Page 1

www.instalator.pl

nakład 11 015

019 5. 2

miesięcznik informacyjno-techniczny

nr 5 (249), maj 2019

l Ring „MI”: systemy energooszczędne

l Wymiana pompy ciepła l Oczyszczanie biogazu l Moc nagrzewnicy l Chłodzenie w cenie l Odporna armatura l Warstwy podłogówki

ISSN 1505 - 8336


Minimalna utrata ciśnienia przy wzroście przepływu w punkcie odbioru Szczelność wewnętrzna i zewnętrzna oraz ciche funkcjonowanie Zaprojektowany i wyprodukowany w Hiszpanii

Zawór REGULA do regulacji przepływu

bez

PRZECIEKÓW


ECADEMY

ZDOBĄDŹ 200 PUNKTÓW WIN & EARN PODCZAS SZKOLENIA NA PLATFORMIE ECADEMY Wymieniaj punkty na rozmaite nagrody Nasz nowy program lojalnościowy Win & Earn pozwala zdobyć 200 punktów za ukończenie każdego zadania na platformie szkoleniowej Ecademy, a także za udział w wybranych wydarzeniach firmy Grundfos. Możesz je później wymieniać na rozmaite nagrody.

4010826_GPL_GFI_Q1_Ad_WIN_EARN_207x293mm_5mmBleed_ART02_PAB.indd 1

200

punkt WIN & ów EARN!

3/11/19 5:36 PM


Szanowni Czytelnicy Energooszczędne systemy grzewcze są obecnie coraz częściej wybierane przez inwestorów podejmujących się budowy domów, biur, budynków użyteczności publicznej lub ich modernizacji. Z jednej strony rośnie świadomość związana z koniecznością oszczędzania energii, z drugiej strony stoją przepisy nakładające obowiązek stosowania coraz mniej energochłonnych urządzeń. Jak pisze autor w jednym z artykułów: „Energooszczędne budynki nie mogą funkcjonować bez wentylacji mechanicznej z rekuperacją. Za pomocą wentylacji mechanicznej możemy kontrolować zarówno ilość, jakość, jak i czystość powietrza wentylacyjnego”. Nie należy tu oczywiście zapominać o wykorzystaniu, w zależności od możliwości inwestora, wysokowydajnych systemów grzewczych opartych o pompy ciepła, fotowoltaikę, kotły kondensacyjne czy też wysokosprawne grzejniki, o których piszą autorzy w artykułach ringowych tego wydania „Magazynu Instalatora”. Armatura instalacyjna, oprócz tego, że powinna być funkcjonalna i estetyczna, musi też być odporna na zużycie. Szczególnie jeśli chodzi o te produkty, które zainstalowane są w miejscach publicznych. Mam tu na myśli przede wszystkim toalety publiczne, które są bardzo często narażone na różnego rodzaju akty wandalizmu ze strony użytkowników. Z tego powodu urządzenia tam zamontowane powinny zapewniać najwyższy poziom higieny, być niedemontowalne, bardzo proste w obsłudze, wodooszczędne, trwałe, odporne na zniszczenie, niezawodne w działaniu oraz zapewniające wyjątkowo wysoki komfort spłukiwania. Więcej informacji na temat tych rozwiązań znajdą Państwo w artykule pt. „Wytrzymała armatura”. W artykule pt. „Odcięcie paliwa” autorka podejmuje tematykę związaną z instalacjami gazowymi, o którą wielu z Państwa prosiło. Opisane są w nim wymogi projektowe, wykonawcze oraz eksploatacyjne w odniesieniu do poszczególnych typów armatury przeznaczonej na potrzeby instalacji gazowych. Mam nadzieję, że usystematyzuję to Państwa wiedzę w tym zakresie. Profesjonalnie wykonana instalacja powinna być wyposażona w odpowiedni rodzaj regulacji i sterowania. Temat ten podjęli zaproszeni eksperci w Poradniku ABC „Magazynu Instalatora”. Mam świadomość, że zakres produktowy jest bardzo obszerny i na kilku stronach nie da się o wszystkim napisać. Dlatego zapraszamy do kontaktu z autorami. Sławomir Bibulski

4

Na okładce: © 123RF.com


l

Ring „MI”: systemy energooszczędne s. 6 - 12

l Ciepłe warstwy (Lekka podłoga w ogrzewaniu powierzchniowym) s. 14 l Pasywa i aktywa (Chłodzenie budynków pompą ciepła) s. 16 l Czas na nowszy model (Modernizacja instalacji z pompą ciepła) s. 18 l Wariacje na instalacje (Schematy pomp ciepła) s. 20 l Ustawienie naczynia (Armatura w kotłowni) s. 22 l Ogrzewanie sklasyfikowane (Kotły na paliwa stałe) s. 24 l Pętle na sucho (Ogrzewanie ścienne) s. 26 l Cyrkulacja wskazana (Instalacje c.w.u.) s. 28 l Dobór nagrzewnic wodnych - fakty i mity s. 30 l Odpady instalacyjne s. 32

l

Uszczelnienie przeciwwodne s. 54

l Drożny wpust (Elementy uzbrojenia w pasie drogowym) s. 34 l Przetłaczanie w komorze (Pompownie ścieków w systemie kanalizacyjnym) s. 36 l Poczta „Magazynu Instalatora” s. 38 l Wytrzymała armatura (Sanitariaty wandaloodporne) s. 40 l Co tam Panie w „polityce”? s. 44 l Łazienka profesjonalna (Toalety publiczne okiem instalatora...) s. 46 l Wytyczne dla projektanta POŚ s. 48 l Woda nieskażona (Wtórne zanieczyszczenie wody do spożycia) s. 50 l Czyste ręce (Ja to dawniej o czystość dbano...) s. 52 l Kondensat i splity (strona sponsorowana SFA) s. 53 l Bariera dla wody (Chemia budowlana i uszczelnianie instalacji rurowych...) s. 54

l

Rekuperacja w wentylacji s. 56

ISSN 1505 - 8336

l Odzysk wskazany s. 56 l Zawory do gazu s. 58 l Kominy sklasyfikowane s. 60 l Nowości w „MI” s. 63 l Kominy koncentryczne s. 64 l Oczyszczanie biogazu s. 66

019 5. 2 www.instalator.pl

Nakład: 11 015 egzemplarzy Wydawca: Wydawnictwo „TECHNIKA BUDOWLANA“ Sp. z o.o., 80-156 Gdańsk, ul. marsz. F. Focha 7/4 Redaktor naczelny Sławomir Bibulski (s.bibulski@instalator.pl) Z-ca redaktora naczelnego Sławomir Świeczkowski (redakcja-mi@instalator.pl), kom. +48 501 67 49 70 Sekretarz redakcji Adam Specht Marketing Ewa Zawada (marketing-mi@instalator.pl), tel./fax +48 58 306 29 27, kom. +48 502 74 87 41 https://www.facebook.com/MagazynInstalatora/ Adres redakcji: 80-156 Gdańsk, ul. marsz. F. Focha 7/5 Ilustracje: Robert Bąk. Materiałów niezamówionych nie zwracamy. Redakcja zastrzega sobie prawo do skracania i redagowania tekstów. Redakcja nie odpowiada za treść reklam i ogłoszeń.

5


miesięcznik informacyjno-techniczny

5 (249), maj 2019

Ring „Magazynu Instalatora“ to miejsce, gdzie odbywa się „walka“ fachowców na argumenty. Każdy biorący udział w starciu broni swoich doświadczeń (i przeświadczeń...), swojego chlebodawcy bądź sponsora, swojej wiedzy i wiary. Przedmiotem „sporu“ będą technologie, materiały, narzędzia, metody, produkty, teorie - słowem wszystko, co czasem różni ludzi z branży instalatorskiej. Każdy z autorów jest oczywiście świadomy, iż występuje na ringu. W czerwcu na ringu: armatura i osprzęt instalacyjny do kotłowni...

Ring „MI”: systemy energooszczędne centrala wentylacyjna, odzysk ciepła, rekuperacja

Junkers Bosch Króćce przyłączeniowe kanałów powietrznych centrali Bosch Vent 5000 C „wychodzą” w górę, jednak ze względu na prowadzenie kanałów w budynku nie zawsze możliwe jest podejście z nimi do urządzenia od strony, od której byłoby to wygodne. Rekuperator Bosch Vent 5000 C ma jednak możliwość przezbrojenia urządzenia na miejscu instalacji w ciągu kilku minut i zmianę króćców nawiewnych na wywiewne i odwrotnie. Przepisy dotyczące zużycia energii w nowych budynkach są coraz bardziej restrykcyjne. Aby je spełnić, obiekty muszą być coraz lepiej izolowane. Jednak sama izolacja nie wystarczy. Aby spełnić wymagania przepisów, należy zastosować odpowiednie źródła ciepła, np. pompy ciepła lub wentylację mechaniczną z odzyskiem ciepła. Dodatkowo poprawianie szczelności budynku powoduje, że coraz częściej pojawiają się problemy z wentylacją, a raczej z jej brakiem. Bosch ma w swojej ofercie skuteczne rozwiązanie tego problemu - rekuperatory Bosch Vent 5000 C, które cechują się wysoką skutecznością odzysku ciepła do 90% według normy PN-EN 13141-7. Oznacza to, że wykorzystując te urządzenia, możemy zaoszczędzić większość energii, która przy normalnej wentylacji grawitacyjnej jest bezpowrotnie tracona, a świeże powietrze, które szczelinami dostaje się do budynku, musi być ponownie podgrzane, co oznacza określony nakład kosztów.

6

W typoszeregu urządzeń Bosch Vent 5000 C są 3 urządzenia: HR 140, HR 230 i HR 350 W.

Energooszczędna wymiana Odzysk ciepła w urządzeniu zachodzi w aluminiowym wymienniku krzyżowo-przeciwprądowym o dużej powierzchni wymiany ciepła. Warto także zwracać uwagę na gabaryty wymiennika, ponieważ im większy wymiennik, tym bardziej efektywny odzysk ciepła. Mały wymiennik nigdy nie odzyska tyle ciepła, co większy. Wykonanie z aluminium zabezpiecza przed degradacją, a wraz z upływem czasu wymiennik staje się łatwy do utrzymania w czystości. Wymiennik zainstalowany jest w obudowie wykonanej ze spienionego Pytanie do... Jakie udogodnienia oferuje dla instalatora centrala Bosch Vent 5000 C?

polistyrenu, która tworzy całkowitą bryłę. Jego gabaryty są przez to nieco większe, ale nie pojawiają się mostki cieplne, a zatem na powierzchni obudowy nie dochodzi do niekontrolowanego wykraplania się wody z powietrza. Powietrze przetłaczane jest przez dwa energooszczędne wentylatory, których prędkość można stopniować w zakresie od 1 do 4 stopni. Rekuperator ma wbudowany dogrzewacz elektryczny o modulowanej mocy, którego zadaniem jest zabezpieczenie wymiennika ciepła przed zamarznięciem, kiedy temperatura na zewnątrz budynku spadnie poniżej 0 °C. W lecie rekuperator wykorzystuje wbudowany bypass (obejście) wymiennika ciepła, który przełączany jest automatycznie, kiedy temperatura powietrza wywiewanego jest wyższa niż nawiewanego. Gdyby rekuperator nie był wyposażony w bypass, chłodniejsze powietrze z zewnątrz budynku byłoby podgrzewane w wymienniku. Utracony byłby wówczas efekt „chłodzenia”, co jest przecież bardzo pożądane latem.

Trzy rodzaje sterowania Sterowanie urządzeniem może odbywać się na 3 sposoby. Pierwszy z nich - poprzez standardowo wbudowany w każdy rekuperator regulator podstawww.instalator.pl


miesięcznik informacyjno-techniczny

wowy pozwalający na pracę automatyczną według programu czasowego lub pracę manualną, gdy użytkownik sam programuje prędkość pracy wentylatora. Funkcja „kominek” pomaga rozpalić w palenisku (zwiększona zostaje ilość powietrza nawiewanego, a zredukowana ilość powietrza wywiewanego przez 7 minut). W trybie „Lato” zatrzymany zostaje wentylator nawiewny, a pracuje tylko wywiewny, odprowadzając zużyte powietrze. Drugi sposób sterowania to pilot bezprzewodowy. Pilot wyposażony jest w duży czytelny wyświetlacz LCD, na ekranie którego można odczytać bieżące temperatury powietrza, temperaturę pomieszczenia, w którym znajduje się pilot, oraz stopień pracy wentylatora i bieżący czas. Oprócz funkcji oferowanych przez regulator podstawowy wbudowany w urządzenie dostępnych jest 10 programów czasowych, podczas których rekuperator zmienia prędkość pracy wentylatorów w zależności od ustawień w harmonogramie. Przykładowo, kiedy nikt nie jest obecny w budynku, prędkość wentylatorów zostaje zredukowana. Oprócz programów czasowych - po zainstalowaniu dodatkowych czujników lub jednego z nich, np. dwutlenku węgla, wilgotności powietrza - VOC Vent 5000 C może samodzielnie regulować prędkość wentylatorów w zależności od poziomu zanieczyszczeń pojawiających się w powietrzu. Poziom zanieczyszczeń powietrza jest również do odczytania na pilocie. Ostatnią możliwością regulacji jest sterowanie poprzez program komputerowy Configuration Tool, który jest do pobrania bezpłatnie na stronie internetowej marki Junkers. Program, oprócz opcji dostępnych za pomocą pilota, oferuje możliwość stworzenia indywidualnego programu czasowego pracy rekuperatora, a także rejestruje temperatury powietrza podczas pracy w postaci graficznej, daje dostęp do historii usterek oraz umożliwia zmiany bardziej zaawansowanych ustawień.

Udogodnienia Jakie udogodnienia oferuje dla użytkownika Bosch Vent 5000 C? Urządzenie nie wymaga ciągłej obsługi ze strony użytkownika. Jedyne, co musi być sprawdzane okresowo, to czystość filtrów. W przypadku urządzenia www.instalator.pl

5 (249), maj 2019

Bosch jest to bardzo łatwe. Nie potrzebne są do tego żadne narzędzia i nie trzeba niczego demontować. Zdejmując uszczelki z filtrów, do których dostęp znajduje się na frontowej obudowie, można wyjąć filtr i sprawdzić jego zanieczyszczenie. Standardowo urządzenie dostarczane jest z filtrami klasy G4. Jednak istnieje również możliwość zmiany filtrów na klasę F7, która charakteryzuje się podwyższonym stopniem dokładności filtracji. Dodatkowo każdy rodzaj sterowania rekuperatora ma funkcję przypominania o konieczności skontrolowania czystości filtra, dzięki czemu użytkownik nie musi sam o tym pamiętać. Bosch pomyślał również o udogodnieniach dla instalatora. Króćce przyłączeniowe kanałów powietrznych „wychodzą” w górę, jednak ze względu na prowadzenie kanałów w budynku nie zawsze możliwe jest podejście z nimi do urządzenia od strony, od której byłoby to wygodne. Rekuperator Bosch Vent 5000 C ma jednak możliwość przezbrojenia urządzenia na miejscu instalacji w ciągu kilku minut i zmianę króćców nawiewnych na wywiewne i odwrotnie.

