Pobierz cały artykuł w formacie PDF

09
Dobór ogrzewania
hybrydowego
z Hewalex INTEGRA
Ogrzewanie hybrydowe to w ostatnich latach coraz popularniejsze rozwiązanie stosowane także w budynkach jednorodzinnych.
Nazwa „hybrydowe” stosowana jest częściej w ostatnim czasie, jednak tego typu systemy znane są od wielu lat. Za hybrydowy
uznaje się system korzystający z co najmniej dwóch rodzajów paliwa lub energii. W pełni na to miano powinny zasługiwać rozwiązanie
oparte o kolektory słoneczne, czy też pompy ciepła.
Rys.1. Zapotrzebowanie ciepła na cele grzewcze stanowi największą część rocznego bilansu energetycznego w domu mieszkalnym – zazwyczaj jest to od 60 do
80%. Ogrzewanie hybrydowe może wykorzystywać energię słoneczną zarówno do podgrzewania wody użytkowej, jak i wspomagania ogrzewania budynku.
//Zalety systemów hybrydowych
//Centralny punkt systemu
hybrydowego
Korzyści z zastosowania takiego rozwiązania związane są
m.in. ze zwiększonym poziomem bezpieczeństwa i komfortu
na przykład w razie awarii jednego ze źródeł ciepła. Możliwa
jest także rozbudowa istniejącego systemu grzewczego,
gdzie podstawowe źródło ciepła (np. kocioł na gaz płynny)
pozostaje jako szczytowe, a pompa ciepła typu powietrze/
woda przejmuje pracę przez większość sezonu grzewczego.
W systemie hybrydowym dąży się do tego, aby w określonych warunkach pracę podejmowało to źródło ciepła, które
zapewni najniższe koszty wytworzenia ciepła. Dlatego też
pompa ciepła pracuje np. do temperatury zewnętrznej -10˚C,
po czym pracę przejmuje kocioł gazowy.
Podgrzewacz Hewalex INTEGRA o konstrukcji „zbiornik
w zbiorniku” zapewnia 2-funkcyjną pracę instalacji solarnej –
podgrzewanie wody użytkowej i wspomaganie ogrzewania
(Rys.2.). Wewnętrzny zbiornik wody użytkowej zasilany od
dołu wodą wodociągową zapewnia intensywne schładzanie
dolnej strefy i efektywną pracę instalacji solarnej. Włącznie
z opcjonalną grzałką elektryczną dla podgrzewania wody
użytkowej, do podgrzewacza można podłączyć nawet 5 różnych źródeł ciepła.
>
Akademii Tadmar
15
1
CWU
P/CWU
SOL
t
CO/G
CO/P
ZT
KG
PDG/U
M
4
EKONTROL
230V/~50Hz
3
ZB
KS
NW/S
P/SOL
2
P/PDG
ZPS
NW/W
ZB
WZ
Rys.2. Przykładowy schemat hybrydowego systemu grzewczego
z podgrzewaczem uniwersalnym INTEGRA i 3 źródłami ciepła: kotłem
gazowym (KG), kotłem stałopalnym (KS) oraz instalacją solarną (SOL).
//Dobór układu hybrydowego.
Dobór mocy grzewczej głównego źródła ciepła uzależniony
jest od standardu energetycznego i wielkości budynku decydującego o maksymalnym zapotrzebowaniu ciepła (kW).
Z kolei instalację solarną wspomagającą pracę układu hybrydowego, należy dobrać tak, aby uzyskać jak najwyższe
pokrycie potrzeb ciepła, a jednocześnie zabezpieczyć się
przed negatywnymi skutkami zmniejszonego odbioru ciepła
poza sezonem grzewczym. Obecny stan techniki pozwala
budować tzw. „solarne” domy jednorodzinne, gdzie pokrycie
potrzeb energetycznych sięga nawet 80 do 100%. Częściej
jednak praktyczne zastosowanie znajdują instalacje solarne
pokrywające od 15 do 35% rocznych potrzeb ciepła. Dobór
instalacji 2-funkcyjnej (CWU + CO) powinien być prowadzony
za pomocą komputerowych programów symulacyjnych, ze
względu na dużą ilość danych obliczeniowych koniecznych do
uwzględnienia. Dla pewnych standardowych założeń wstępnych, możliwy jest dobór wielkości 2-funkcyjnej instalacji
solarnej za pomocą nomogramu (Rys.3.).
Rys.3. Nomogram doboru powierzchni apertury (czynnej) kolektorów
płaskich Hewalex dla 2-systemowej instalacji solarnej. Warunki graniczne
dla doboru: zużycie wody użytkowej CWU < 200 l/dzień, temperatura
45°C, nasłonecznienie standardowe dla Polski 1030 kWh/m² rok, III strefa
klimatyczna, system ogrzewania podłogowego 35/27°C, warunki zabudowy
kolektora słonecznego: kierunek południe (±45°), nachylenie 30÷45°. Zielony
obszar określa zakres standardowych zestawów solarnych oferowanych przez
firmę Hewalex.
16
Akademii Tadmar
Przykładowo dla domu energooszczędnego o powierzchni
160 m2 (Rys.1.), zastosowano zestaw solarny 8 SLP-INTEGRA800 złożony z 8 kolektorów KS2000 SLP i podgrzewacza INTEGRA 800/200. Efektem jest pokrycie potrzeb
ciepła na poziomie około 21% rocznie. (Rys. 4.).
Rys.4. Bilans rocznych potrzeb cieplnych domu 1-rodzinnego (Rys.1.)
o maksymalnym zapotrzebowaniu ciepła 9,6 kW, zużyciu wody użytkowej
150 litrów/dzień. Nadwyżka ciepła poza sezonem grzewczym jest
wykorzystywana do podgrzewania wody w basenie sezonowym.
Opłacalność inwestycji. Wspomaganie ogrzewania budynku
poprzez pracę instalacji solarnej, w takich krajach jak np. Niemcy, Austria czy Szwecja, stosowane jest w nowych domach
częściej niż standardowe układy pracujące na podgrzewanie
ciepłej wody użytkowej. Instalacje solarne do wspomagania ogrzewania są mniej efektywne od innych (uzysk ciepła
kWh/m² rok), ale niższy jest dla nich jednostkowy koszt inwestycji (zł/m2). Dlatego opłacalność inwestycji jest porównywalna ze standardowymi instalacjami solarnymi podgrzewającymi
wodę użytkową. W zależności od rodzaju podstawowego
paliwa i zakresu prac budowlanych oraz montażowych, okres
zwrotu kosztów może wynosić od około 6 do 12 lat.