Układy hybrydowe z automatyczną adaptacją punktu biwalentnego

Viessmann - rzetelna wiedza i doświadczenie w układach współpracy pomp ciepła i kotłów

Pod ciekawą nazwą „układ hybrydowy” można ukryć każdą instalację, która integruje w sobie co najmniej dwa źródła ciepła. Opisywany poniżej układ hybrydowy, to skojarzenie pod jedną obudową pompy ciepła powietrze/woda typu Split oraz kotła gazowego kondensacyjnego. Oczywiście połączenie dwóch urządzeń pod jedną obudową nie jest czymś szczególnie wyjątkowym. Na uwagę zasługuje tutaj przede wszystkim automatyka i jej funkcje, które zostały tak skonfigurowane, aby urządzenia z jednej strony maksymalnie chroniły środowisko naturalne przed emisją gazów cieplarnianych, a z drugiej zapewniały użytkownikowi możliwe duże oszczędności w rachunkach.

Współpraca pompy ciepła powietrze/woda z kotłem gazowym, olejowym lub na gaz płynny

W polskich warunkach klimatycznych pompa ciepła typu powietrze/woda musi współpracować z dodatkowym źródłem ciepła. W budynkach nowych, o niewielkiej mocy obliczeniowej sprawdzi się układ monoenergetyczny, a więc układ pompy ciepła we współpracy z grzałką elektryczną. Budynki modernizowane wymagały będą jednak nieco innego układu, tzw. biwalentnego. Taki układ to wzajemna współpraca pompy ciepła i kotła, zwykle tego który do pory ogrzewał budynek, jednak robił to nieekonomicznie.

Współpraca z kotłem może przebiegać w dwóch wariantach – jako układ alternatywny oraz jako układ równoległy. W obu przypadkach pompa ciepła powietrze/woda pracuje i pokrywa zapotrzebowanie do pewnej wartości temperatury zewnętrznej tzw. punktu biwalentnego, z taką zależnością, że im większa moc grzewcza dobranej pompy ciepła, tym niższa będzie wartość punktu biwalentnego, poniżej którego pompa wymaga dołączenia dodatkowego źródła ciepła.

Różnica pomiędzy pracą alternatywną, a równoległą pojawia się właśnie w momencie dołączania dodatkowego źródła ciepła.

Praca alternatywna powoduje wyłączenie pompy ciepła z pracy, a całość zapotrzebowania przejmuje kocioł – dodatkowe źródło ciepła.

Praca równoległa powoduje natomiast dołączenie do pracującej pompy ciepła kotła jako drugiego źródła ciepła i następnie oba urządzenia pokrywają zapotrzebowanie na energię budynku. W tym wariancie podstawowym źródłem ciepła jest pompa ciepła, a kocioł podnosi wstępnie zagrzaną wodę w instalacji c.o. do wartości wymaganej. Wybór sposobu współpracy pompy ciepła i kotła jako dodatkowego źródła ciepła zależy przede wszystkim od kosztów produkcji ciepła z kotła.

Automatyczna adaptacja punktu biwalentnego

Regulator urządzenia hybrydowego po wprowadzeniu danych dotyczących cen energii elektrycznej i paliwa współpracującego z pompą ciepła kotła sam ocenia, jaki rodzaj pracy biwalentnej wybrać.Co więcej, do wyboru użytkownik ma dwa kryteria współpracy – minimalna emisja CO2 do atmosfery, oraz minimalne koszty eksploatacyjne.

Kryterium minimalnej emisji CO2 do atmosfery (rys 1 i 2) podyktowane jest dbałością o środowisko i uzależnia wzajemną współpracę pompy ciepła i kotła jako dodatkowego źródła ciepła od wielkości emisji.

Kryterium minimalnych kosztów eksploatacyjnych (rys 3 i 4) polega na ocenie chwilowej efektywności pompy ciepła i ocenie czy dodatkowe źródło ciepła (kocioł) nie będzie tańsze w eksploatacji.

Zadanie wyboru kryterium pracy, minimum emisji CO2 do atmosfery lub minimalne koszty eksploatacyjne należy do użytkownika instalacji. Pozostałe zadania, a więc określenie punktów temperatury zewnętrznej przełączania pracy instalacji pomiędzy trybem równoległym, a alternatywnym jest realizowane dynamicznie przez automatykę pompy ciepła.

Warto na koniec dodać, że urządzenia tego typu staną się wkrótce bardzo powszechne, a to głównie za sprawą „Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/WE z 23.04.2009 w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych”, której przepisy powinny wejść w życie najpóźniej do 2015 roku.

 Z oferty firmy Viessmann…
…pompa ciepła powietrze/woda Vitocal 200-S we współpracy z kotłem gazowym lub olejowym

Vitocal 200-S w skrócie…

- Atrakcyjna cenowo pompa ciepła powietrze/woda o mocy grzewczej od 3,0 do 10,6 kW (powietrze 2°C/woda 35°C w znamionowym punkcie pracy).
-  Regulacja mocy i inwerter DC, zapewniający wysoką efektywność przy obciążeniach częściowych.
- Niskie koszty eksploatacji, dzięki wysokiemu współczynnikowi efektywności COP (Coefficient of Performance) wg EN 14511:do 4,6 (powietrze 7°C / woda 35°C) wzgl. do 3,5 (powietrze 2°C / woda 35°C).
- Maksymalna temperatura zasilania: do 55°C przy temperaturze zewnętrznej -15°C
- Odporna na wpływy atmosferyczne jednostka zewnętrzna z parownikiem, sprężarką, zaworem rozprężającym i wentylatorem.
- Jednostka wewnętrzna z energooszczędną pompą obiegu grzewczego, wymiennikiem ciepła, trójdrożnym zaworem przełączającym, grupą bezpieczeństwa i regulatorem,a w wersji ogrzewanie/chłodzenie – ze zintegrowanym elektrycznym podgrzewaczem przepływowym wody grzewczej.
- Łatwy w obsłudze regulator pomp ciepła Vitotronic 200 z wyświetlaczem tekstowo-graficznym.
-  Komfortowa wersja z odwracalnym obiegiem, umożliwiająca ogrzewanie i chłodzenie.



Zalety instalacji biwalentnych:
– wykorzystanie mocnych stron różnych źródeł ciepła;
– obniżenie kosztów zużycia i eksploatacji;
– wykorzystanie w dużym stopniu darmowej energii ze środowiska;
– zmniejszenie szkodliwej dla środowiska emisji CO2;
– wysokie bezpieczeństwo zaopatrzenia;
– większa niezależność od paliw kopalnych;
– zmniejszenie czasu eksploatacji istniejących instalacji.


Instalnews - bezpłatny biuletyn e-czasopisma InstalReporter 4/2017 6/2016 2/2016