Osprzęt Oprócz samego rekuperatora Bosch wprowadził także do oferty system kanałów powietrznych do rozprowadzenia powietrza w budynku. System składa się

z kanałów głównych wykonanych z materiału EPP o rozmiarach Ø125 lub Ø160 mm, który stanowi jednocześnie materiał izolacyjny, skrzynek dystrybucyjnych o różnych wielkościach z tworzywa sztucznego, kanałów powietrznych z tworzywa sztucznego okrągłych i płaskich. Wysokość kanałów płaskich wynosi 50 mm, dzięki czemu można je prowadzić w podłogach. Kanały okrągłe z tworzywa o rozmiarze Ø75 mm można zaginać w dowolnym kierunku. Oba systemy rozprowadzenia powietrza są wykonane z materiałów antystatycznych i antyalergicznych. Skrzynki rozdzielcze powietrza nadają się do obydwu rodzajów kanałów. Cały system łączy się na tzw. „klik”, czyli po włożeniu jednego elementu w drugi słychać charakterystyczne zatrzaśnięcie. Nie wymaga on żadnego smarowania czy dodatkowych uszczelek. Liczba elementów systemu jest ograniczona i nie wymaga on dużej ilości różnych kształtek. Bosch planuje również wprowadzenie do swojej oferty bezpłatnego programu doborowego, który oprócz doboru urządzenia wentylacyjnego będzie również obliczał przepływy w kanałach powietrznych, nastawy kryz, przygotowywał zestawienia materiałów oraz przygotowywał ofertę cenową na cały system. Nieprawidłowy dobór urządzenia skutkuje przewymiarowaniem centrali wentylacyjnej, czyli wyższymi kosztami inwestycyjnymi oraz wyższymi kosztami eksploatacji, ponieważ wymieniana jest większa ilość powietrza niż rzeczywiście potrzebna.

Podsumowanie Trzeba pamiętać, że wentylacja z odzyskiem ciepła ma przynieść nie tylko wymierne korzyści materialne związane z oszczędnością energii, ale przede wszystkim ma zapewnić prawidłową wentylację, czyli dostarczać świeże i czyste powietrze, a zatem zapobiegać schorzeniom dróg oddechowych i różnego rodzaju schorzeniom alergologicznym. Bosch będzie rozwijać paletę urządzeń do kontrolowanej wentylacji, aby zapewnić swoim klientom najwyższe standardy bytowe w budynkach. Najbliższa premiera nowego typu urządzeń będzie miała miejsce w połowie roku, kiedy zostanie zaprezentowana wentylacja mieszkaniowa. Grzegorz Łukasik

7


miesięcznik informacyjno-techniczny

5 (249), maj 2019

Ring „MI”: systemy energooszczędne ogrzewanie, c.w.u., wentylacja, klimatyzacja

Galmet Energooszczędne systemy grzewcze to dzisiaj rozwiązania najczęściej wybierane przez Polaków podczas budowy lub modernizacji domu. Energia słoneczna stanowi w nich większość energii wykorzystywanej do ogrzewania domów, wody użytkowej i coraz częściej do kompletnego zasilania budynków w energię elektryczną. Każda kolejna inwestycja tego typu potwierdza fakt, że przyszłość to OZE! Trend ten jest widoczny również w strategii rozwoju największego polskiego producenta systemów grzewczych - firmy Galmet. Wykorzystywana do zasilania urządzeń OZE energia promieniowania słonecznego jest bowiem przede wszystkim darmowa! Jest źródłem naturalnym, ogólnodostępnym i czystym. Przetwarzana z pomocą gruntowych (energia cieplna zgromadzona w gruncie) i powietrznych (energia cieplna pozyskiwana z powietrza) pomp ciepła ogrzewa dzisiaj większość nowo powstałych domów w Polsce. Przetwarzana z pomocą kolektorów słonecznych lub systemów fotowoltaicznych pozwala na ogrzewanie wody użytkowej lub produkcję energii elektrycznej. Za każdym razem jest to energia darmowa, a w przypadku gruntowych czy powietrznych pomp ciepła może stanowić nawet 80% energii potrzebnej do ogrzewania budynków. Większość nowo budowanych dzisiaj domów posiada jednak przynajmniej jedno urządzenie zasilane OZE. Najczęściej są to pompy ciepła, rekuperatory i/lub systemy fotowoltaiczne. To właśnie produkcja pomp ciepła będących podstawą Hybrydowych Systemów Grzewczych rozwija się najszybciej. Widać to bardzo dobrze na przykładzie firmy Galmet. W ofercie firmy są już powietrzne i gruntowe pompy ciepła drugiej generacji o mocy do 42 kW, które mogą zasilać nie tylko domy

8

jednorodzinne, ale i duże obiekty inwestycyjne. Wyprodukowany przez jednego producenta innowacyjny i zaawansowany system hybrydowy to dla użytkownika gwarancja wysokiej sprawności, oszczędności i niezawodności. Rynek hybrydowy w Polsce rozwija się bardzo szybko. Obecnie coraz częściej inwestorzy decydują się na ogrzewanie przy zastosowaniu tego typu rozwiązań. Hybrydy grzewcze stanowią połączenie w jednym systemie więcej niż jednego urządzenia służącego do zapewnienia ciepłej wody użytkowej i do ogrzewania. Produkty, o które oparty jest układ grzewczy, czerpią energię z różnych źródeł (np. gruntu, powietrza, peletu).

W stronę OZE Rozwiązania hybrydowe bardzo często obejmują jedynie urządzenia wykorzystujące odnawialne źródła energii. Możliwe jest bowiem skonfigurowanie w system kilku tego typu produktów.

Hybrydę może tworzyć np. pompa ciepła powietrzna. W polskich warunkach wymaga czasami wspomagania innym szczytowym źródłem ciepła (np. kotłem peletowym lub gazowym), szczególnie w modernizowanych instalacjach, ale przy obecnym klimacie pompa ta pracuje samodzielnie przez 99% roku. Dodatkowo, aby maksymalnie wykorzystać darmową energię słoneczną, do systemu można włączyć również kolektor słoneczny. Systemy hybrydowe stają się coraz popularniejsze wśród klientów właśnie dlatego, że pozwalają na realne oszczędności i są bardziej przyjazne dla środowiska niż tradycyjne systemy.

Energooszczędny system grzewczy = pompy ciepła Najwydajniejszym systemem do kompleksowego ogrzewania domu i c.w.u. jest gruntowa pompa ciepła połączona z ogrzewaniem podłogoPytanie do... Jakie są zalety energooszczędnych systemów hybrydowych? wym. Instalacja ogrzewania podłogowego stanowi naturalny bufor ciepła i pozwala na długotrwałe magazynowanie energii. Porównując to rozwiązanie OZE z tradycyjnymi systemami ogrzewania, otrzymujemy wyraźne potwierdzenie słuszności wyboru. Porównanie rocznych kosztów ogrzewania i c.w.u. dla domu jednorodzinnego przedstawia poniższy przykład. Parametry uwzględnione w projekcie: l powierzchnia ogrzewanych pomieszczeń: 120 m2 l zapotrzebowanie cieplne budynku - wartość projektu lub audytu zgodnie z normą PNEN 12831: 6 kW l liczba mieszkańców: 4 www.instalator.pl


miesięcznik informacyjno-techniczny

l

zapotrzebowanie dobowe na ciepłą wodę: 200 l l dodatek mocy pompy ciepła na potrzeby c.w.u. - 0,25 kW l instalacja ogrzewania podłogowego: 100% - bez dodatkowej regulacji l maksymalna projektowa temperatura zasilania: 35 °C l maksymalna projektowa temperatura powrotu: 30 °C l lokalizacja: strefa klimatyczna II l temperatura zadana pomieszczeń: 20 °C l temperatura c.w.u.: 50 °C l cena energii elektrycznej: 0,6 zł /kWh. Zastosowane urządzenia: l Maxima 7 GT - gruntowa pompa ciepła w klasie energetycznej A++, mocy grzewczej 7,25 kW i COP na poziomie 4,32 (przy B0W35, zgodnie z normą EN 14511); l SGW(S) Maxi 250 - ekonomiczny wymiennik c.w.u. o pojemności nominalnej 250 l dedykowany do pomp ciepła. W powyższym systemie dolne źródło ciepła, z którego pobierane jest ciepło do instalacji stanowi grunt. W zależności od wielkości działki, jakości gruntu i preferencji właściciela zalecane jest wykonanie 2 odwiertów pionowych o długości 70 m każdy lub kolektora poziomego o powierzchni 280 m2. Obliczenia długości odwiertów oraz powierzchni kolektorów poziomych przedstawiono na rys. 1.

5 (249), maj 2019

Wybierając klasyczny system ogrzewania na paliwo stałe, musimy uwzględnić dodatkowe koszty: l zakup kotła na paliwo stałe: ok. 10000 zł l wykonanie instalacji i osprzęt: 5000 zł l komin (wszystkie koszty): 7000 zł l pomieszczenie opału: 5 m2 x 2000 zł/m2 l pomieszczenie kotłowni: 8 m2 x 2000 zł/m2. Razem: ok. 48 000 zł. Kwota ta stanowi równowartość większości kosztów instalacji z pompą ciepła. Pozostałą kwotę zniweluje w ciągu kilku pierwszych lat użytkowania różnica w bieżących kosztach użytkowania.

Możliwość dofinansowania

Dodatkowo zyskujemy: l komfort obsługi l ogrzewanie domu i c.w.u. zasilane z

OZE l nowoczesne, bezobsługowe rozwiązanie l „czysty” system ogrzewania l zdrowsze powietrze w naszej okolicy.

Dom bez rachunków

Wykres wyraźnie przedstawia, że najniższe koszty użytkowania instalacji c.o. i c.w.u. otrzymamy, wybierając gruntową pompę ciepła.

Wykres. Porównanie rocznych kosztów ogrzewania i c.w.u. www.instalator.pl

Zadaniem poradnika jest pomoc projektantom, architektom i instalatorom w zakresie doboru i projektowania systemu składającego się z instalacji fotowoltaicznej, pompy ciepła oraz zasobników ciepła i ciepłej wody w domach jedno- lub dwurodzinnych. Główną korzyścią związaną z budową „domu bez rachunków” jest optymalne połączenie ekonomii, komfortu i ekologii dla mieszkańców. Jest to również indywidulany wkład w trwałą likwidację smogu i walkę z globalnym ociepleniem klimatu (źródło PORTPC).

Oprócz Hybrydowych Systemów Grzewczych z pompą ciepła dodatkową korzyść stanowi połączenie ich z systemem rekuperacji oraz fotowoltaicznym. Odpowiednio dobrana instalacja PV pozwala na otrzymanie „Domu bez rachunków”, w którym jedyne koszty ogrzewania, ciepłej wody i energii elektrycznej stanowią opłaty stałe i wynoszą ok. 20 zł miesięcznie. Ogólnopolską akcję edukacyjną promującą ideę „Domu bez rachunków” prowadzi - w ramach Porozumienia Branżowego na rzecz Efektywności Energetycznej (POBE) - Polska Organizacja Rozwoju Technologii Pomp Ciepła - PORTPC. Specjalnie dla osób planujących budowę domu, instalatorów, architektów powstał poradnik „Dom bez rachunków”.

Osoba inwestująca w system hybrydowy ma możliwość uzyskania dofinansowania i/lub pożyczki na jego zakup oraz instalację w ramach programów lokalnych PONE, jak i ogólnopolskiego programu „Czyste Powietrze” realizowanego przez Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. NFOŚiGW promuje w ten sposób nowe technologie OZE oraz postawy prosumenckie, podnosząc jednocześnie świadomość ekologiczną użytkowników urządzeń grzewczych.

Skuteczne doradztwo W każdym przypadku, wybierając system grzewczy, najważniejszy jest wybór sprawdzonego producenta, który zapewni kompletne rozwiązanie oraz dobór urządzeń optymalnych dla danej inwestycji wykonany przez wykwalifikowanego projektanta lub instalatora. W każdym przypadku systemy hybrydowe dobierane są do indywidualnych oczekiwań klienta. Odpowiadające potrzebom klienta urządzenia konfigurowane są w specjalne Hybrydowe Systemy Grzewcze. To daje gwarancję ich bezawaryjności, funkcjonalności i efektywności. Osoby inwestujące w Hybrydowe Systemy Grzewcze Galmet zyskują dzięki temu ogromne zniżki. Profesjonalne doradztwo w doborze produktów dla danej inwestycji oraz w pozyskaniu dofinansowania świadczą specjaliści Krajowego Centrum Doradztwa Techniki Grzewczej Galmet. Julia Sobaszek

9


miesięcznik informacyjno-techniczny

5 (249), maj 2019

Ring „MI”: systemy energooszczędne ogrzewanie, klimatyzacja, wentylacja

LG Nadrzędną ideą systemów energooszczędnych jest zminimalizowanie kosztów związanych z ogrzaniem, chłodzeniem czy wentylacją budynku. Instalacje te do prawidłowego funkcjonowania, muszą być prawidłowo zwymiarowane i zainstalowane. Na ogólną energooszczędność budynku bardzo duży wpływ ma również wysoki stopień izolacyjności przegród budowlanych zewnętrznych, niwelacja termicznych mostków cieplnych, a także wysokiej jakości stolarka okienna, które charakteryzują się niskim współczynnikiem przenikania ciepła U [W/(m2 * K)]. Dzięki tym elementom konstrukcyjnym zapotrzebowanie budynku na ciepło czy chłód jest wyraźnie niższe.

Rozwiązania zaawansowane LG Electronics wychodzi naprzeciw oczekiwaniom klientów i użytkowników końcowych, proponując zaawansowane rozwiązania w dziedzinie HVAC. Dla segmentu budownictwa energooszczędnego, takiego jak domy jednorodzinne, proponujemy wysoce efektywne pompy ciepła Therma V typu powietrze-woda. Dzięki wykorzystaniu czynnika chłodniczego oraz zjawisk termodynamicznych zachodzących w instalacji - system jest w stanie przekształcić energię cieplną zawartą w powietrzu na ciepło do ogrzania domu poprzez instalację centralnego ogrzewania czy przygotowanie ciepłej wody użytkowej. Dodatkowo pompy ciepła w okresie letnim z powodzeniem mogą współpracować z klimakonwektorami odpowiedzialnymi za chłodzenie pomieszczenia. Systemy wykorzystują technologię inwerterową, co sprawia, że są wysokowydajne i oszczędne. Pompy ciepła LG Electronics zostały opracowane w sposób umożliwiający zastosowanie zarówno w nowych obiektach, jak i dla modernizowanych instalacji grzewczych w istniejących budynkach. Technologia inwerterowa i

10

optymalizacja podzespołów, takich jak pompa wodna, wymiennik ciepła i silnik wentylatora, zapewniają doskonałą efektywność energetyczną. Ponadto technologia kontroli ciśnienia czynnika zapewnia stabilną wydajność grzewczą w niskiej temperaturze i sprawia, że bez trudu osiągane są docelowe parametry pracy. Sterowanie pompami ciepła LG Electronics zapewnia wiele funkcji energooszczędnych. Jedną z nich jest automatyczny tryb pracy sezonowej, w którym temperatura wody zasilającej będzie się automatycznie zmieniać względem zmian temperatury zewnętrznej.

rej zastosowano silne magnesy neodymowe. Taka sprężarka ma lepszą wydajność od standardowych urządzeń inwerterowych prądu zmiennego i jest zoptymalizowana pod względem wydajności sezonowej.

Sterowanie Dual Sensing

Systemy klimatyzacji VRF Multi V LG Electronics to również zaawansowane systemy gwarantujące oszczędność energii podczas eksploatacji. Dzięki zastosowaniu kilku rozwiązań układy te w sposób inteligentny reagują na zmieniające się środowisko zewnętrzne. Całkowite obciążenie chłodnicze składa się z ciepła jawnego i utajonego. Najważniejszy jest fakt, że obciążenie chłodnicze jest silnie zależne od wilgotności otoczenia, która ma na nie o wiele większy wpływ niż temperatura panująca na zewnątrz. Z tego powodu zastosowane w MULTI V 5 sterowanie Dual Sensing rejestruje temperaturę oraz wilgotność, a następnie, po dogłębnej analizie obciążenia związanego z ciepłem jawnym i utajonym, wykorzystuje zmierzone dane do sterowania obciążeniem. PoRys. 1. Therma V typu powietrze-woda. maga to zapobiegać występowaniu nadmiernej wartości obciążenia chłodTyp pracy sezonowej można zastosować niczego, zapewniając użytkownikom zarówno do trybu grzania, jak i chło- przyjemne i komfortowe środowisko dzenia, zmniejszając koszty eksploata- przy zmniejszonym zużyciu energii. cji o około 15%. Intuicyjny interfejs steMulti V 5 gwarantuje możliwość storownika pozwala m.in. na optymaliza- sowania w różnych warunkach klimację logiki ustawiania harmonogramów tycznych i w obiektach o różnym przepracy, tj. ustawianie okresu pracy, daty, znaczeniu dzięki szerokiemu zakresowi czasu włączenia/wyłączenia, trybu pra- pracy zarówno w trybie grzania, jak i cy, temperatury docelowej. chłodzenia. Pompa ciepła THERMA V jest wyNawet w ekstremalnych warunkach posażona w sprężarkę BLDC, w któ- klimatycznych MULTI V 5 może zapewnić stabilne ogrzewanie i chłodzePytanie do... nie budynku. Dzięki ulepszonym podJaki współczynnik ESEER mogą zespołom i technologii pracy opracoosiągnąć Państwa urządzenia? wanym przez firmę LG tryb ogrzewania www.instalator.pl


miesięcznik informacyjno-techniczny

może przebiegać w tak ekstremalnie niskiej temperaturze, jak -25 °C. W przypadku chłodzenia MULTI V 5 może pracować od -15 °C do 48 °C. Dzięki szerokiemu zakresowi pracy może on perfekcyjnie realizować operację chłodzenia przy niskich temperaturach otoczenia, co czyni go odpowiednim do zastosowań w specjalizowanych lokalizacjach, takich jak serwerownie.

ESEER = 9,15 LG oferuje najbardziej ekonomiczne rozwiązanie o najwyższej światowej klasie efektywności energetycznej. Zwiększona niezawodność w oparciu o sprężarkę inwerterową LG Ultimate Inverter Compressor oraz pozostałe podzespoły, a także najbardziej rozwinięta technologia sterowania wykorzystująca optymalizację cyklu pracy i sterowanie Dual Sensing Control, analizujące zarówno temperaturę, jak i wilgotność, spowodowały osiągnięcie najwyższej na świecie klasy sezonowej efektywności energetycznej (ESEER) o wartości 9,15. Porównując to z innymi istniejącymi systemami HVAC, MULTI V 5 pozwala uzyskać najbardziej efektywną ekonomicznie wydajność systemu. W rozwiązaniach LG została zwiększona wydajność dzięki wentylatorowi o zaawansowanej technologii. W oparciu o technologię biomimetyczną wentylatory MULTI V 5, w porównaniu do poprzedniego modelu, zwiększyły natężenie przepływu powietrza o 10% oraz zmniejszyły zużycie energii nawet do 20%. To ostatecznie prowadzi do maksymalnej skuteczności przy dużej wydajności.

5 (249), maj 2019

Rys. 2. Automatyczny tryb pracy sezonowej.

Inteligentne zarządzanie energią Funkcja zarządzania energią MULTI V 5 umożliwia analizę dotychczas zebranych danych w celu uprzedniego prognozowania zużycia energii i zapobiegania poprzez systematyczną regulację wydajności, przekraczanie miesięcznych planów jej zużycia. Funkcja inteligentnego zarządzania energią automatycznie reguluje siedmioma poziomami zarządzania energią, takimi jak zarządzanie wydajnością sprężarki czy stopień kontroli pracy jednostki wewnętrznej. Użytkownicy w każdej chwili mogą monitorować zużycie energii i skutecznie zarządzać swoimi rachunkami za energię elektryczną. Pod względem systemów energooszczędnych LG Electronics posiada w swojej ofercie również centrale wentylacyjne z odzyskiem ciepła ERV i ERV DX. Urządzenia te wyposażone są w wysokowydajny wymiennik ciepła, który odzyskuje energię z powietrza usuwanego z pomieszczeń i przekazuje ją do napływającego świeżego powietrza, nie dopuszczając do wymieszania się obu strumieni. Ponadto jednostki

ERV mogą z powodzeniem współpracować z systemem klimatyzacji. Jednostki oprócz wielu innych funkcji posiadają tryb chłodzenia nocnego. Odprowadzanie ciepła z wnętrza podczas letnich nocy i dostarczanie tam chłodnego powietrza z zewnątrz pozwala oszczędzać energię. Z kolei jednostki ERV DX wyposażone są dodatkowo w chłodnicę freonową. W okresie letnim mogą schładzać ciepłe powietrze napływające z zewnątrz, a zimą zapobiegać nawiewaniu zimnego powietrza, doprowadzając ogrzane powietrze. Centrala wentylacyjna LG ERV DX może służyć jako kompleksowe rozwiązanie systemu klimatyzacji. Wykorzystując wymiennik DX, można kontrolować temperaturę powietrza w pomieszczeniu, natomiast nawilżacz powietrza stwarza komfortowe warunki otoczenia we wnętrzu. W lecie centrala ERV DX kontroluje stan powietrza w pomieszczeniach poprzez schładzanie i osuszanie pobieranego powietrza zewnętrznego. W zimie natomiast powietrze napływające z zewnątrz jest ogrzewane i nawilżane.

Współpraca z systemem MULTI V Centrala wentylacyjna LG ERV DX może współpracować z systemem MULTI V. Można ją kontrolować indywidualnie poprzez przewodowy zdalny sterownik podłączony do jednostek wewnętrznych MULTI V. Od wielu lat LG Electronics nieustannie ulepsza swoje rozwiązania w celu maksymalizacji wydajności i efektywności urządzeń, zapewniając użytkownikom komfort i oszczędność energii podczas eksploatacji systemów. Dzięki temu dążymy do bycia w ścisłej czołówce na rynku HVAC w Polsce i na świecie. Rys. 3. Schemat pracy trybu nocnego chłodzenia. www.instalator.pl

Jakub Lejman

11


miesięcznik informacyjno-techniczny

5 (249), maj 2019

Dziś na ringu „MI”: systemy energooszczędne grzejnik aluminiowy, ogrzewanie

KFA Armatura Grzejniki aluminiowe KFA Armatura charakteryzują się wartością mocy cieplnej dla średniej temperatury 50 °C na poziomie nawet o 90% większym niż w popularnych stalowych grzejnikach płytowych tej samej masy. Wszystko zaczyna się od małych sztabek aluminium zwanych gąskami. Do produkcji naszego grzejnika stosowany jest wysokiej jakości materiał o podwyższonych wymaganiach dla grupy pierwiastków składu chemicznego wg standardu Armatura w oparciu o normę PN-EN 1676. Co ważne badamy ten skład przy pomocy spektrometru typu Spectromax, a także sprawdzamy strukturę krystalograficzną przy pomocy mikroskopu. Gąski trafiają do pieca topielnego, gdzie materiał topiony jest w temperaturze około 850 °C, a następnie transportowany jest do pieców podgrzewczych zainstalowanych przy maszynach odlewniczych. Potem odlewy są ściśle kontrolowane zarówno wizualnie, jak i przy pomocy aparatu rentgenowskiego. Później po obróbce, czyli szlifowaniu, zgrzewaniu zaślepek, gwintowaniu i skręceniu zestawów, grzejniki podlegają kontroli szczelności. Kolejnym krokiem jest zabezpieczanie antykorozyjne w procesach anaforezy i fluorocyrkonowania. Dzięki malowaniu anaforetycznemu uzyskujemy trwałą powłokę wysoko odporną na korozję, co pozwala montować nasze grzejniki z instalacjami miedzianymi. Ostatni etap to malowanie elektrostatyczne farbą proszkową i polimeryzacja farby proszkowej w piecu (temperatura ok. 200 °C). Potem już tylko pakowanie i grzejniki wyruszają w podróż do klientów. l Efektywność grzewcza - Wartość mocy cieplnej dla średniej temperatury 50 °C na poziomie

12

nawet o 90% większym niż w popularnych stalowych grzejnikach płytowych tej samej masy. - Szybkie nagrzewanie ze względu na małą masę jednostkową i świetną

przewodność cieplną aluminium. Nagrzewają się nawet kilka razy szybciej niż w stalowych modelach płytowych i żeliwnych o podobnej mocy i aż kilkanaście razy szybciej niż w przypadku ogrzewania podłogowego.

- Specjalne ukształtowanie wylotów powietrza: ogrzane powietrze jest kierowane bezpośrednio do środka pomieszczenia, a nie w górę odbijając się od parapetu. Pytanie do... Jaka jest przewaga grzejników aluminiowych nad grzejnikami stalowymi i żeliwnymi?

l

Mniejsze zużycie wody - niższe koszty Ograniczona jest ilość zużywanej wody dzięki wąskim kanałom. Gdy w grzejniku aluminiowym pracują 3 l wody, to w modelu stalowym o tej samej mocy może być to już 7 l, żeliwnym - 15 l, a w ogrzewaniu podłogowym nawet 50 l. Znacząco obniża to koszty jej funkcjonowania. l Łatwy montaż i konfiguracja Grzejniki aluminiowe KFA Armatura sprzedawane są jako członowe, więc z łatwością można dopasować potrzebną moc grzewczą. Możliwy jest zakup konfiguracji od pojedynczego panelu aż do zestawów 10-elementowych. Dostępne są grzejniki z bocznym, jak i dolnym podłączeniem o standardowym rozstawie 50 mm, co oznacza, że można z łatwością podmienić grzejniki w instalacji, w której do tej pory pracowały grzejniki stalowe. Wykorzystanie uniwersalnych przyłączy krzyżowych prostych lub kątowych oraz możliwość montażu członów zasilających z prawej lub lewej strony grzejnika decyduje o innowacyjności i unikatowości rozwiązania KFA Armatura. Grzejnik aluminiowe marki KFA Armatura bez najmniejszego problemu można podłączać do instalacji miedzianej, dzięki zastosowaniu ochronnych warstw antykorozyjnych już na etapie produkcji. l Jakość i gwarancja - 20 barów: KFA Armatura produkuje grzejniki najwyższej jakości, które są specyfikowane na wysokie ciśnienie robocze. - 20 lat gwarancji. Barbara Stefańczyk www.instalator.pl


JEDNO Z NAJNOWOCZEŚNIEJSZYCH CENTRÓW LOGISTYCZNYCH NASZYCH CZASÓW. I największy magazyn produktów, które tak właściwie są już niedostępne. Zarówno przy zamówieniach jednego z naszych nowoczesnych systemów, jak i pojedynczych części zamiennych, które już dawno zostały wycofane z bieżącej sprzedaży, przykładamy równie wysoką wagę do nieograniczonej dostępności, jak i do bezwzględnej terminowości. Ponieważ tylko w ten sposób możemy dostarczyć dokładnie to, dokładnie wtedy i dokładnie tam, gdzie jest to potrzebne – bez żadnych kompromisów. Viega. Connected in quality.

Centrum logistyczne Viega, Attendorn-Ennest, Niemcy

viega.pl/O-nas

190410DU_Image_Logistik_PL_207x293_Magazyn_Instalatora_F39.indd 1

20.03.19 16:34


miesięcznik informacyjno-techniczny

5 (249), maj 2019

Lekka podłoga/ściana w systemie ogrzewania powierzchniowego

Ciepłe warstwy Artykuł omawia wybrane cechy charakteryzujące system lekkiej, ogrzewanej podłogi mające wpływ na zapewnienie bezpieczeństwa użytkowania budynku przy jego projektowaniu i realizacji. Podsumowanie badań w zakresie inżynierii sanitarnej lekkiego grzejnika powierzchniowego zostało opisane w ostatnich dwóch artykułach „Magazynu Instalatora” [1, 2]. Znajdziemy tam informacje o możliwościach zastosowania systemu lekkich grzejników płaszczyznowych (niewymagających ułożenia mokrych lub suchych jastrychów/okładzin) w poziomie i pionie na ścianach. W artykułach podano również wyniki badań własnych, literatury światowej w tym zakresie, wymieniono zalety i wady systemu, jego efektywność energetyczną oraz korzyści ekonomiczne. Przedmiotowy system może być wydajny nie tylko pod względem ogrzewania, ale i chłodzenia. Jest bardzo efektywny i przeznaczony do wykorzystania przy odnawialnych źródłach energii, ponieważ do jego zasilania potrzebne są niewielkie temperatury. Konkluzją całości artykułów była konieczność zadbania nie tylko o aspekt inżynierii sanitarnej, ale też o sprawdzenie wytrzymałości mechanicznej nowego rozwiązania konstrukcyjnego grzejników powierzchniowych. Opisując zagadnienia ogrzewania i chłodzenia, przedstawiono spełnienie wymagań prawa budowlanego Art. 5. 1. [3] dotyczące oszczędności energii, izolacyjności cieplnej i zrównoważonego wykorzystania zasobów naturalnych.

Rys. 1. Płyta budowlana na bazie izolacji termicznej XPS z warstwą klejowo-siatkową (fot. z WIM PLATTE).

14

Obecny artykuł omawia wybrane cechy charakteryzujące system lekkiej, ogrzewanej podłogi, które mają wpływ na zapewnienie bezpieczeństwa użytkowania budynku przy jego projektowaniu i realizacji.

Cechy charakterystyczne Pojęciem podłogi określa się część poziomej przegrody budowlanej, położonej nad warstwą konstrukcyjną, a służącej do przeniesienia różnego rodzaju obciążeń wynikających z ruchu pieszego, kołowego (w tym dynamicznych), różnicy temperatury. Może składać się ona z czterech lub mniejszej liczby warstw, których celem jest zapewnienie izolacji termicznej, akustycznej, przeciwwilgociowej i estetyki na powierzchni podłogi. Najczęściej występujące warstwy to: l posadzka (wierzchnia okładzina podłogi, może spełniać też funkcję dualną - wierzchnią i podkładową, np. podłogi przemysłowe); l podkładowa, wyrównująca (powszechnie stosowana gładź cementowa na „sucho” lub „mokro”); l izolacyjna (termiczna, akustyczna, zabezpieczająca od wody lub pary wodnej). W lekkiej, warstwowej podłodze podłożem podposadzkowym nie jest gładź betonowa lecz są to najczęściej

Rys. 2. Płyta izolacyjna w okładzinie aluminiowej - A) i z papieru KRAFT B), na bazie izolacji termicznej PIR (fot. z fimy Gór-Stal).

różnego rodzaju płyty izolacyjne, o gorszej lub lepszej izolacji termicznej. Montując tego typu konstrukcję w układzie pionowym (na ścianie), można posłużyć się istniejącymi wytycznymi dotyczącymi niezbędnych parametrów wytrzymałości mechanicznej, definiowanych w stosowanym powszechnie systemie ocieplenia ścian metodą lekko-mokrą (skrót w języku angielskim ETICS, co przetłumaczymy jako zewnętrzny kompozytowy system izolacji cieplnej). Metoda ta jest stosowana na zewnątrz budynków, w tym również z okładzinami z płytek ceramicznych i kamiennych. Występujące w ETICS naprężenia i odkształcenia wynikające z sił ssania i parcia wiatru oraz różnic temperatury, które pomiędzy okresem zimowym i letnim mogą dochodzić nawet do 100 °C, zgodnie z [4] są wyższe niż w systemie ogrzewania ściennego wewnątrz (tutaj brak sił związanych z działaniem wiatru, a różnice temperatury nie są zazwyczaj większe niż 50 °C). To oznacza, że lekki ścienny grzejnik o takiej samej konstrukcji jak w ETICS będzie miał mniej rygorystyczne wymagania wytrzymałości mechanicznej i może być stosowany wewnątrz budynków. Brakuje odniesienia w normach do zastosowania płytek ceramicznych w układzie poziomym bezpośrednio na warstwie izolacji termicznej. Jedynie niemieckie wytyczne [5] odnoszą się do podłoży pod posadzki inne niż jastrychowe. Podano tam dopuszczalne rodzaje podłoży pod okładziny ceramiczne w pomieszczeniach wilgotnych i mokrych. Jednym z nich są również płyty z polistyrenu ekspandowanego EPS lub ekstrudowanego XPS, pokryte cementową zaprawą zbrojącą. Wytyczne dopuszczają stosowanie podłoży izolacyjnych z zaprawami cementowymi w pomieszczeniach obciążonych pośrednio lub bezpośrednio wodą użytkową, jak prysznice zbiorowe, plaże basenów, łazienki w hotelach, www.instalator.pl


miesięcznik informacyjno-techniczny

Rys. 3. Przekrój poprzeczny schematu lekkiej podłogi z elektryczną matą grzejną (z arch. firmy ELEKTRA KARDO). w tym pod długotrwałe oddziaływanie wody. Jednocześnie nie zalecane jest stosowanie podłoży z izolacją termiczną na zewnątrz przy działaniu wody, np. na tarasach, balkonach, o ile nie znajdują się nad pomieszczeniami użytkowanymi, jak również w pomieszczeniach pralni, zakładach zbiorowego żywienia, gdzie występuje oddziaływanie agresywnych, chemicznych związków. Wolność podłoży od zanieczyszczeń chemicznych, organicznych i innych jest bardzo ważnym warunkiem, aby zachować normową przyczepność posadzek ceramicznych. Równość podłoży jest istotna szczególnie przy używaniu zapraw cienkowarstwowych. Dlatego w warunkach technicznych wykonania i odbioru robót [6] maksymalny dopuszczalny prześwit pod łatą długości 2 m wynosi 5 mm. Przykładami takiego rozwią-

5 (249), maj 2019

zania konstrukcji podłogi występującymi w rzeczywistości są np. płyty budowlane, jak na rys. 1 pokryte warstwą klejowo-siatkową lub inną okładziną usztywniającą płytę izolacyjną, czego przykładem są płyty warstwowe z różnego typu rdzeniem izolacji termicznej, pokazane na rys 2. Lekka konstrukcja podłogi, gdzie nie stosuje się mokrych lub suchych jastrychów, a jej rolę pełni warstwa klejowa lub klejowo-siatkowa, jest również stosowana przy ogrzewaniu podłogowym. Przykładowy przekrój poprzeczny tego rodzaju podłogi z ogrzewaniem elektrycznym przedstawiono na rysunku 3, gdzie Kardo Thermopanel stanowi izolacja termiczna polistyrenu ekstrudowanego XPS pokryta z dwóch stron klejem, wzmocnionym wewnątrz siatką z włókna szklanego. Inne modele lekkiej podłogi, stosowane w systemach powierzchniowego ogrzewania wodnego przedstawiono na rysunku 4. Dopuszczenie do stosowania w budownictwie takich konstrukcji podłogowych lub ściennych odbywa się na podstawie badań laboratoryjnych poszczególnych systemów i otrzymania Krajowej lub Europejskiej Oceny Technicznej. Na podstawie tej oceny producent wyrobu wystawia Deklarację Właściwości Użytkowych celem opisania najważniejszych dla danego systemu cech, które go charakteryzują i dopuszczają do sprzedaży. Podstawowymi obciążeniami warstwowej, lekkiej podłogi będą wynikające z różnicy temperatury (gdy stosujemy na niej

Rys. 4. Przekroje poprzeczne systemów lekkiej podłogi z wężownicą grzewczą, gdzie A) model ogrzewania bez lameli rozpraszających ciepło, B) model ogrzewania z lamelem aluminiowym. www.instalator.pl

system grzejny lub montując ją na zewnątrz) obciążenia użytkowe i własne. Pod ich wpływem dochodzi do powstania przemieszczeń (poziomych i pionowych - ugięcie) i naprężeń wewnątrz konstrukcji podłogi. Wierzchnią warstwę lekkiego systemu stanowi okładzina pionowa lub pozioma (np. glazura/terakota). Montując ją przy pomocy zaprawy klejowej, istotne są następujące sprawdzenia: l rodzaj podłoża, w tym materiał, z jakiego jest wykonane; jego równość, czystość, wilgotność, struktura powierzchni wpływająca na przyczepność (chropowatość); l typ i jakość okładzin (przy okładzinach kamiennych wskazane jest stosowanie zapraw szybkowiążących i użycie w nich białego cementu celem ograniczenia przebarwień przy penetracji wody zarobowej w naturalnych porach płyt kamiennych) [4]; l typ samej zaprawy klejowej. Najważniejszą w całym przekroju lekkiej podłogi bez jastrychów jest warstwa zaprawy klejowej, gdyż musi ona przenieść występujące różnego typy naprężenia wewnętrzne powstające od obciążeń zewnętrznych, w tym też oddziaływań termicznych. Z tego też względu w artykule skupiono uwagę na omówieniu tej warstwy w systemie lekkiej podłogi, a następnie poddano ją potrzebnym eksperymentom. Taka zaprawa powinna mieć dobrą przyczepność i możliwie wysoką odkształcalność względem okładziny znajdującej się nad nią, jak i materiału podkładowego. Wynika to z różnych parametrów technicznych poszczególnych warstw systemu, różniących się właściwościami fizyko-mechanicznymi, np. współczynnikiem rozszerzalności termicznej, modułem Younga, współczynnikiem Poissona, jak też innymi wskaźnikami wytrzymałości mechanicznej. Zaprawa klejowa łącząca podłoże z posadzką powinna przenieść siły powodujące naprężenia ścinające, odrywające oraz wynikające z oddziaływania wody i różnic temperatury (szczególnie przy zastosowaniu na zewnątrz budynków - tarasy, balkony, schody itp.), jak również mieć właściwą wytrzymałość na zginanie, ściskanie podczas ugięcia płaszczyzny podłogi. Cytowana literatura zostanie podana w następnej części artykułu. Jacek Karpiesiuk

15


miesięcznik informacyjno-techniczny

5 (249), maj 2019

Chłodzenie budynków pompą ciepła

Pasywa i aktywa Pompa ciepła jest jedynym urządzeniem grzewczym, które może zostać wykorzystane również do chłodzenia budynków, zastępując typowe jednostki klimatyzacyjne. Istnieją dwa podstawowe typy chłodzenia poprzez pompę ciepła: pasywne i aktywne - jest to podział wynikający z możliwości pozyskania chłodu. Wielu klientów zadaje pytanie - czy kupując pompę ciepła, musimy ponieść dużo większe nakłady finansowe, aby wykorzystać ją również do chłodzenia? Poniżej przedstawię kilka rozwiązań dla domowych instalacji związanych z chłodzeniem. Chłodzenie pasywne jest stosowane w przypadku pomp ciepła typu gruntowego. Mniejszą rolę w pracy odgrywa w tym przypadku pompa ciepła (wykorzystywana wyłącznie jest pompa obiegowa dolnego źródła oraz automatyka sterująca), a bardziej potencjał termiczny dolnego źródła. Glikol przepływający przez dolne źródło schładza się od gruntu, później jest kierowany do dodatkowego wymiennika, gdzie ochładza powietrze lub wodę z instalacji domowej. Chłodzenie pasywne jest stosowane w większości innych układów z pompą ciepła. Oznacza, że w trakcie chłodzenia pracuje również sprężarka. Ten typ chłodzenia jest efektywniejszy (można generować większe moce do chłodzenia niż w przypadku gruntu), jednak koszt uzyskania chłodu w ten sposób jest porównywalny do pracy klimatyzatorów tradycyjnych (w przypadku chłodzenia pasywnego koszt uzyskania chłodu może być nawet kilkukrotnie tańszy).

Sposób przekazania chłodu do pomieszczeń W przypadku ogrzewania najczęstszym sposobem przekazywania ciepła jest instalacja ogrzewania podłogowego, grzejniki lub klimakonwektory. W przy-

16

padku chłodzenia możemy wyodrębnić te najbardziej popularne.

Chłodzenie płaszczyznowe Chłodzenie płaszczyznowe przez użytkowników odczuwane jest jako najbardziej komfortowe (w przypadku prawidłowego sterowania i zastosowania sufitów chłodzących), a zarazem ze względu na specyfikę (temperatura wody chłodzącej jest wyższa niż w innych systemach - obniża to koszty przygotowania wody lodowej). Poprzez niższą temperaturę przegrody (np. ścian) uczucie komfortu jest zapewnione w najbardziej optymalny sposób. Najczęściej jako płaszczyznę do chłodzenia wykorzystuje się ściany lub sufity. Niestety najbardziej

popularna instalacja podłogowa do celów chłodniczych jest mało wydajna i jeśli zależy nam na komforcie (osiągnięciu odpowiedniej temperatury w pomieszczeniu), to instalacja powinna być wyprowadzona na ściany lub sufit. Przy sterowaniu tego typu chłodzeniem należy zwrócić uwagę na tzw. punkt rosy. Jest to zależność wilgotności względnej powietrza oraz jego temperatury, w jakiej zacznie wykraplać się para wodna z powietrza - zbytnie obniżenie temperatury wody zasilającej może spowodować efekt mokrych powierzchni. Przy złym sterowaniu takim systemem takie przekazywanie ciepła może być dyskomfortem dla użytkownika oraz przyczyną powstawania grzybów, pleśni i degradacji konstrukcji budynku. Pomimo swoich wad schładzanie budynku poprzez instalację podłogową ma duże zastosowanie - inwestor nie ponosi dodatkowych kosztów inwestycji w porównaniu z urządzeniem służącym wyłącznie do ogrzewania.

Chłodzenie i wentylacja mechaniczna

Jest to jedno z najczęściej wykorzystywanych rozwiązań, jeśli w budynku zastosowana została wentylacja mechaniczna. Koszty inwestycyjne w tym przypadku wzrastają nieznacznie jedynie o chłodnicę wodną zamontowaną na wlocie powietrza do pomieszczeń. Minusem tego rozwiązania jest konieczność ustawienia wysokich przepływów powietrza, co dla niektórych osób może nie być do zaakceptowania. Temperatura wody w chłodnicy zwykle oscyluje w Wykres. Chłodzenie płaszczyznowe jest najbardziej ekono- granicach 7-10°C (temperatura wody jest niższa niż w miczne i przyjemne dla użytkownika. Wadą są wysokie koszty inwestycyjne. W przypadku nieprawidłowego stero- przypadku chłodzenia płaszczyznowego) - podnosi to wania, ze względu na bezwładność cieplną ścian / sufitów koszty uzyskania chłodu. Mi/ podłóg, można doprowadzić do „piwnicznego klimatu”. www.instalator.pl


miesięcznik informacyjno-techniczny

nusem jest też jednakowe schładzanie wszystkich pomieszczeń w domu z brakiem możliwości regulacji. Ze względu na moc chłodniczą wynikającą z ograniczeń wentylacji mechanicznej (wielkość przepływu powietrza) jest to rozwiązanie pośrednie, jednak najczęściej stosowane w budynkach z pompą ciepła i rekuperacją.

Chłodzenie i klimakonwektory Alternatywą do ogrzewania i chłodzenia są klimakonwektory. Mogą być one nośnikiem zarówno ciepła, jak i chłodu. Bardzo ułatwiają instalację - z jednej strony nie musimy myśleć o punkcie wykroplenia się pary wodnej z powietrza, ponieważ są wyposażone w odpływ kondensatu, z drugiej strony powierzchnia, którą zajmują, jest stosunkowo mała dzięki wymuszonemu przepływowi powietrza. Usadowienie osobno klimakonwektorów w poszczególnych pomieszczeniach daje możliwość łatwego sterowania każdym pomieszczeniem według własnych upodobań. Minusem pracy klimakonwektorów jest niższa temperatura wody lodowej (wyższe koszty niż w chłodzeniu płaszczyznowym), znaczny przepływ powietrza (podobnie jak w przypadku klimatyzatorów) oraz fakt, że do prawidłowej pracy potrzebują również zasilania elektrycznego. Są alternatywą dla ogrzewania grzejnikowego

Układ hydrauliczny Wszystko zależy od wybranego modelu rozprowadzenia chłodu. Jeśli

5 (249), maj 2019

chłodzenie będzie przeprowadzane za pomocą rurociągów w ścianach czy sufitach przy zastosowaniu odpowiedniego zładu wody, bufor w niektórych przypadkach będzie mógł być pominięty (np. pompa ciepła ze sprężarką inwerterową z odpowiednią automatyką sterującą). W przypadku układów z małym zładem wody lodowej, jak klimakonwektory czy chłodnica wentylacyjna, raczej będzie praktykowane włączenie w układ buforowy. Należy zwrócić uwagę na maksymalne dopuszczane przepływy wody chłodzącej w chłodnicach wentylacyjnych i klimakonwektorach - w wielu przypadkach należy zastosować niewielki bufor jako element równoważący przepływ. Podstawowymi wymaganiem dla bufora będzie zamknięta komórkowo izolacja takiego zbiornika z każdej jego strony (również od dołu), tak aby uniknąć wykraplania się rosy z powietrza na powierzchni zbiornika.

Wymóg przyszłości? Według analityków zajmujących się wymogami budownictwa jednorodzinnego coraz więcej inwestorów zainteresowanych jest technologią chłodzenia. Im dom lepiej docieplony i szczelny, tym większe procentowo zapotrzebowanie domu na chłodzenie (m.in. zyski wewnętrzne z gotowania, pracy urządzeń elektrycznych). Chłodzenie w samochodach stało się już standardem, choć zdecydowana większość użytkowników w swoim samochodzie spędza średnio kilkukrotnie mniej czasu niż we własnym domu. Odpowiednio zbudowana instalacja

grzewczo-chłodząca może dać wymagane warunki komfortu niewiele wyższym kosztem inwestycyjnym i niskimi kosztami eksploatacji systemu.

Koszty chłodzenia Współczynnik efektywności pompy ciepła w trybie chłodzenia będzie zawsze niższy niż w trybie grzania. W przejściowych okresach grzewczych możemy liczyć na współczynnik COP na poziomie nawet 4-5, a w chłodzeniu aktywnym (czyli z użyciem sprężarki pompy ciepła) współczynnik efektywności dla chłodzenia EER będzie zwykle oscylował w granicach 23. Wynika to z tego, że w czasie pracy urządzenia sprężarka wytwarza ciepło. W przypadku grzania wykorzystujemy je do ogrzewania wody, w przypadku chłodzenia natomiast wyrzucamy je na zewnątrz, traktując jako ciepło odpadowe. Dla pompy ciepła wykorzystującej ciepło z gruntu w przypadku chłodzenia pasywnego możemy mówić nawet o COP dochodzącym do 15-20. Wynika to z braku pracy sprężarki i wykorzystaniu niższej temperatury gruntu. Chłodzenie pasywne nie zawsze jednak wystarcza - w cieplejszych okresach konieczne będzie włączenie pompy ciepła w tryb aktywny, aby dostarczyć niższą temperaturę do instalacji. Koszty inwestycyjne i eksploatacyjne będą zależne od rodzaju budynku oraz sposobu przekazania chłodu (płaszczyznowo, klimakonwektorem czy chłodnicą) - im niższa temperatura zasilania instalacji to koszty uzyskania chłodu rosną.

