PC-SS.pdf

PROJEKT WSTĦPNY

skojarzonego ukþadu CWU/CO

pompa ciepþa-system solarny

dla domu jednorodzinnego w Jarosþawiu

Charakterystyka oglna

Przedmiotem projektu jest system CWU i CO zasilany skojarzonym ukþadem pompy ciepþa i

systemu solarnego, ze wspomaganiem kotþem gazowym. System bħdzie przystosowany do

pracy w domu jednorodzinnym, o zapotrzebowaniu ciepþa 121,5 kWh/(m 2 rok) i

maksymalnym zapotrzebowaniu mocy cieplnej 12,6 kW, zamieszkaþym przez cztery osoby.

Do przygotowania CWU potrzeba w chwili obecnej 13,8 GJ/rok ciepþa, co odpowiada

Ļredniej mocy 0,438 kW dla pracy ciĢgþej.

System CO bħdzie zasilany zamiennie z gruntowej pompy ciepþa i kotþa gazowego (pompa

ciepþa jest gþwnym Ņrdþem ciepþa, kocioþ gazowy zaþĢcza siħ, gdy nie jest moŇliwe

utrzymanie zaprogramowanej temperatury w pomieszczeniach w przypadku niskich

temperatur zewnħtrznych - na skutek duŇego zapotrzebowania mocy cieplnej). System CO

bħdzie systemem niskotemperaturowym, zamkniħtym, zasobnikowym z zasobnikiem w

postaci bufora CO.

System CWU bħdzie systemem centralnym zasobnikowym. CWU bħdzie przygotowywana w

zasobniku wyposaŇonym w dwa wħŇownicowe wymienniki ciepþa Î jeden poþĢczony z

systemem solarnym, drugi z pompĢ ciepþa/kotþem gazowym.

Instalacja bħdzie wykonana z miedzi, kolektory pþaskie, pompa ciepþa glikol/woda z

gruntowym wymiennikiem poziomym, kocioþ gazowy (istniejĢcy) o mocy 16 KW. Pompa

ciepþa, bufor i zasobnik CWU bħdĢ umieszczone w pomieszczeniu kotþowni, zaĻ kolektory na

dachu budynku.

Opis dziaþania

Schemat systemu CWU i CO zasilanego skojarzonym ukþadem pompy ciepþa i systemu

solarnego, ze wspomaganiem kotþem gazowym jest przedstawiony na schemacie 1.

OGRZEW. NISKOT.

ST-SS

BUFOR-CO

K GAZ

ST-K GAZ

ZAS -CWU

ST-PC

DZ-PC

zimna woda

Kolektor sþoneczny (KS) podgrzewa w okresie operacji sþonecznej glikol propylenowy, ktry

przy pomocy wymiennika wħŇownicowego umieszczonego w zasobniku CWU (ZAS-CWU)

oddaje ciepþo do zgromadzonej tam wody. Podgrzana woda jest gromadzonĢ w zasobniku

CWU. CzħĻciowo schþodzony w wħŇownicy glikol propylenowy oddaje dodatkowo ciepþo w

pþytowym wymienniku ciepþa do czynnika zasilajĢcego parownik pompy ciepþa. W

przypadku, gdy uzyski sþoneczne sĢ na niskim poziomie ukþad systemu solarnego zostaje

odþĢczony (sterownik ukþadu solarnego (ST-SS) wyþĢcza pompħ w obiegu glikolu

propylenowego oraz zamyka przepþyw czynnika zasilajĢcego parownik pompy ciepþa przez

wymiennik pþytowy, kierujĢc go bezpoĻrednio do parownika z dolnego Ņrdþa pompy ciepþa Î

przy pomocy zaworu trjdrogowego). Sterownik jest wysterowany przy pomocy czujnika

temperatury w kolektorze i zasobniku.

Glikol propylenowy przepþywajĢc przez gruntowy wymiennik ciepþa odbiera ciepþo z gruntu i

jest transportowany przy udziale pompy obiegowej do parownika pompy ciepþa (PC). Pompa

ciepþa jest gþwnym Ņrdþem ciepþa dla systemu CO oraz w okresach braku energii solarnej

Ņrdþem ogrzewania CWU (dla okresw z odpowiednimi uzyskami solarnymi jest Ņrdþem

wspomagajĢcym system CWU poprzez dogrzewanie wody w grnej czħĻci zasobnika na

drodze wymiany ciepþa w wħŇownicy umieszczonej w zasobniku CWU). Woda podgrzana w

pompie ciepþa jest kierowana do wħŇownicy w zasobniku CWU oraz bufora CO (zasobnika)

przy pomocy pompy obiegowej. W przypadku braku moŇliwoĻci zapewnienia odpowiedniej

mocy cieplnej (w okresie ekstremalnie niskich temperatur) sterownik pompy ciepþa (ST-PC)

przeþĢcza zawr trjdrogowy w pozycjħ zaþĢczajĢcĢ kocioþ gazowy (K GAZ).

