zwłaszcza w okresach przejściowych (wiosna / jesień = zimne noce / ciepłe dni).
Kolektor słoneczny do podgrzewania ciepłej wody użytkowej został zamontowany głównie w celach badawczych w 2014 roku a odczytane parametry z urządzeń pomiarowych (licznik ciepła / licznik zużycia prądu) vs koszty dostarczenia CWU z pompy ciepła wskazują, że taka inwestycja jest ekonomicznie nieuzasadniona.

Urządzenia zastosowane w tym rozwiązaniu :

  1. gruntowa pompa ciepła Nibe S-1155-6-PC
  2. zbiornik ciepłej wody użytkowej Nibe VPBS-300
  3. zbiornik buforowy ze stali nierdzewnej OSO 200
  4. wentylacja mechaniczna z rekuperacją (w tym schładzanie szafki serwera) Nibe FLM
  5. w dobudowanym w 2020 roku pokoju rekuperator miejscowy Nibe DVC 
  6. dodatkowy sterownik pompy ciepła zamontowany na piętrze Nibe RMU-s40
  7. grupa bezpieczeństwa C.O. Afriso KSG
  8. grupa pompowo – mieszająca Meibes M26101.2
  9. automatyka grup mieszania II i III obiegu grzewczego Nibe ECS-41
  10. filtry zanieczyszczeń z separatorem powietrza Flamco XStream Vent-Clean
  11. ciepłomierze Hydrocal M3
  12. licznik zużycia wody ciepłej
  13. pompka cyrkulacji wody ciepłej Wilo Star-Z Nova 
  14. stabilizatory napięcia Volt AVR PRO 10000 (3%)
  15. stacja zmiękczająca wodę Viteco Carbon
  16. zabezpieczenie przed zalaniem domu wodą Auraton Water Stop Set
  17. sterownik solarny TECHSterowniki ST-401N
  18. kolektor słoneczny SunStar HP 65/30
  19. podmieszanie wody zimnej Reflex Flowjet

 

Przykładowy zrzut ekranu z aplikacji NIBE myUPLINK  obrazujący pracę systemu chłodzenia pasywnego :

  • data = 18/06/2022 godz. 16:41
  • temperatura zewnętrzna = 34 st.C
  • średnia temperatura zewnętrzna z ostatnich 6 godzin = 31 st.C
  • czujnik temperatury zamontowany od strony N
  • temperatura w domu (BT50) = 24 st.C
  • temperatura wody kotłowej :
    • w kierunku ogrzewania (chłodzenia) podłogowego = 18 st.C
    • w kierunku pompy ciepła (powrót) = 21 st.C
    • ograniczenie punktu rosy = zaprogramowane na 18 st. C,

PRAKTYKA

Zużycie energii elektrycznej przez pompę ciepła Nibe S-1155-6-PC na ogrzanie domu, chłodzenie, podgrzanie ciepłej wody użytkowej w okresie 28-06-2021 // 09-07-2022 = 4.990 kWh
W przypadku CWU należy uwzględnić uzysk z kolektora słonecznego w okresie letnim.

W związku z zastosowaniem instalacji fotowoltaicznej Nibe PV o nadprodukcji energii elektrycznej obecne pokrycie zapotrzebowania wynosi około 125%.

Odczyty ciepłomierzy.
W poprzedniej wersji sposobu wykonania kotłowni były zamontowane 2 ciepłomierze :
– dla instalacji wody kotłowej podgrzewającej ciepłą wodę użytkową,
– dla instalacji wody kotłowej podgrzewającej ogrzewanie podłogowe (uwaga – przez ten sam ciepłomierz przepływała woda lodowa w trakcie chłodzenia latem)
Wskazania urządzeń :
– dla CWU = 27,567 GJ
– dla CO = 46,385 GJ
– w okresie od 01-07-2021 do 08-09-2022

TEORIA
Obliczenia wykonane przy pomocy programu do doboru pomp ciepła i szacowania zapotrzebowania na energię pierwotną Nibe VPDim wersja : 1.28.0.18.





Wszelkie prawa autorskie zastrzeżone.