Podsumowanie Jeśli w tym momencie jesteśmy na etapie rozpoczynającej się budowy domu jednorodzinnego, to warto przemyśleć kwestie związane nie tylko z jego ogrzewaniem, ale również z chłodzeniem. Wymogi dotyczące komfortu wśród inwestorów stale rosną i podejrzewam, że za kilka albo kilkanaście lat chłodzenie w budownictwie jednorodzinnym, tak jak jest to już przyjęte w budownictwie publicznym, powoli stanie się standardem. Pompa ciepła jako jedyne z dostępnych na rynku urządzeń jest w stanie zapewnić nam ekonomiczne ogrzewanie i chłodzenie. Fot. Klimakonwektory są najprostsze w przypadku rozbudowy instalacji o chłodzenie. Mogą być używane do efektywnego grzania i chłodzenia. www.instalator.pl

Szymon Piwowarczyk

17


miesięcznik informacyjno-techniczny

5 (249), maj 2019

Modernizacja instalacji z pompą ciepła solanka/woda

Czas na nowszy model... Do napisania tego artykułu skłoniły mnie dwie rzeczy. Z jednej strony coraz więcej zapytań od użytkowników pomp ciepła dotyczących modernizacji ich instalacji, a z drugiej - zgłoszenie serwisowe związane właśnie z dokonaną modernizacją instalacji grzewczej pracującej dotychczas na pompie ciepła typu solanka/woda. Osoby z branży pod hasłem „modernizacja” od razu wizualizują sobie w głowie instalację z kotłem na paliwo stałe - jak węgiel czy drewno lub kotłownię gazową wyposażoną w tradycyjny kocioł wiszący, który domaga się wymiany. Tymczasem zaczynają się pojawiać zapytania związane z modernizacją pracujących już dłuży czas instalacji z pompą ciepła, w przypadku których inwestor zainteresowany jest wymianą na nowy wysokoefektywny systemem grzewczy lub grzewczochłodzący. Pompy ciepła typu powietrze/woda rozwijają się tak dynamicznie dopiero od około 5 lat, podczas gdy jeszcze 10 lat temu ich sprzedaż szacowana była na nieco ponad 1000 sztuk rocznie. W tych latach prym wiodły pompy ciepła typu solanka/woda oparte o dolne źródło w postaci kolektora poziomego lub odwiertów pionowych. Jeżeli dolne źródło oszacowane zostało prawidłowo, pompa ciepła mogła cały ten czas bezproblemowo wykorzystywać ciepło ziemi i zapewniać efektywne ogrzewanie budynku.

od poprzedniczki uwzględnia m.in. energię elektryczną pobieraną przez pompy obiegowe dla potrzeb pokonania oporów wymienników dolnego i górnego źródła ciepła. Zmieniono także różnice temperatur po stronie górnego źródła ciepła obowiązujące podczas badań. W efekcie pompy ciepła badane wg nowej normy wykazywały mniejszą efektywność pracy niż podczas badań wg poprzedniej normy. Podobnie jest obecnie, kiedy to wciąż obowiązująca norma EN14511 została zaktualizowana w roku 2018 i tutaj również wprowadzone zmiany dotyczące badań w wyniku końcowym oznaczają mniejsze wartości współczynników efektywności. W tym przypadku związane jest to, w dużym uproszczeniu, z zakończeniem promowania stosowania elektronicznych pomp obiegowych w pompach ciepła,

gdyż stały się one po prostu rozwiązaniem standardowym. Nowe metody obliczeń zgodnie z obecną normą EN14511:2018 mają zarówno negatywny, jak i pozytywny wpływ na współczynnik efektywności COP w porównaniu z obliczeniami według standardu z roku 2013. Jednakże ponieważ negatywny wpływ na moc elektryczną pobieraną przez urządzenie jest znacznie większy w ujęciu procentowym niż pozytywny wpływ na moc grzewczą, to wyniki badań wg standardu 2018 dają gorszy wynik COP nawet o 0,2 dla tego samego pomiaru niż było to w standardzie z 2013 roku. Nie da się ukryć, że wprowadzone zmiany dają w efekcie pozytywny wpływ na rozwój technologii, ponieważ naturalnym celem producenta pomp ciepła jest oferowanie urządzeń o najwyższej efektywności pracy. Obserwując ofertę pomp ciepła z lat obowiązywania normy EN255, pompy ciepła solanka/woda mogły pochwalić się wartością COP na poziomie do 4,6. Wartość ta jest spotykana również dzisiaj, jednak uwzględniając zmiany w sposobie badania pomp ciepła, dzisiejsza wartość współczynnika efektywności COP =

Efektywne zmiany Co zmieniło się w zakresie efektywności w przeciągu ostatnich lat w pompach ciepła solanka/woda? Po początku drogi obowiązywała norma EN255, wg której szacowano i umieszczano w dokumentacji technicznej podstawowe parametry pomp ciepła, jak moc grzewcza, moc elektryczna, moc chłodnicza i w końcu współczynnik efektywności COP. W roku 2009 norma została zastąpiona kolejną - EN14511, która w odróżnieniu

18

Rys. Rynek pomp ciepła wg PORT PC (Rynek pomp ciepła w Polsce w latach 20102016. Perspektywy rozwoju rynku pomp ciepła do 2030 roku. Październik 2017). www.instalator.pl


miesięcznik informacyjno-techniczny

5 (249), maj 2019

uwzględniając dodatkowe różnice w badaniach wg normy, różnica zwiększy się do blisko 16%. Efektywność pracy pompy ciepła określa skuteczność wykorzystania energii elektrycznej do uzyskania energii zielonej ze środowiska. Im wartość COP jest większa, tym mniejszy jest wymagany nakład energii elektrycznej dla pozyskania tej samej ilości energii ze środowiska lub, inaczej mówiąc, po prostu wraz ze wzrostem współczynnika COP zwiększa się skuteczność wykorzystywania energii środowiska do wytworzenia jednostki energii cieplnej.

Wpływ COP na dolne źródło Fot. 1. Kolektor zasilający pompę ciepła / powrót z ziemi (autor: Mat-Instal, Toruń).

Fot. 2. Kolektor powrotny z pompy ciepła / zasilanie dolnego źródła ciepła (autor: Mat-Instal, Toruń). 4,6 to nie to samo, co kiedyś, a różnica może wynosić nawet 10%.

Wymiana pompy ciepła na... Cóż jest trudnego w modernizacji instalacji wyposażonej w pompę ciepła solanka/woda? Z pewnością inaczej umieszczone króćce przyłączeniowe po stronie dolnego i górnego źródła ciepła, do wymiany część armatury jak zawory odcinające oraz elementy zabezpieczające jak naczynia przeponowe i zawory bezpieczeństwa. A co z dolnym źródłem ciepła? Zostaje? Medium transportujące ciepło nie podlega tutaj tak dużym zmianom temperatury jak to jest w przypadku instalacji solarnej, jednak podlega sprawdzeniu pod kątem temperatury zamarzania i wartości pH. A www.instalator.pl

wielkość dolnego źródła? Hmm, skoro modernizacja polega jedynie na wymianie źródła ciepła na model o podobnej mocy grzewczej, to chyba nic nie szkodzi. Należy zauważyć, że nowe modele są pod kątem efektywności pracy wyraźnie lepsze od poprzednich, a dodatkowo warunki badań były inne, co dodatkowo zwiększa dysproporcje. Model nowej pompy ciepła, którego dotyczy ten konkretny przypadek modernizacji, posiada wartość COP = 5,0 dla parametrów B0/W35 wg normy EN14511. Z kolei wymieniana pompa ciepła posiadała wartość COP = 4,49 uzyskanych dla tych samych parametrów pracy B0/W25, lecz wg normy EN255. Jedynie na postawie porównania wartości współczynników efektywności różnica wynosi ponad 10%, a

Nowa pompa ciepła w większym stopniu wykorzystuje ciepło dolnego źródła ciepła i tym samym wielkość dolnego źródła powinna zostać ponownie obliczona i z całą pewnością powiększona o mniej więcej taką różnicę, jaką uzyskaliśmy, porównując współczynniki COP. Zwykle przy planowaniu takich prac sugeruje się dodatkowe przewymiarowanie wymiennika dla zniwelowania ewentualnych problemów z dostępnością ciepła w istniejącym wymienniku. Koniczna może okazać się przebudowa układu rozdzielacza o dodatkowe układy zaworów i rotametrów dla uzyskania stabilizacji przepływu dla dotychczasowych i nowych odcinków wymiennika ciepła. Jeżeli modernizacja instalacji z pompą ciepła ograniczy się jedynie do wymiany samego urządzenia bez rozbudowy dolnego źródła ciepła, to efekt może wyglądać jak na zdjęciach 1 i 2, na których wyraźnie widać, jak w środku trwania sezonu grzewczego, na pracującej już nowej pompie ciepła, część dolnego źródła ciepła uległa szybkiemu wyczerpaniu i zmrożeniu pierwszych odcinków rur kolektora poziomego. Wniosek na koniec: dolne źródła ciepła do pomp ciepła solanka/woda należy przeliczyć ze względu na wymaganą moc chłodniczą, ale przede wszystkim należy je policzyć pod kątem energetycznym - jest to szalenie istotne podczas każdej modernizacji, a także podczas doboru w nowym budownictwie, gdzie zapotrzebowanie energii na ciepłą wodę użytkową sięga już blisko 40% całkowitego zapotrzebowania na energię cieplną w budynku. Dawid Pantera

19


miesięcznik informacyjno-techniczny

5 (249), maj 2019

Pompa ciepła na schematach

Wariacje na instalacje W obliczu nowych wyzwań klimatycznych coraz większą popularność zyskują systemy grzewcze rzadziej stosowane dotychczas, gdyż z uwagi na ograniczanie emisji nie tylko spełniają swoje zadania w zakresie ogrzewania i ciepłej wody użytkowej, ale robią to z uwzględnieniem dbałości o środowisko naturalne, co w konsekwencji wiąże się z możliwością uzyskania finansowego wsparcia inwestycji. W budownictwie jednorodzinnym ostatnie lata charakteryzują trzy tendencje: l do zwiększania energooszczędności w obszarze materiałów budowlanych i stolarki wykończeniowej, l coraz powszechniejszego zastosowaniu odnawialnych źródeł energii do ogrzewania, l związana z ograniczeniem zużycia energii elektrycznej lub jej wytwarzaniem z odnawialnych źródeł. Dzisiejsze źródło ciepła nie tylko ma ogrzewać pomieszczenia i ciepłą wodę użytkową, ale powinno również umożliwiać chłodzenie latem, a ponadto być jak najbardziej odnawialne, niedrogie w użytkowaniu, sterowane ze smartfona, a najlepiej bezobsługowe. Najlepszą odpowiedzią na wszystkie te zagadnienia jest niewątpliwie pompa ciepła niezależnie od typu dolnego źródła. Poniżej kilka przykładów, w jaki sposób można zastosować pompę w budynku jednorodzinnym od podstawowych po rozbudowane funkcjonalności.

Ogrzewanie pomieszczeń Na schemacie 1 pokazano system stosowany tylko do ogrzewania pomieszczenia. Choć mamy do dyspozycji dwa główne typy emisji ciepła, tzn. grzejnikową i płaszczyznową, mogą być jeszcze stosowane systemy mieszane (parter podłogówka - piętro grzejniki). Dla pompy ciepła najlepszym rozwiązaniem są systemy płaszczyznowe, gdyż wymagają niskiej temperatury zasilania i mają dużą bez-

20

władność cieplną. Jeśli muszą być grzejniki, to najlepiej, żeby były zwymiarowane na niskie temperatury pracy, tak jak dla ogrzewania podłogowego, a jeśli są to jedyne w całym systemie wymagające wyższych temperatur grzejniki łazienkowe, to nawet mogą być elektryczne. Systemy grzejnikowe w przeciwieństwie do podłogowych z uwagi na mały zład wodny dobrze jest wyposażyć w bufor powiększający pojemność wody w instalacji dla zwiększenia stabilności pracy w szczytowych obciążeniach.

Ogrzewanie + c.w.u. Na schematach 2 i 3 pokazano system ogrzewania z ciepłą wodą użytkową. Z uwagi na specyfikę pracy pompy ciepła układ ciepłej wody użytkowej wymagający wyższych temperatur niż płaszczyznowe systemy grzewcze, będzie odseparowany zaworem trójdrogowym przełączającym i wymiennikiem, a pompa ciepła zastosuje na wygrzew ciepłej wody użytkowej, inną logikę sterowania niż dla ogrzewania pomieszczeń. Wymiennik zazwyczaj stanowi wężownica w za-

sobniku, która powinna mieć dostosowaną do mocy pompy ciepła, powierzchnię wymiany ciepła. W pompach ciepła nie stosuje się wygrzewu przepływowego, tylko pojemnościowy zasobnik, zwymiarowany zazwyczaj na połowę średnio dobowego zużycia. W przypadku zwiększonego zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową zasobniki można łączyć w zestawy, stosownie do zapotrzebowania, przewidując wtedy odpowiednią do obciążeń moc pompy ciepła. Do wygrzewu przeciw bakteriom Legionella w układach pomp ciepła zazwyczaj stosuje się grzałki, które albo wbudowane są jako zanurzeniowe w zasobniku, albo zamontowane jako przepływowe po stronie zasilania z instalacji.

Ciepła woda i chłodzenie Na schemacie numer 4 zaprezentowano system ogrzewania ciepłej wody użytkowej i chłodzenia. Trzecia funkcja użytkowa pomp ciepła obok wymienionych powyżej dwóch funkcji grzewczych to chłodzenie. Ma ona duże znaczenie w coraz lepiej izolowanych i szczelnych domach. W przypadku chłodzenia pompami ciepła, najlepiej w wybranych do chłodzenia pomieszczeniach zastosować klimakonwektory, gdyż są one w stanie zapewnić komfort latem. Pętle ogrzewania podłogowego mogą również chłodzić pomieszczenia, ale robią to w mniej efektywny sposób, gdyż są zwymiarowane do przenoszenia mniejszych mocy grzewczych oraz z

www.instalator.pl


miesięcznik informacyjno-techniczny

uwagi na temperaturowy punkt wykraplania wilgoci, który ogranicza obniżanie temperatury zasilania właściwie do minimum 18°C. Typowymi temperaturami do zasilania klimakonwektorów jest 7/12°C dla pętli podłogowych w trybie chłodzenia 18/23°C. Najkorzystniejsze ekonomicznie jest rozwiązanie dostępne tylko w gruntowych pompach ciepła - pasywne chłodzenie. Możemy wtedy, w zależności od zapotrzebowania, wykorzystywać obydwa typowe dla chłodzenia zakresy temperaturowe, a cały nakład energetyczny to praca dwóch pompek obiegowych po stronie dolnego i górnego źródła.

Pompa ciepła i fotowoltaika Wszystkie dotychczas stosowane paliwa kopalne lub ropopochodne miały jeden mankament. Raz wykorzystane znikały bezpowrotnie i nie dało się ich wyprodukować lokalnie na własne potrzeby. Odmienną sytuację mamy w przypadku urządzeń grzewczych napędzanych energią elektryczną, takich jak pompy ciepła. Montując system fotowoltaiczny, możemy zapewnić sobie produkcję energii stosownie do potrzeb zarówno gospodarstwa domowego, jak i ogrzewania, jeśli realizowane jest ono poprzez pompę ciepła. Do magazynowania energii nie potrzebujemy magazynów, gdyż nadprodukcję przesyłamy do sieci z możliwością odbioru 80% tego, co oddane. Dodatkowo system fotowoltaiczny może być dopięty w każdym momencie użytkowania systemu pompy ciepła i o dowolnie pokrywającej zapotrzebowanie mocy. Wiedząc to, możemy rachunki za ogrzewanie zredukować w dowolny sposób do dogodnego dla nas poziomu. Oprócz ogólnego pokrycia zapotrzebowania możemy, również lepiej wykorzystywać na bieżąco produkowaną energię elektryczną. Służy do tego celu szereg programowal-

5 (249), maj 2019

nych funkcji, takich jak zwiększenie nastaw, wykorzystanie grzałek, praca pełną mocą lub zwiększony wygrzew ciepłej wody użytkowej. Samo podłączenie jest bardzo proste i wymaga dwukierunkowego licznika.