Sterownik ten jest poþĢczony ze sterownikiem kotþa, ktrego zadaniem jest m.in. odcinanie

obiegu CO poprzez zamkniecie zaworu na wlocie do zasobnika CO i wyþĢczenie pompy

obiegowej w ukþadzie CO (np. w lecie). Sterownik kotþa jest wysterowany przy pomocy

czujnikw temperatury w pomieszczeniach, z ktrych sygnaþ jest takŇe przekazywany do

sterownika pompy ciepþa oraz czujnikiem temperatury zewnħtrznej (wyþĢczenie pompy dla

niskich temperatur), ktry moŇe sterowaę tymi samymi procesami poprzez sterownik kotþa.

Dobr urzĢdzeı do systemu

W obliczeniach dla systemu solarnego posþugujħ siħ zaleceniami firmy Aparel i Viessman.

W pierwszym przypadku przy Ļrednim dziennym rozbiorze CWU (60-80 l/osobħ/dzieı)

liczba kolektorw pþaskich (o powierzchni 2,33 m 2 ) przypadajĢca na 1 osobħ powinna

wynosię 0,6, co daje dla rodziny 4 osobowej 3 kolektory. ObjħtoĻę zasobnika powinna

wynosię 240-320 l.

Zgodnie z zaleceniami Viessmana maksymalny dzienny uzysk ciepþa z 1 m 2 kolektora

pþaskiego wynosi 3,5 kWh/m 2 , co odpowiada iloĻci ciepþa niezbħdnego do podgrzania 60

litrw wody od temperatury 10 do 60»C. Minimalna powierzchnia kolektora pþaskiego

wymagana do przygotowania CWU (70 l/os wody dziennie) wynosi 70*4/60 = 4,67 m 2 , co

odpowiada 3 kolektorom pþaskim (þĢczna powierzchnia okoþo 6 m 2 ). Dla powierzchni

kolektorw 6 m 2 , w celu unikniħcia przegrzania, wymagany jest zasobnik o objħtoĻci 6*60 =

360 m 2 .

Ostatecznie ustalam liczbħ kolektorw pþaskich rwnĢ 3 i objħtoĻę zasobnika CWU na okoþo

360 l.

Doboru wymaga takŇe orurowanie, pompa obiegowa, zawr bezpieczeıstwa oraz naczynie

wzbiorcze. Zgodnie z zaleceniami firmy Aparel Ļrednica zewnħtrzna rury miedzianej zaleŇy

od liczby kolektorw i tak dla 1-6 sztuk powinna ona wynosię 18 mm.

W przypadku pompy obiegowej systemu solarnego powinny byę zapewnione nastħpujĢce

parametry:

Î Pompa obiegowa powinna mc pracowaę w trybie ciĢgþym w zakresie temperatur glikolu

20 CÔ120 C, oraz chwilowo w zakresie temperatur pþynu do 150 C;

Î PrħdkoĻę przepþywu czynnika grzewczego powinna zawieraę siħ w przedziale 0,3-0,5 m/s, a

strumieı przepþywu od 60-120 dm /h (1 Î 2 dm /min/kolektor);

Obieg solarny powinien byę tak zabezpieczony naczyniem wzbiorczym, aby przy

maksymalnej temperaturze obiegu kolektorowego czynnik grzewczy nie byþ wyrzucony przez

zawr bezpieczeıstwa, ktry dla ukþadw solarnych powinien zadziaþaę przy ciĻnieniu 6 bar.

Ma to miejsce, gdy pojemnoĻę naczynia wzbiorczego jest w przybliŇeniu rwna pojemnoĻci

obiegu pierwotnego tj. sumie pojemnoĻci kolektorw, rurociĢgu i wymiennika ciepþa Î

zostanie ona obliczona pŅniej.

W projekcie zakþadam, Ňe pompa ciepþa powinna zapewnię okoþo 95% zapotrzebowania

obliczeniowej mocy cieplnej tj. 0,95*12,6 kW = 11,97 kW powiħkszonej o moc potrzebnĢ dla

przygotowywania CWU (0,438 kW), czyli mieę moc okoþo 12,5 kW.

Dla zapewnienia takiej mocy potrzeba okoþo 12*50 m 2 = 6 ar dziaþki

Ze wzglħdu na zastosowanie pompy ciepþa ukþad grzewczy bħdzie skþadaþ siħ z grzejnikw

niskotemperaturowych.

Ponadto wysokoĻę podnoszenia kaŇdej pompy musi byę co najmniej rwna rŇnicy

wysokoĻci geometrycznych miħdzy najniŇej i najwyŇej poþoŇonymi punktami obiegu

powiħkszona o straty w obiegu.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: