Poprawny dobór pompy ciepła nie jest łatwym zadaniem. Wśród instalatorów, projektantów i inwestorów występuje często niepewność, co do przewidywanych kosztów eksploatacyjnych, wielkości źródeł ciepła, doboru mocy pompy ciepła itp. Niestety w praktyce zbyt często mamy do czynienia z błędami prowadzącymi np. do zamrożenia dolnego źródła pompy ciepła lub zbędnym załączaniem grzałki elektrycznej czy pracy pompy ciepła z niską efektywnością. Zastosowanie komputerowego program symulacyjnego WP-OPT© zapewnia lepszą jakość i pewność projektowania i optymalizacji systemów grzewczych z pompami ciepła. Umożliwia on praktyczne, szybkie i przyjazne projektowanie instalacji z pompami ciepła, a przeznaczony jest dla projektantów, urzędników, producentów pomp ciepła, doradców energetycznych, jak również dla zainteresowanych inwestorów. Parametry systemu z pompą ciepła, takie jak np. temperatura dolnego źródła, wymagania temperaturowe instalacji grzewczej, wpływają na siebie wzajemnie w taki sposób, że trudno jest poprawnie prognozować warunki pracy oraz przeprowadzić kompleksową analizę ekonomiczną instalacji bez używania symulacji komputerowych. Za pomocą programu komputerowego WP-OPT©, po wprowadzeniu danych dotyczących systemu grzewczego, można zasymulować ważne parametry pracy, takie jak: roczny współczynnik efektywności SPF, przebieg temperatur dolnego źródła i instalacji grzewczej oraz roczne koszty eksploatacji.

 

Cały artykuł Globenergia 1/2011

okladka-1-2011Image26

 

Dobór pompy ciepła opiera się o wiele czynników. Decydującym aspektem przy podejmowaniu decyzji wyboru systemu grzewczego z pompą ciepła przez inwestorów jest duża niezawodność pracy i najniższe możliwe zużycie energii, a co za tym idzie najniższe koszty eksploatacji. Współczynnik COP to stosunek przekazywanej do instalacji mocy grzewczej przez pompy ciepła do pobieranej przez pompę ciepła mocy elektrycznej. Wartość COP 4 oznacza, że moc użytkowa (grzewcza) pompy ciepła jest czterokrotnie wyższa niż pobrana moc elektryczna. Im wyższa jest wartość COP, tym wyższa efektywność pompy ciepła. Współczynnik efektywności COP odnosi się do jasno określonych warunków brzegowych. Zwykle dla pompy ciepła typu solanka/woda, temperatura solanki (glikolu) wynosi 0oC, a temperatura zasilania ogrzewania -35oC. Wartość COP jest chwilową wartością i może być porównywana w tych samych warunkach pracy i przy takim samym typie urządzeń. Współczynnik efektywności SPF to stosunek przekazanej energii grzewczej przez pompę ciepła do pobranej przez nią energii elektrycznej w dłuższym okresie (np. miesiąca lub roku). Współczynnik SPF nie jest wartością chwilową, a okresową. Zgodnie z dyrektywą 2009/28/WE (tzw. dyrektywa OZE), w przypadku gdy pompa ciepła osiąga wartość SPF większą niż 2,63, to przekazuje energię odnawialną do instalacji grzewczej (ilość energii odnawialnej stanowi pow. 62% całości energii grzewczej przekazywanej przez pompę ciepła). Odpowiednie zużycie energii elektrycznej i przekazywanej mocy grzewczej przez pompę ciepła zależy od temperatury zasilania ogrzewania i temperatury źródła. Również temperatury w dolnym źródle i wody grzewczej podlegają znacznym zmianom w czasie pracy pompy ciepła. Można próbować samemu przeprowadzić obliczenia, należy jednak pamiętać, że temperatura zasilania wody grzewczej pompy ciepła jest zależna od temperatury zewnętrznej, na którą duży wpływ ma wybrana lokalizacja geograficzna. Wszystko to wpływa na temperaturę dolnego źródła ciepła, określony pobór energii elektrycznej przez sprężarkę oraz czas pracy pompy ciepła. Przez pobór energii z dolnego źródła następuje zmiana temperatury dolnego źródła, co powoduje również zmianę poboru energii elektrycznej. Wykonanie samemu obliczeń i doboru pompy ciepła wymagałoby poniesienia niezwykłe dużego nakładu pracy.

profesjonalny dobór pompy ciepła

Ogólna zasada obliczeń symulacyjnych realizowanych przez program

Program umożliwia dobór pompy ciepła, oblicza średnią miesięczną temperaturę zewnętrzną dla wybranej lokalizacji budynku i zapotrzebowania na ciepło w budynku, wymaganą ilość ciepła i chwilowe wartości temperatury zasilania wody grzewczej. Uwzględniany jest również współczynnik korekcyjny związany z zastosowaniem taryfy elektrycznej z blokadą czasową. W przypadku ciepłej wody użytkowej uwzględniany jest w obliczeniach rodzaj zasobnika c.w.u. oraz wymagania temperaturowe. Istotne parametry techniczne pompy ciepła wyliczane są na podstawie metody iteracyjnej z rozpoczęciem sezonu grzewczego, poprzez wychłodzenie źródła ciepła. W wymiennikach gruntowych uwzględniane są rodzaje gruntu i geometria ułożenia wymiennika. Przy wymiennikach z czynnikiem przeciwzamarzającym przy wymianie ciepła uwzględniane są właściwości czynnika przeciwzamarzającego, rury absorbera i gruntu. W zależności od chwilowej temperatury zasilania wody grzewczej i dolnego źródła ciepła otrzymuje się czasy działania i zużycie energii przez pompy ciepła. Czasy pracy, zużycie energii i energia dolnego źródła są sumowane i wykorzystane do obliczenia sezonowego współczynnika efektywności lub kosztów eksploatacyjnych. Program symuluje i oblicza następujące wartości:

  • roczny współczynnik efektywności SPF pompy ciepła,
  • koszty eksploatacji,
  • roczne koszty inwestycyjne i roczne koszty całkowite z uwzględnieniem okresów użytkowania elementów, odsetek, i rocznego wzrostu cen nośników energii,
  • zużycie prądu i koszty zużycia prądu dla przyjętych taryf energetycznych z podziałem na centralne ogrzewanie, ciepłą wodę użytkową oraz na koszty poszczególnych odbiorników energii,
  • przebieg temperatur w dolnym źródle ciepła,
  • przeciętne miesięczne zapotrzebowane ciepła oraz związane z nim chwilowe temperatury zasilania i chwilowe moce grzewcze,
  • ilość energii pobranej z dolnego źródła ciepła.

Paweł Lachman

Zobacz także

 

Cały artykuł

Globenergia 1/2011

okladka-1-2011Image26