Zdalne sterowanie Poza wbudowanym sterowaniem i wraz z rozwojem technologii cyfrowych pompy ciepła coraz częściej wymagają dobrej komunikacji cyfrowej w celu umożliwienia sterowania przez Internet, smartfona lub współpracy z systemami inteligentnych budynków, coraz częściej stosowanymi w budownictwie jednorodzinnym. Przy zastosowaniu zaawansowanych opcji w tym zakresie ułatwione są również diagnostyka i serwis urządzeń oraz zbieranie danych i tworzenie wykresów zbiorczych na temat np. zużycia energii.

Przykłady Biorąc pod uwagę wszystko, co powyżej, wydawać by się mogło, że taki system będzie miał kosmicznie wysoką cenę i nie znajdzie wielu nabywców. Jest to jednak raczej mylne wrażenie. Takie systemy w nowych budynkach zaczynają być standardem, a ich zastosowanie rośnie z roku na rok, co pozwala myśleć, że w najbliższej przyszłości tendencja jeszcze się umocni. Ale żeby nie być gołosłownym, sprawdźmy to na przykładzie, który zawierają tabele poniżej. Są tam zamieszczone orientacyjne wartości dla trzech typowo stosowanych wielkości domów jednorodzinnych. Nawet jeśli wielkość domu jest pomiędzy przyjętymi wartościami, w przykładzie można bez większego błędu zakładać również pośrednie wartości zużycia i kosztów dla takiego budynku. Podane w tabeli 1 wartości zbliżone są do średniorynkowych, co oznacza, że zawsze

w takiej sytuacji można znaleźć zarówno przypadki odstające w dół, jak i w górę. Krótka analiza długoterminowa potwierdza opłacalność inwestycji w odnawialne źródła energii. Dla

trzech wybranych domów zaprezentowano to w tabeli 2. Zanim padną wnioski z powyższej analizy, warto zaznaczyć trzy szczegóły przyjęte do obliczeń. Po pierwsze, jednostkowe straty ciepła rosną wraz z wielkością domu i są odpowiednio o około +/- 11% większe/mniejsze od wartości dla domu średniego 160 m2. Drugą istotną kwestią jest przyjęcie stałych cen energii elektrycznej w całym zakresie 15 lat, co jest bardzo mało prawdopodobne, niemniej jednak popularyzująca się możliwość generowania energii elektrycznej może w przyszłości znacząco spowolnić wzrosty jej ceny. Trzecią kwestią, którą można było uwzględnić w obliczeniach, jest dotacja do pompy ciepła. Z uwagi jednak na to, że będzie ona zróżnicowana i zależna od dochodów w gospodarstwie, wartości nie zostały o nią pomniejszone. Obecnie dostępne programy mające na celu ograniczanie emisji pozwalają na dofinansowanie zakupu pompy ciepła i sfinansowanie niskooprocentowanym kredytem zakup fotowoltaiki. Wykorzystanie obydwu możliwości, choć wiąże się ze stosunkowo dużym wydatkiem na początek, wydaje się być korzystnym rozwiązaniem w długofalowej perspektywie. Dla mniej zasobnych cały czas korzystna pozostaje inwestycja w pompę ciepła z perspektywą na fotowoltaikę w przyszłości, gdyż już dziś widać, że systemy oparte o paliwa, z uwagi na ich wyczerpywalne zasoby, powoli będą usuwać się z rynku, robiąc miejsce energii odnawialnej. Erwin Szczurek

www.instalator.pl

21


miesięcznik informacyjno-techniczny

5 (249), maj 2019

Zabezpieczenie i ochrona kotłów gazowych, olejowych, na paliwa stałe

Ustawienie naczynia Zagadnienie zabezpieczenia i ochrony kotłów stosowanych w dzisiejszych instalacjach jest bardzo szerokie. Obejmuje szereg urządzeń stosowanych i montowanych w kotłowniach, pełniących różne funkcje w zależności od potrzeby. Aby dobrze zrozumieć temat zabezpieczenia i ochrony kotłów gazowych i olejowych oraz na paliwa stałe, należy podzielić kotły na dwie grupy. Jest to związane z dwoma typami instalacji, jakie są możliwe. Jedna grupa urządzeń może być montowana jedynie w systemach zamkniętych - są to kotły gazowe i olejowe. Druga grupa urządzeń to kotły na paliwa stałe, do której również można dołączyć kominki z płaszczem wodnym. Tego typu źródła ciepła, przy spełnieniu pewnych warunków, mogą być montowane w układach zamkniętych, ale bardzo często instalowane są również w układach otwartych. Poza tym sama specyfika tych urządzeń wymusza stosowanie dodatkowych zabezpieczeń, które w przypadku kotłów gazowych i olejowych nie występują lub nie są wymagane.

Postawy są ważne Zacznijmy od początku, czyli jak zwykle od podstaw. Każdy układ zamknięty powinien być wyposażony w grupę bezpieczeństwa, w której skład wchodzą: naczynie przeponowe, zawór bezpieczeństwa, manometr. Kotły gazowe małej mocy mają już te elementy wbudowane. W przypadku urządzeń większej mocy montaż zabezpieczeń leży po stronie instalatora. Omówmy po kolei ich rolę i zasadę działania. W poprzednich artykułach wiele razy opisywałem działanie naczynia przeponowego oraz jego prawidłowe ustawienie. Jest to bardzo pro-

22

ste, ale często sprawia wiele problemów już na samym początku albo w trakcie pracy instalacji. Żeby tego uniknąć, konieczne jest pełne zrozumienie tematu. Głównym zadaniem naczynia przeponowego jest kompensacja różnicy objętości cieczy powstałej wskutek zmian temperatury i

stabilizacja ciśnienia. Objętość cieczy znajdującej się w tej instalacji będzie ulegać zmianie wraz ze wzrostem lub spadkiem temperatury. W sytuacji, kiedy instalacja nie pracuje i czynnik grzewczy jest zimny (posiada najmniejszą objętość), poduszka gazowa wypycha z naczynia czynnik grzewczy. W trakcie normalnej pracy instalacji naczynie częściowo się napełnia (ciecz zwiększa swoją objętość). W momencie awarii (nagły wzrost temperatury w instalacji) następuje praktycznie całkowite wypełnienie naczynia (nagły wzrost objętości cieczy) i jeżeli to nie wystarczy, otwiera się współpracujący ze zbiornikiem zawór bezpieczeństwa. W przypadku

braku naczynia lub nieprawidłowej pracy będą występować nagłe skoki ciśnienia wraz z każdą zmianą temperatury lub niewielkim ubytkiem czynnika grzewczego. Jak prawidło ustawić naczynie? W przypadku systemów centralnego ogrzewania ciśnienie wstępne ustawiamy do wartości ciśnienia statycznego w miejscu podłączenia naczynia plus 0,2 bara. Zaleca się nie niżej niż 1 bar. Instalację z kolei napełniamy wtedy do ciśnienia o 0,3 bara wyższego niż ciśnienie wstępne w naczyniu. Podsumowując, jeżeli poduszka gazowa w naczyniu wynosi 1,2 bara, instalacje napełniamy do ciśnienia 1,5 bara. W miarę wzrostu temperatury, a co za tym idzie - objętości czynnika grzewczego, membrana wypełnia się wodą, a poduszka gazowa chroni kocioł i instalację przed nagłymi skokami ciśnienia. Naczynie w instalacji c.o. należy montować na powrocie króćcem do góry lub do dołu przy pomocy specjalnych złączek spełniających normy dotyczące montażu naczyń w instalacji oraz umożliwiające serwis bez wypuszczania czynnika grzewczego z obiegu. Jak już wspomniałem wcześniej, z naczyniem ściśle współpracuje zawór bezpieczeństwa. To on otwiera się w momencie, kiedy wszystkie inne zabezpieczenia zawiodą. Dlatego ważne jest, aby jego zdolności upustu były dobrane do mocy kotła. Za mały zawór nie będzie w stanie wypuścić odpowiedniej ilości wody w przypadku awarii, co z kolei nie obniży ciśnienia w instalacji i może spowodować uszkodzenie kotła oraz całego systemu. Dużym zagrożeniem dla wymienników oraz pomp w kotłach jest powietrze. W połączeniu z tzw. „agresywną” wodą, którą napełnimy system, może doprowadzić do korozji poszczególnych elementów oraz www.instalator.pl


miesięcznik informacyjno-techniczny

5 (249), maj 2019

uszkodzeń wirników w pompach. Aby wyeliminować powietrze z instalacji, często nie wystarczy zastosowanie zwykłych odpowietrzników ręcznych lub automatycznych, które bardzo dobrze sprawdzają się w mniejszych systemach. Są one bowiem w stanie skutecznie usnąć jedynie większe pęcherze zebrane w komorze odpowietrznika. Coraz częściej w większych instalacjach lub w instalacjach, gdzie występują gwałtowne skoki temperatur, jak np. instalacje wykorzystujące kominek z płaszczem wodnym, stosuje się separatory powietrza. Wyłapują one mikropęcherze znajdujące się w przepływającym przez urządzenie strumieniu wody. Montowane są w miejscach podwyższonej temperatury, gdzie najczęściej powietrze wytrąca się w postaci mikropęcherzy, np. na zasilaniu, tuż za kominkiem. Tego typu rozwiązanie eliminuje dużą część gazów już na starcie, zapobiegając rozprzestrzenianiu się go po całej instalacji. Powietrze

palnych na nowoczesne kotły gazowe. Taka wymiana bardzo często polega na całkowitej lub częściowej modernizacji tylko samej kotłowni. W efekcie nowe urządzenie montowane jest do starej instalacji, w której mogą znajdować się liczne zanieczyszczenia w postaci osadów, opiłków żelaza itp. Jest to bardzo groźne dla wymiennika w kotle, który w krótkim czasie może zostać uszkodzony. Metalowe opiłki groma-

(mieszanina gazów) będzie wytrącać się również tam, gdzie nastąpi spadek ciśnienia (efekt otwieranej butelki z gazowanym napojem), dlatego na rynku dostępne są specjalne separatory podciśnieniowe. Poprzez swoją konstrukcję celowo stwarzają warunki do wydzielania się mikropęcherzy rozpuszczonych w czynniku grzewczym gazów. Dzięki temu nawet powietrze w tej postaci będzie skutecznie usuwane. W obecnym czasie, ze względu na liczne projekty związane z czystym powietrzem, powszechne stały się wymiany starych kotłów, np. stało-

dzą się również w pompach, powodując trwałe uszkodzenia elementów ruchomych. Część producentów wymaga stosowania separatorów zanieczyszczeń ze specjalnym wkładem magnetycznym. Takie urządzenie dzięki swojej specjalnej konstrukcji wyłapuje wszystkie drobinki znajdujące się w czynniku grzewczym, łącznie z najdrobniejszymi opiłkami żelaza. Niektóre separatory wykorzystują tzw. efekt cyklonu. Polega to na wirowym przepływie czynnika przez separator. Dzięki temu zanieczyszczenia wyrzucane są siłą odśrodkową na zewnątrz i opadają na

www.instalator.pl

dno komory separatora. Wirowy przepływ ma także za zadanie obniżyć prędkość przepływającej cieczy po to, by wbudowany magnes mógł jak najlepiej oczyścić czynnik grzewczy z zanieczyszczeń ferromagnetycznych. Separatory zanieczyszczeń zawsze powinno montować się na powrocie z instalacji, tak jak pokazuje schemat. Często w zależności od modelu separator zanieczyszczeń może pełnić także funkcję separatora powietrza. Dzięki temu przy okazji instalacja oczyszczana jest również z pęcherzyków powietrza.

Ważna jest też woda Wiele problemów z kotłami oraz osprzętem związanych jest z nieodpowiednią wodą, którą napełnia się system grzewczy. Warto o tym wspomnieć, omawiając zabezpieczenia kotłów. Jak już wspomniałem wcześniej, agresywna woda powoduje odkładanie się kamienia, wytrącanie osadów a nawet powstawanie szkodliwych gazów. Można temu zapobiec, stosując specjalne płyny na bazie glikolu propylenowego lub etylenowego rozcieńczone z wodą destylowaną. Dla instalacji grzewczych nie powinno się stosować większych stężeń niż 30%. Związane jest to z odpornością na glikol uszczelnień stosowanych w armaturze i pompach. Na rynku dostępne są gotowe płyny w odpowiednim stężeniu, którymi można bezpośrednio napełniać instalację. Zawierają one specjalne inhibitory korozji zabezpieczające nie tylko źródło ciepła, ale także cały system grzewczy. Reasumując, wyżej opisane zabezpieczenia to tylko część zagadnienia opisującego pełną ochronę kotłów, głównie olejowych i gazowych. W przypadku urządzeń bazujących na paliwach stałych konieczna jest jeszcze dodatkowa armatura, ale o tym w kolejnej części. Łukasz Biernacki

23


miesięcznik informacyjno-techniczny

5 (249), maj 2019

Wymagania stawiane kotłom grzewczym na paliwa stałe i aktualny stan prawny

Ogrzewanie sklasyfikowane Nowe wymagania w stosunku do kotłów grzewczych zostały wprowadzone w kolejnej edycji normy PN-EN 303-5:2012, która wprowadzała normę europejską z 2012 r. Nastąpiły dość istotne zmiany w stosunku do wersji z 1999 roku.

W ciągu ostatnich kilku lat nastąpiła radykalna zmiana podejścia do wymagań dotyczących kotłów na paliwa stałe. Obecnie dostępne są na rynku kotły przewidziane do spalania następujących paliw kopalnych: węgiel kamienny sortymentu groszek i orzech, węgiel brunatny w postaci brył oraz groszku, koks sortymentu orzech, a ponadto torf. Na rynku mamy również kotły przewidziane do opalania paliwami określanymi jako odnawialne: drewnem w postaci polan, szczap, kłód, gałęzi, przetworzonym drewnem w postaci zrębków, trocin, pyłu drzewnego, peletów i brykietów. Istnieją też kotły przewidziane do opalania innymi roślinami uprawnymi albo ich częściami, które często stanowią odpad produkcyjny przy wytwarzaniu, najczęściej żywności. Najbardziej poczesne miejsce zajmuje tu słoma zbóż w postaci balotów lub brykietów. Ponadto na rynku są kotły dostosowane do spalania pestek, np. oliwek, ziarna kukurydzy, ziarna owsa, słomy rzepakowej itd.

