wtorek, 16 września 2014

ciepło z powietrza

Jak wiadomo pompa ciepła do prawidłowej pracy pobiera ciepło z otoczenia, a im to powietrze otoczenia jest cieplejsze tym lepiej. Dlatego dość istotna jest kwestia nagrzania powietrza wejściowego w mroźne / chłodne dni, gdy nie ma możliwości wspomożenia gazowego czy olejowego.
Odpowiedź nasuwa się sama:
- solary powietrzne (w rurach płynie powietrze atmosferyczne, nagrzewane energią słoneczną, bezpośrednio do budynku),
- używamy dodatkowego kotła na inne paliwo, które skutecznie podniesie nam temperaturę (dodatkowy wydatek, konieczność rozpalenia, a w przypadku kotła na węgiel - brak kontroli nad mocą),
- wymiennik ciepła / rekuperator (zbędny wydatek, słaba sprawność),

Na zdrowy rozum budynek ma "darmowe" dogrzewanie, gdyż występuje mnóstwo "grzałek", nagrzewających skutecznie powietrze:
- domownicy + zwierzęta,
- urządzenia elektryczne i AGD,
- używana ciepła woda i wilgoć gromadząca ciepło,
1. Próbujesz zrobić coś więcej niż perpetum mobile! :D Przecież straty ciepła to nie tylko straty wentylacyjne! Główną stratą zawsze jest ucieczka ciepła przez przegrody - sciany, okna.
2. Takie układy stosuje się już od dawna w sytuacjach gdy powietrze wywiewane nie może się mieszać z powietrzem nawiewanym. Typowym przykładem są są szpitale. Mało tego taki układ (ale dobrze zaprojektowany i wykonany!) może służyć do chłodzenia albo ogrzewania. To ostatnie musi być "podparte" dodatkową nagrzewnicą - wodna /elektryczna - dla dużych mrozów i dokładności regulacji temp.
3. Koszty inwestycyjne są bardzo duże i niewspółmierne do osiąganych "oszczędności". Szczególnie dla małych instalacji.
4. Nie można doprowadzić do sytuacji gdy temp. powierza wywiewanego - za wymiennikiem -spada poniżej zera. Wtedy wymiennik (a w zasadzie woda ) zamarza! i .... nie ma przepływu powietrza.
Optymalnym rozwiązaniem jest GWC do wstępnego pogrzania wlotowego powietrza zewnętrznego tak aby jego temp. zawsze była powyżej zera.
Trzeba zrobić bilans energii/mocy. Może się okazać że PC i tak zmrozi wymiennik, co z resztą cyklicznie robi i go odszrania.
Układ jest trudny do zaprojektowania i wymaga super automatyki, która obejmuje i PC. Wg. mnie i tak powinno być drugie, w zasadzie podstawowe, źródło ciepła, albo dopływ (zmieszanie) powietrza zewnętrznego do parownika PC. Nie da się utrzymać temp. w domu odzyskując tylko ciepło z wentylacji! Nawet w domach tzw. pasywnych obliczeniowa ucieczka ciepła przez wentylację niewiele przekracza 50%. Resztę i tak trzeba "uzupełnić" z innego źródła.
Poza tym ta instalacja miałaby sens tylko dla bardzo pasywnego domu, gdzie wymagana moc grzewcza jest mała. Przy większej mocy grzewczej i stosunkowo niskiej temperaturze nawiewu (PC nie daje wysokich temp, max 45 oC) wymagany przepływ powietrza byłoby ogromny. Dużo większy niż przy prawidłowej wentylacji bytowej! Wiąże się to z "huraganami" w domu. Hałasem i mocno podnosi, i tak już nie małe, koszty inwestycyjne. Wentylatory o wiekszej wydajności. Kanały o większych przekrojach. Większe wymienniki. To tylko główne problemy. Dojdą zapewne i pomniejsze ale i one mogą być "kładące" sens całego przedsięwzięcia.
Nie wiem czy ktokolwiek robił coś takiego w domu jednorodzinnym?
Dla mnie bez sensu. Dużo taniej i prościej jest użyć pompy ciepła (nawet powietrznej) do grzania CO z podłogówką a do odzysku ciepła z wentylacji użyć rekuperatora najlepiej zasilonego GWC. Dla największych mrozów (max 14 -21 dni w roku) dogrzać farelkiem. "Zaoszczędzone" pieniądze lepiej przeznaczyć na ocieplenie domu.
Stąd w miejsce powietrza zewnętrznego dlaczegóż by nie używać już zagrzanego powietrza, usuwanego z budynku?
separator
Reasumując:
- wentylator PC zatłacza powietrze do domu (mamy więc wentylacje mechaniczną),
- powietrze jest wstępnie zagrzewane przechodząc przez strych, poddasze, gdzie zwykle ciepło się gromadzi, a następnie podawane na dom,
- zużyte, a co najważniejsze ciepłe i wilgotne (!) powietrze trafia bezpośrednio na pompę, która pracuje na maksymalnej mocy,
- zużyte i zimne powietrze z PC jest wyrzucane na zewnątrz budynku,

