Jak korygować moc pompy ciepła ze względu na podgrzew C.W.U.?

Zdjęcie autora: Redakcja GLOBEnergia
Zdjęcie autora: Redakcja GLOBEnergia

Redakcja GLOBEnergia

pompa ciepła

Podziel się

Budynek budynkowi nierówny. Podobnie jak preferencje użytkowników - ile domów, tyle trybów życia i upodobań. Zawsze jednak mamy do dyspozycji matematykę, która przynosi odpowiedzi na bardzo różne pytania i przemyślenia. Dzisiaj, wspólnie z ekspertem Panasonic zastanówmy się, ile czasu potrzebuje pompa ciepła do pracy na rzecz przygotowania ciepłej wody użytkowej i jaki ma to wpływ na  dobór mocy pompy ciepła. Przyjrzyjmy się przypadkowi, w którym gospodarze zużywają spore ilości ciepłej wody. Kompleksowy algorytm postępowania przedstawiony przez eksperta Marka Skrzypka udostępniamy poniżej.

Ważnych jest kilka aspektów

Poprawny dobór pompy ciepła można podzielić na 3 najważniejsze etapy. Są to kolejno:

  • obliczenie ilości energii potrzebnej do przygotowania CWU
  • obliczenie czasu pracy pompy ciepła na przygotowanie CWU
  • obliczenie skorygowanej mocy pompy ciepła

Zacznijmy od obliczenia ilości energii potrzebnej do przygotowania CWU. W analizowanym przypadku woda wodociągowa podgrzewana jest od temperatury 7°C do 47°C, czyli wodę należy podgrzać o 40K. Wykorzystywany wzór uwzględnia również ciepło właściwe wody, czyli ilość energii jaką należy dostarczyć do 1 kg czynnika, aby podgrzać go o 1K. W mianowniku naszego wzoru znajduje się jeszcze przeliczenie jednostek z kJ na kWh. Zakładamy, że musimy podgrzać 50 kg wody na jedną osobę. Obliczenia przedstawiono poniżej. 

Źródło: Webinarowa Środa GLOBENERGIA z udziałem Panasonic

Zgodnie z otrzymanym wynikiem, do podgrzania 50 kg wody o 40K należy zużyć około 2,3 kWh. Jest to wartość energii do podgrzania ilości wody przypadającej na jednego członka rodziny.
Zajmijmy się teraz kolejnym krokiem z algorytmu doboru, czyli obliczeniem czasu pracy pompy ciepła na przygotowanie CWU. Do obliczeń potrzebna będzie całkowita projektowa strata ciepła wynosząca w analizowanym budynku 4,9 kW. Istotna jest również znajomość dobowego zapotrzebowania na ciepłą wodę, w tym przypadku mamy 6 osobową rodzinę, generującą zapotrzebowanie około 300 l.

Źródło: Webinarowa Środa GLOBENERGIA z udziałem Panasonic

Chcąc wyliczyć potrzebną energię, wyliczone zużycie z etapu pierwszego mnożymy razy liczbę domowników. W tym momencie korzystamy z mocy wyłącznie pompy ciepła z uwzględnionym jedynie zapotrzebowaniem na cele CO. Jest to 5 kW jednostka. Z kolei wartość 0,7 jest dyktowana przez algorytm pompy ciepła. 

To wartość optymalizująca podgrzew wody na cele CWU, by zoptymalizować osiągane współczynniki efektywności energetycznej. Jeżeli obliczenia byłyby prowadzone dla innego układu, o innym algorytmie pracy - współczynnik ten należy skorygować.

wyjaśnia Marek Skrzypek, ekspert Panasonic

Zgodnie z otrzymanymi wynikami, 300 litrów wody na cele CWU od temperatury 7°C do 47°C, za pomocą 5 kW pompy ciepła trzeba będzie podgrzewać przez 4 godziny. Tym samym w ciągu doby na wygrzew CO pozostanie 20 godzin. Z czego to wynika?

Pamiętajmy, że w instalacji pompy ciepła znajduje się zawór trójdrogowy. To on decyduje, czy odbywa się wygrzew wody na CWU, czy CO. Pompę ciepła należy dobrać w taki sposób, by w czasie pozostałym na obsługę CO możliwe było pokrycie zapotrzebowania cieplnego budynku.

 przypomina Marek Skrzypek, ekspert Panasonic

Ostatni krok

Czas na wyznaczenie skorygowanej mocy pompy ciepła. W tym miejscu należy zauważyć, że do naszego projektowego zapotrzebowania wynoszącego 4,9 kW trzeba dodać około kilowata mocy by pokryć zapotrzebowanie na moc w celu przygotowania ciepłej wody użytkowej. Zatem końcowy wynik to blisko 5,9 kW. Tablicę z dokładnymi obliczeniami prezentujemy poniżej.

Kwestia korekty jest istotna i zawsze należy pamiętać o jej uwzględnieniu w końcowych obliczeniach. Należy cofnąć się do wstępnych założeń, gdzie przyjęto moc pompy wynoszącą 5 kW. Zgodnie z ostatnimi obliczeniami należy dołożyć 1 kW mocy.

Marek Skrzypek, ekspert Panasonic
Źródło: Webinarowa Środa GLOBENERGIA z udziałem Panasonic

W tym momencie należy dobrać pompę spełniającą końcowo otrzymane warunki z tabeli producenta. Poniżej przedstawiamy prostą tabelę od Panasonic, pokazującą jakiego rzędu moc należałoby dołożyć w poszczególnych przypadkach zapotrzebowania. Jest to dobry sposób na uzmysłowienie jak wraz z zapotrzebowaniem na CWU wzrasta potrzebna moc pompy ciepła.

Źródło: Panasonic

Warto zwrócić uwagę, że w przypadku bardzo dobrze zaizolowanego domu potrzebna moc na przygotowanie CWU może stanowić nawet 20% całego zapotrzebowania cieplnego budynku.

Dlatego podczas doboru pompy ciepła tak ważne jest poprawne przeanalizowanie rozbioru zasobnika ciepłej wody użytkowej i uwzględnienie tego zapotrzebowania w końcowych wynikach.

Marek Skrzypek, ekspert Panasonic

Wartość dodatkowego zapotrzebowania na poziomie 0,9 kW mocy w końcowym zapotrzebowanie może się wydawać mało ważna. Nie dajmy się zwieść z pozoru małym wartościom. Odpowiedni dobór mocy pompy ciepła jest kluczowy dla utrzymania komfortu cieplnego naszego domu. 

Artykuł sporządzono na podstawie Webinarowej Środy z Panasonic

Zobacz również