Norma PN-EN 303-5:2002 W latach 1999-2010 wymagania w stosunku do kotłów grzewczych określone były w normie europejskiej EN 303-5:1999, która obejmowała kotły grzewcze o wydajności cieplnej do 300 kW. Norma ta funkcjonowała w Polsce jako polska norma PN-EN 303-5:2002. Norma przewidywała kwalifikacje kotłów do jednej z trzech klas: 1, 2 lub 3 ze względu na sprawność i podobnie określono w niej trzy klasy według emisji CO, OGC (organicznych gazo-

24

wych związków węgla) i pyłu (całkowitego) w spalinach. Wymagania dotyczące emisji zostały zróżnicowane w zależności od sposobu zasilania, tzn. czy kocioł jest zasilany ręcznie, czy automatycznie, od rodzaju paliwa (kopalne, biogeniczne) oraz od wydajności cieplnej kotła (≤ 50 kW, 50 kW i ≤ 150 kW, 150 kW). Wartości graniczne emisji zostały określone w mg/m3 w odniesieniu do spalin suchych o temperaturze 0 °C pod ciśnieniem 1013 mbarów w przeliczeniu na spaliny suche o zawartości tlenu równej 10%. Określone graniczne wartości emisji miały być spełnione przy nominalnej wydajności cieplnej i przy wydajności minimalnej (zredukowanej). Norma nie wymagała sprawdzania emisji pyłu przy wydajności minimalnej (zredukowanej). Określono maksymalny wymagany ciąg kominowy. Norma zawierała szereg wymagań dotyczących wykonania oraz bezpieczeństwa eksploatacji kotłów, wyspecyfikowane zostały dopuszczalne materiały, minimalne grubości ścianek i warunki spawania. Norma określała wymagania w stosunku do urządzeń zabezpieczających kotłów pracujących w układzie otwartym i zamkniętym. Podawała również wymaganą pojemność zbiornika akumulacyjnego, który winien być zainstalowany przy kotle, jeżeli jego moc minimalna jest większa od 30% mocy nominalnej.

Norma PN-EN 303-5:2012 Nowe wymagania zostały wprowadzone w kolejnej edycji normy PN-EN

303-5:2012, która wprowadzała normę europejską z 2012 r. Nastąpiły dość istotne zmiany w stosunku do wersji z 1999 roku. Najważniejsze z nich polegają na tym, że: a) zakres normy rozszerzono, uwzględniając kotły grzewcze o nominalnej mocy cieplnej do 500 kW (poprzednia edycja normy obejmowała kotły do 300 kW); b) stosowane paliwa rozszerzono o biopaliwa niedrewnopochodne oraz o inne paliwa stałe; c) zmieniono wymagania dotyczące materiałów, połączeń spawanych i grubości ścianek; d) wprowadzono obowiązkową ocenę ryzyka; e) rozszerzono wymagania dotyczące ogólnego bezpieczeństwa i bezpieczeństwa elektrycznego; f) zlikwidowano 1 i 2 klasę emisji i sprawności, a dodano nowe klasy emisji 4 i 5 zawierające surowsze wymagania; g) zmieniono zakresy i dodano nowe badania dotyczące wymagań w zakresie bezpieczeństwa; h) powiązano normę z zasadniczymi wymaganiami dyrektywy Bezpieczeństwa Maszyn 2006/42/WE, przez co norma stała się normą zharmonizowaną.

Rozporządzenia Komisji Europejskiej W 2015 roku wydane zostały dwa rozporządzenia Komisji Europejskiej nr 2015/1187 i 2015/1189 dotyczące kotłów grzewczych na paliwo stałe. Pierwsze z nich wprowadza obowiązek dostarczania wraz z kotłem etykiety efektywności energetycznej wymaganej przez dyrektywę Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/30/UE z dnia 19 maja 2010 r. w sprawie wskazania poprzez etykietowanie oraz standardowe informacje o produkcie, zużycia energii oraz innych zasobów przez produkty związane z energią. www.instalator.pl


miesięcznik informacyjno-techniczny

Wprowadzono wzory etykiet energetycznych, które producent (dystrybutor) obowiązany jest umieszczać na froncie kotła. Pierwszą z etykiet, przedstawiającą symbole klas efektywności energetycznej od G do A++, należy stosować od 1 kwietnia 2017 r., a drugą, przedstawiającą klasy efektywności od D do A+++, od 26 września 2019 r. Klasy efektywności energetycznej przyporządkowane zostały do określonych w rozporządzeniu zakresów wartości wskaźnika efektywności energetycznej (EEI), który oblicza się na podstawie sezonowej efektywności energetycznej ogrzewania pomieszczeń wyznaczanej w oparciu o użytkową sprawność cieplną przy nominalnej i minimalnej wydajności cieplnej kotła. Przy obliczaniu wskaźnika efektywności energetycznej uwzględnia się wskaźniki korekcyjne uwzględniające czynniki związane z regulacją temperatury i ze zużyciem energii elektrycznej na potrzeby własne oraz ewentualnie wytwarzaną energię elektryczną w kogeneracji. Użytkowe sprawności cieplne przy znamionowej i częściowej wydajności określa się doświadczalnie, przy czym odnosi się je do ciepła spalania paliwa, a nie do wartości opałowej. Rozporządzenie przewiduje także sposób oznaczania i obliczania wskaźnika efektywności energetycznej zestawów zawierających kocioł na paliwo stałe, ogrzewacze dodatkowe i urządzenia słoneczne. Drugie z wymienionych rozporządzeń Komisji Europejskiej nr 2015/1189 w sprawie wykonania dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/125/WE w odniesieniu do wymogów dotyczących ekoprojektu dla kotłów na paliwo stałe ustanawia wymogi dotyczące ekoprojektu odnośnie do wprowadzania do obrotu i użytkowania kotłów na paliwo stałe o znamionowej mocy cieplnej 500 kilowatów lub mniejszej, w tym kotłów wchodzących w skład zestawów zawierających kocioł na paliwo stałe, ogrzewacze dodatkowe, regulatory temperatury i urządzenia słoneczne. Na producentów (dystrybutorów) nakłada się obowiązek spełnienia określonych w rozporządzeniu wymagań od 1 stycznia 2020 r. Rozporządzenie przewiduje, że kotły z automatycznym podawaniem pawww.instalator.pl

5 (249), maj 2019

liwa winny posiadać możliwość pracy przy wydajności 30% mocy znamionowej, a kotły z ręcznym podawaniem paliwa albo powinny posiadać możliwość pracy z wydajnością 50% mocy znamionowej, albo winny współpracować z zasobnikiem ciepła. Z zakresu objętego rozporządzeniem wyłączono (dotyczy to również rozporządzenia o etykietach nr 2015/1187): a) kotły wytwarzające energię cieplną wyłącznie na potrzeby zapewnienia ciepłej wody użytkowej; b) kotły przeznaczone do ogrzewania i rozprowadzania gazowych nośników ciepła, takich jak para lub powietrze; c) kotły kogeneracyjne na paliwo stałe o maksymalnej mocy elektrycznej 50 kW lub większej; d) kotły na biomasę niedrzewną. Wymagania określone w rozporządzeniu Komisji nr 2015/1189 zostały wprowadzone do projektu nowej edycji normy europejskiej EN 303-5, która zostanie ustanowiona w najbliższym czasie.

Przepisy krajowe Mamy również krajowe rozporządzenie implementujące do naszego ustawodawstwa niektóre elementy wymienionego rozporządzenia Komisji Europejskiej nr 2015/1189. Jest to rozporządzenie Ministra Rozwoju i Finansów z dnia 1 sierpnia 2017 r. w sprawie wymagań dla kotłów na paliwo stałe (Dz. U. 2017 poz. 1690), następnie zmienione rozporządzeniem Ministra Przedsiębiorczości i Technologii z dnia 21 lutego 2019 r. (Dz. U. 2019 poz. 363). Rozporządzeniem objęte zostały kotły na paliwo stałe o znamionowej mocy cieplnej nie większej niż 500 kW, które są wprowadzane do obrotu. Z zakresu działania rozporządzenia wyłączono kotły parowe i kotły wytwarzające gorące powietrze, kotły kogeneracyjne na paliwo stałe o znamionowej mocy elektrycznej nie mniejszej niż 50 kW oraz kotły zasilane ręcznie balotami słomy. Zatem z zakresu działania rozporządzenia nie wyłącza się kotłów wytwarzających energię cieplną wyłącznie na potrzeby zapewnienia ciepłej wody użytkowej, co przewiduje rozporządzenie

2015/1189. Ponadto z zakresu polskiego rozporządzenia wyłączono kotły o znamionowej mocy cieplnej większej niż 100 kW z ręcznym zasilaniem balotami słomy. W załączniku do rozporządzenia określone zostały dopuszczalne wartości emisji CO, OGC i pyłu oraz sprawności cieplnej. Wartości emisji oraz metoda ich pomiaru ma być zgodna z wymaganiami wg PN-EN 303-5:2012, co oznacza, że muszą one być spełnione przy znamionowej wydajności cieplnej i przy wydajności częściowej. Wartości wymaganej sprawności zostały określone w rozporządzeniu dla wydajności znamionowej i są równe 87% dla kotłów o znamionowej wydajności cieplnej nie większej niż 100 kW, a 89% dla kotłów większych. Spełnienie podanych tu wymagań winno zostać potwierdzone w wyniku badań wykonanych zgodnie z wymieniona normą przez laboratorium badawcze posiadające akredytację w odpowiednim zakresie. Wymaga się, aby w wyniku badań potwierdzone zostało spełnienie tych wymagań dla wszystkich paliw zalecanych dla kotła przez producenta. Określone w rozporządzeniu wymagania w zakresie emisji i sprawności przestają być stosowane od 1 stycznia 2020 r., kiedy zacznie obowiązywać rozporządzenie Komisji nr 2015/1189. Natomiast będą one obowiązywać w stosunku do kotłów wytwarzających ciepło wyłącznie na potrzeby zapewnienia ciepłej wody użytkowej oraz innych niż na biomasę niedrzewną. Kotły, dla których uzyskano potwierdzenie spełnienia wymagań emisyjnych przed wejściem w życie korekty rozporządzenia, czyli przed 12 marca 2017 r., zostały zwolnione z obowiązku sprawdzenia spełnienia wymagania dotyczącego sprawności cieplnej. W kotłach automatycznych rozporządzenie zabrania stosowania elementu konstrukcyjnego pozwalającego na ręczne zasilanie paliwem (zwykle zwanego rusztem awaryjnym). W następnej części omówimy nową edycję normy PN-EN 303-5:2019. Załączony zostanie tam również spis literatury cytowanej w artykułach. Aleksander Krucki, IEn (ITC) Łódź Sławomir Pilarski, IEn (ZBUE) Łódź

25


miesięcznik informacyjno-techniczny

5 (249), maj 2019

Chłodzenie ścienne... i nie tylko

Pętle na sucho Niniejszy artykuł poświęcony jest systemowi ogrzewania ściennego realizowanego w technologii suchej. Określenie „suchy” wiąże się z technologią jego realizacji. Grzejnik ścienny jest wykonywany bez wykorzystywania tynku w postaci półpłynnej z dodatkami modyfikującymi. Motorem napędowym rozwoju nowych technologii w tym segmencie techniki grzewczej są niewątpliwie rosnące wymagania użytkowników obiektów budowlanych oraz wzrost cen nośników energii. Podstawową cechą systemów powierzchniowych jest wykorzystywanie powierzchni przegród budowlanych do przekazywania strumienia chłodu na pokrycie zysków ciepła pomieszczeń. Takie rozwiązanie umożliwia redukcję elementów wyposażenia wnętrz, przeznaczonych tylko do celów schładzania lub klimatyzacji, jak fancoile czy systemy schładzania powietrznego. Poprzez całkowite pokrycie zysków ciepła od ludzi, przegród i wyposażenia pomieszczeń można znacznie zredukować strumień powietrza wentylacji schładzającej. Jeśli zyski ciepła zostaną zaabsorbowane przez chłodzenie ścienne, sufitowe lub podłogowe, wówczas strumień powietrza nawiewanego (wentylacyjnego) zostanie zredukowany do ilości wynikającej z potrzeb higienicznych. Nawiewane zaś powietrze będzie wyłącznie powietrzem świeżym bez powietrza recyrkulacyjnego.

Doskonałe w open space Redukcja ilości urządzeń chłodzących daje więcej wolnej przestrzeni do dyspozycji, z możliwością swobodnej aranżacji, bez ograniczeń spowodowanych elementami instalacji klimatyzacyjnej. W przypadku budynków biurowych lub usługowych, pomieszczenia są projektowane jako wielkokubaturowe tzw. open space z wydzielonymi węzłami sanitarnymi. Podział na mniej-

26

sze pomieszczenia często realizowany jest po sprzedaży lub wynajęciu dużych pomieszczeń. Wydzielenie mniejszych pomieszczeń realizowane jest w technologii ze ścianami gipsowo-kartonowymi. Zastosowanie systemu suchego pozwala na zintegrowanie systemu grzania i chłodzenia w ramach systemu ścianek działowych, gdzie zamiast zwykłych płyt gipsowo-kartonowych wykorzystywane są płyty grzewcze lub chłodzące systemu suchego.

Duża powierzchnia Cechą charakterystyczną systemu chłodzenia ściennego jest znaczne „rozwinięcie” powierzchni schładzającej w stosunku do tradycyjnych rozwiązań z fancoilami czy klimatyzatorami. Duża powierzchnia chłodzenia oznacza relatywnie wysoką temperaturę samej powierzchni chłodzącej przy zachowaniu wymaganej wydajności całkowitej. Zagadnienie to należy rozpatrywać w dwóch aspektach: ekonomicznym i komfortu cieplnego. Aspekt ekonomiczny oznacza redukcję zapotrzebowania na chłód, wynikający z wyższej temperatury w pomieszczeniach schładzanych lub klimatyzowanych oraz bardziej efektywne wykorzystanie tradycyjnych lub nietypowych źródeł chłodu. Przy dużej powierzchni chłodzącej większy jest udział przegród o niskiej temperaturze (mniejsze promieniowanie) w kształtowaniu komfortu cieplnego oraz absorbowaniu ciepła, niż przy chłodzeniu tradycyjnym. Komfort cieplny jest więc odczuwalny przy wyższej temperaturze powietrza. Wyższa temperatura w pomieszczeniach schładzanych lub klimatyzowanych oznacza mniejsze

zapotrzebowanie na strumień „zimna”. Wynika to z faktu, iż przy mniejszej średniej różnicy temperatury po obu stronach przegród występują mniejsze zyski ciepła wynikające z przenikania ciepła przez przegrody. Dotyczy to przegród pomiędzy pomieszczeniami schładzanymi i pomieszczeniami bez schładzania lub przegród zewnętrznych pomieszczeń schładzanych. Niższe zapotrzebowanie na strumień „zimna” wynika także z mniejszego zapotrzebowania na chłód dla schłodzenia powietrza nawiewanego. Nie musimy tak mocno schładzać powietrza nawiewanego, aby uzyskać ten sam efekt. Gdy chłodzenie płaszczyznowe pracuje przy wyższej temperaturze czynnika chłodzącego, bardziej efektywnie mogą pracować źródła chłodu, takie jak chillery lub pompy ciepła. Relatywnie wysoka temperatura zasilania oznacza możliwość praktycznego wykorzystania części „zimna” z niekonwencjonalnych źródeł chłodu, np. wody wodociągowej, która później będzie wykorzystana na potrzeby ciepłej wody użytkowej.

We współpracy z pompą ciepła Innym niekonwencjonalnym źródłem chłodu może być dolne źródło pompy ciepła z kolektorem gruntowym w trakcie regeneracji, tzw. chłodzenie pasywne. Przy zastosowaniu pomp ciepła pracujących w trybie odwróconym, gdy pożądanym efektem jest pozyskanie chłodu, w pewnych warunkach zbliżenie średnich temperatur dolnego i górnego źródła ciepła o 1 °C może spowodować poprawę efektywności pracy urządzenia nawet o 10%. Interesującym zagadnieniem przy opracowywaniu koncepcji schładzania pomieszczeń jest aspekt komfortu cieplnego przebywających tam osób. Często bywa, iż komfort cieplny projektanci ograniczają tylko do zapewnienia temperatury obliczeniowej 24 °C latem, www.instalator.pl


miesięcznik informacyjno-techniczny

zgodnie z normą określającą warunki komfortu cieplnego dla klimatyzacji.