Na dobrą sprawę ma to sens, gdyż wszelkie straty ciepła pokrywane są w całości przez energię zużywaną na pracę pompy, a dzięki wykorzystaniu obiegu powietrza mamy wysoką sprawność systemu, również zimą, a i wentylacje w jednym.

ciepła woda

Pompa takiej mocy powinna sobie bez problemu poradzić z przygotowaniem takiej ilości wody. Należało by tylko obliczyć jak duży powinien być zasobnik CWU.
Producenci najczęściej podają średni czas bezawaryjnej pracy. Wg. mnie można ją postawić raczej obok. W lecie (i nie tylko) można z typowego solara (ok 4.5 m2 absorbera) wyjąć 4 kW mocy przez 6 godzin za 6*0.02 kW energii pompy. Więc jakie porównanie???
Oczywiście pompa powietrzna pracuje też przy zachmurzonym niebie i w nocy, ale też nie przez cały rok! Okres działania jest dużo większy niż solarów ale i koszty ciepła są duuużo większe.
Te dwa urządzenia nie powinno się przeciwstawiać sobie! One powinny się uzupełniać. A przy mrozach i tak większe szanse ma solar. Jednak najlepiej mieć jeszcze jedno źródło ciepła . Grzałka/ kocioł.
Te dywagacje "O wyższości.." tracą sens przy dostępności gazu.solar i pompa wyręczaja kocioł, ale pompa na oddane 4kW zużyje 1kW prądu, zaś solar dajac tyle energii zużyje 0, 02kW prądu, razy ilość godzin, to różnica kolosalna - 50 razy. Ale kiedy sloneczka braknie, to trzeba pompę i wszystko jasne - świetnie się uzupełniają. Zakup pompy, to ok 4000 PLN a solara 2x tyle. Wyjeżdżasz na weekend, czy urlop z solarem masz kłopot, bo musisz "zwalać" "tanio" wyprodukowaną wodę. Pompa czeka na hasło do pracy, a pracuje w każdą pogodę, również deszczową Zaczyna to wyglądać jak przepychanka marketingowa. Mało fizyki i ekonomi za to mnóstwo emocji. Od dwóch lat (w okresach poza zimą) wykorzystuję pompę ciepła do grzania wody. Pompe zbudowałem sam na bazie sprężarki CAJ4492Y. W bojlerze 200 litrowym woda podgrzewana jest tylko w górnej jego części (jakieś 10 do 15 cm) do temperatury 44 stopni. Załącz pompy przy temperaturze 39 st. Pompa nadąża podgrzewać hydraulik Radzymin wodę niezależnie od jej poboru. W okresie dłuższych wyjazdów można ją wyłączyć. Po jej włączeniu wystarczy 15 do 20 minut na podgrzanie wody do 44 stopni.
Pompa ciepła i solar to dwa różne urządzenia ich jedyną wspólną cechą jest to, że grzeją wodę.
Każde z urządzeń na swoje "zady i walety". Ocena które wybrać zależy bardzo od konkretnej sytuacji. Każdy obiekt jest inny. Nie ma ścisłej reguły : To jest lepsze a to gorsze!