Komfort cieplny

5 (249), maj 2019

pieczeństwo wykroplenia się wilgoci zawartej w powietrzu na przegrodzie. Dla temperatury 28 °C w pomieszczeniu i temperatury medium chłodzącego 17 °C maksymalna wilgotność powietrza nie powinna przekraczać 48%, przy zachowaniu 1 °C różnicy pomiędzy temperaturą zasilania i temperaturą kondensacji wilgoci zawartej w powietrzu schładzanym w pomieszczeniu.

szą od 5 do 7 °C. Małe wychłodzenie czynnika powoduje duże strumienie objętościowe, co z kolei powoduje duże opory hydrauliczne, duże średnice rur, spore koszty inwestycyjne. Ograniczeniem w zastosowaniu suchych systemów chłodzenia jest asortyment kształtów płyt chłodzących oraz możliwość tworzenia lub zabudowy tylko przegród płaskich lub graniastych. Z płyt systemu suchego nie można stworzyć przegród w postaci koła lub ścian na podstawie łuku lub elipsy. Mała moc jednostkowa ogranicza zastosowanie wyłącznie suchego systemu chłodzenia powierzchniowego do obiektów dobrze izolowanych cieplnie lub o małych zyskach ciepła. Ze względu na swoją specyfikę, system każdorazowo wymaga zaprojektowania oraz realizacji przez osoby o wysokich kwalifikacjach zawodowych. W przypadku łączenia funkcji ogrzewania i chłodzenia powierzchniowego wymiarowanie instalacji należy dokonać w oparciu o wymagane zapotrzebowanie na chłodzenie. Wydajność grzewcza prawie zawsze będzie zapewniona.

Odpowiednia średnia temperatura w pomieszczeniach schładzanych jest jednym z elementów komfortu cieplnego. Ważna jest także jednorodność pola temperatury i promieniowania w pomieszczeniach schładzanych. Wszystkie te parametry zależą od przegród budowlanych, ilości przeszkleń, lokalizacji źródeł ciepła, czyli od czynników, na które projektant instalacji sanitarnych nie ma wpływu. Dlatego należy zastosować takie systemy, które pozwalają zredukować niekorzystne uwarunkowania w pomieszczeniach schładzanych. Przykładem takiego rozwiązania są systemy chłodzenia ściennego, podłogowego lub sufitowego. Chłodzenie płaszczyznowe, dzięki rozciągnięciu powierzchni chłodzącej na dużym obszarze (wielkopłaszczyznowe), pozwala na znaczną redukcję różnicy temperatury w pomieszczeniach schładzanych oraz powoduje jednorodne pole promieniowania w całym obsza- Rys. Przykład łączenia ogrzewania i chłodzenia w jeden Minimalizacja wad rze. W przypadku schłodzenia system; 1 - panel ścienny, 2 - rozdzielacz, 3 - zawór powierzchniowego istnieje równoważący, 4 - regulator różnicy ciśnienia, 5 - zawór Opisany w niniejszym artymożliwość redukcji chłodzenia regulacyjny z siłownikiem, 6 - siłownik termiczny, kule system, stosowany samosystemami powietrznymi, co 7 - zawór regulacyjny z siłownikiem, 8 - sterownik. dzielnie, pomimo licznych zama ogromne znaczenie dla polet posiada także ograniczenia. prawy komfortu przebywania w po- Ograniczenie to powoduje zmniejszenie Można je zminimalizować, jeśli system mieszczeniach schładzanych lub kli- wydajności systemu chłodzenia, jeżeli suchy chłodzenia ściennego będzie matyzowanych bez efektu przeciągu. wilgotność przekroczy wartość 48% po- stosowany w konfiguracji z innymi syswietrza w pomieszczeniu. Koniecznym temami. W przypadku klimatyzacji lub wymogiem jest stosowanie czujników wentylacji schładzającej stanowi on Ograniczenia systemowe punktu rosy dla zabezpieczenia przegród doskonałe uzupełnienie systemu poSystemy chłodzenia płaszczyznowe- przed niekontrolowaną kondensacją i wietrznego. W przypadku przemyślago mają jednak także ograniczenia. systemów automatyki, które będą mog- nego ogrzewania powierzchniowego Podstawowym jest wydajność jedno- ły kontrolować stan wilgotności na po- zimą z wykorzystaniem pomp ciepła, lastkowa i brak możliwości jej intensyfi- wierzchni przegrody. tem umożliwia schładzanie pomieszkacji. Ze względu na obniżenie tempeKolejnym ograniczeniem są niezbyt czeń bez dodatkowych kosztów przez ratury przegród jako temperaturę kom- duże moce obiegów chłodzących. Wyni- odwrócenie pracy pompy ciepła lub, co fortu można przyjąć dla lata nawet 28 °C. ka to z ograniczonej długości pętli chło- bardziej interesujące, przez chłodzenie Przy temperaturze zasilania czynnika dzących do 55 m oraz małej różnicy tem- pasywne przy jednoczesnej regenerachłodzącego 17 °C i jego podgrzaniu o peratury pomiędzy zasilaniem i powro- cji wymiennika gruntowego. Dlatego 3 °C do temperatury 20 °C można uzys- tem czynnika chłodzącego, wynoszącej zawsze warto rozważyć możliwość zakać wydajność chłodzenia z 1 m2 po- zaledwie 3 °C. W tradycyjnych systemach stosowania suchego systemu chłodzewierzchni chłodzącej ok. 40 W. Powyższe grzewczych różnice temperatury po- nia powierzchniowego przy okazji proograniczenie wynika z temperatury za- między zasilaniem i powrotem wynoszą jektowania suchego systemu ogrzewasilania czynnikiem chłodzącym o tem- od 15 do 25 °C, zaś w tradycyjnych sys- nia powierzchniowego. peraturze 17 °C. Taka temperatura temach chłodzących różnice temperatury Grzegorz Ojczyk, NTTG czynnika może spowodować niebez- pomiędzy zasilaniem i powrotem wynowww.instalator.pl

27


miesięcznik informacyjno-techniczny

5 (249), maj 2019

Instalacje ciepłej wody użytkowej

Cyrkulacja wskazana Ciepła woda użytkowa może być przygotowana za pośrednictwem urządzeń wykorzystujących odnawialne źródła energii. Przykładem mogą tu być instalacje fotowoltaiczne, z których energia elektryczna może zasilać grzałki pojemnościowych zasobników wody, albo pompy ciepła... W dzisiejszym artykule będę kontynuował tematykę rozpoczętą w poprzedniej publikacji pt. Pompa ciepła z ciepłą wodą? („Magazyn Instalatora” 4/2019 przyp. red.), a dotyczącą ciepłej wody użytkowej i odnawialnych źródeł energii.

Pod prądem z fotowoltaiki Słońce można efektywnie wykorzystywać zarówno do otrzymywania ciepła, jak i wytwarzania energii elektrycznej. Urządzenia służące do konwersji energii promieniowania słonecznego na efekty użyteczne przynoszą znaczne oszczędności w stosunku do źródeł konwencjonalnych oraz zmniejszają ogólne zanieczyszczenie środowiska. Rozpowszechnionym sposobem wykorzystania promieniowania słonecznego są zestawy solarne oparte o panele fotowoltaiczne, które przekształcają energię promieniowania w energię elektryczną. Można ją następnie wykorzystać do zasilania wszelkich domowych odbiorników elektrycznych, ale także do ogrzewania lub przygotowania ciepłej wody. Intensywność promieniowania słonecznego jest uzależniona od pory roku, dnia i poziomu zachmurzenia. Stąd też porą zimową, gdy zużycie ciepła i energii elektrycznej jest największe, słońce świeci nie tylko słabo, ale i krótko, a także dużą cześć dostarczanej energii stanowi tzw. promieniowanie rozproszone, co istotnie ogranicza wydajność instalacji. Ustawienie panelu, tzn. kąt względem kierunku południowego i nachylenia w wpionie, wskazano już przy omawianiu kolektorów słonecznych.

28

Ogniwo słoneczne jest elementem półprzewodnikowym, dwuwarstwowym, tworzącym złącze typu p-n. Pod wpływem padającego nań promieniowania słonecznego (fotonów) powstaje siła elektromotoryczna, bo elektrony przemieszczają się do obszaru n, zaś tzw. dziury do obszaru p. Wynikiem tego ruchu ładunków jest powstanie różnicy potencjałów, czyli stałego prądu elektrycznego. Pojedyncze ogniwo najpopularniejszego rodzaju, czyli zbudowane na bazie krzemu, daje napięcie zaledwie ok. 0,5 V oraz moc ok. 2 W. Dlatego łącząc je w moduły (zwane panelami), uzyskujemy odpowiednio wyższą, użyteczną wartość. Moc ogniwa, w celach porównawczych, wyrażana jest w watach mocy szczytowej, czyli Wp (od ang. peak), ale wartość ta oznacza moc osiąganą w warunkach testowych, podczas których promieniowanie słoneczne osiąga moc 1000 W/m2, temperaturę 25 °C i prędkość wiatru 1,5 m/s. W warunkach rzeczywistej eksploatacji najczęściej notowane wartości promieniowania słonecznego bezpośredniego dla obszaru całego kraju, między godziną 9:00 i 15:00, mieszczą się w granicach 600-800 W/m2. Oczywiście takie rzeczywiste warunki generują odpowiednio niższą moc paneli. Szacuje się, że w polskich warunkach z 1 m2 panelu fotowoltaicznego rocznie można uzyskać 110-150 kWh energii elektrycznej. Panele dostarczają prąd stały, a w warunkach domowych wykorzystujemy prąd przemienny, jednak trzeba prąd panelowy przetworzyć do typowych parametrów, co wymaga dodatkowych urządzeń - przetworników prądu elektrycznego, popularnie zwanych falownikami.

Magazynowanie energii elektrycznej (prąd stały) w kosztownych akumulatorach nie jest praktyczne, najbardziej pożądanym rozwiązanie jest jej wykorzystanie w całości na własne potrzeby. Stąd też możliwość wspomagania własną energią elektryczną systemu ogrzewania i zaopatrzenia w ciepłą wodę poprzez zasilanie pomp ciepła i grzałek.

Cyrkulacja c.w.u. Zgodnie z obowiązującym rozporządzeniem [2] w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, każdy przewód instalacji ciepłej wody o objętości wewnątrz przewodu powyżej 3 dm3 musi posiadać przewód cyrkulacyjny zapewniający stały przepływ wody w instalacji przy braku jej poboru. Wynika stąd konieczność projektowania instalacji cyrkulacyjnych w budynkach. Poprawne jej zaprojektowanie i wykonanie pozwala użytkownikom instalacji na uzyskanie wody o odpowiedniej temperaturze po upływie czasu nie dłuższego niż kilka sekund, niezależnie od odległości punktu poboru wody od źródła przygotowania ciepłej wody. Zgodnie z rozporządzeniem [2] temperatura wody ciepłej w punktach poboru nie może być wyższa niż 60 ºC i niższa niż 55 ºC. Stąd dopuszczalny spadek temperatury w instalacji ciepłej wody od źródła ciepła do punktów czerpalnych wynosi 5 K. Oczywiście taką organizację przepływu wody może wymusić odpowiednio dobrana pompa cyrkulacyjna. Dodatkowo, projektując instalację ciepłej wody i cyrkulacyjną, należy pamiętać, że na przewodach poziomych i pionowych instalacji ciepłej wody i instalacji cyrkulacyjnej, niezależnie od otoczenia, w jakim są usytuowane, należy stosować odpowiednio dobraną izolację termiczną. www.instalator.pl


Porada od firmy:

miesięcznik informacyjno-techniczny

Priorytet c.w.u. Podczas eksploatacji źródła ciepła pokrywającego łączne potrzeby grzewcze c.o. i przygotowania c.w.u. często stosowane jest rozwiązanie techniczne zwane priorytetem c.w.u. Polega ono na tym, że w momencie maksymalnego poboru c.w.u. należy tak ograniczyć strumień wody na potrzeby grzewcze c.o., aby możliwe było właściwe ogrzanie pobieranej wody użytkowej, czyli do wymaganej temperatury. Ograniczenie mocy cieplnej wody kierowanej na c.o. poprzez zmniejszenie jej strumienia masy, nawet przy chwilowym całkowitym ograniczeniu jej przepływu, wobec znacznej bezwładności cieplnej ogrzewanego budynku, nie spowoduje w nim zauważalnego spadku temperatury powietrza. Taki efekt jest możliwy do uzyskania dzięki odpowiednio dobranym sterownikom przepływu. Priorytet taki można też zorganizować podczas eksploatacji węzła ciepłowniczego zasilanego ze scentralizowanego źródła ciepła.

Podsumowanie Na wstępie cyklu artykułów przytoczono ważniejsze, obowiązujące wymagania dotyczące ciepłej wody zawarte w rozporządzeniach [2, 3] w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Omówiono potencjalną możliwość i celowość współzależności instalacji grzewczej centralnego ogrzewania oraz instalacji ciepłej wody. W stosunku do niskich wartości obowiązującego wskaźnika efektywności energetycznej budynku przy projektowaniu nowych instalacji zwrócono uwagę na konieczność rozpatrzenia możliwości wykorzystania energii z zasobów odnawialnych. Następnie wskazano ogólne wymagania stawiane instalacjom c.w.u. Z kolei przeprowadzono klasyfikację takich urządzeń, dzieląc je na dwie charakterystyczne grupy: indywidualnego (miejscowego) i scentralizowanego zaopatrzenia w ciepłą wodę. Szczegółowo omówiono typowe konwencjonalne źródła ciepła dla www.instalator.pl

c.w.u., a także źródła wykorzystujące odnawialne źródła energii. Wśród tych ostatnich rozpatrzono wykorzystanie kolektorów słonecznych, pomp ciepła oraz kominków na drewno. Przedstawiono również możliwość zastosowania paneli fotowoltaicznych do wytwarzania energii elektrycznej, zasilającej np. pompy ciepła i grzałki elektryczne wspomagające instalacje c.w.u. Pokazano zatem możliwość budowy złożonego (hybrydowego) źródła ciepła składającego się z elementów konwencjonalnych oraz wykorzystujących odnawialne zasoby energii. Warto w tym miejscu podkreślić wyższość korzystania z zestawów fabrycznych pochodzących od jednego producenta, zwykle zaopatrzonych w nadrzędny układ automatyki i sterowania, nad elementami pochodzącymi od różnych producentów. Wyższość ta sprowadza się zatem głównie do dysponowania sprawdzonym systemem sterowania takim zestawem i jego regulacji. Osobno omówiono zagadnienia cyrkulacji c.w.u. oraz wyjaśniono pojęcie tzw. priorytetu przy jej wytwarzaniu. dr inż. Piotr Kubski Bibliografia: [1] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. 2002, nr 75, poz. 690). [2] Obwieszczenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 17 lipca 2015 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. 2015, poz. 1422). [3] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Budownictwa z dnia 14 listopada 2017 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. 2017, poz. 2285). [4] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 27 lutego 2015 r. w sprawie metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku lub części budynku oraz świadectw charakterystyki energetycznej (Dz. U. 2015 r., poz. 376). [5] Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 7 grudnia 2017 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (Dz. U. 2017, poz. 2294).

Czy jedno urządzenie może zapewnić kompleksową obsługę budynku pasywnego w funkcje ogrzewania/chłodzenia, wentylacji i c.w.u.? Compact P to urządzenie, w którego obudowie zamknięto kilka funkcji: l Rekuperacja. Wymiennik rekuperatora w urządzeniach Nilan pozwala odzyskać do 95% energii z powietrza wywiewanego. Za pomocą wentylacji mechanicznej możemy kontrolować zarówno ilość, jakość i czystość powietrza wentylacyjnego. l Ogrzewanie. Parownik pompy ciepła umieszczony za wymiennikiem krzyżowym rekuperatora zawsze działa w warunkach korzystniejszych niż parownik w urządzeniach typu „split” umieszczony na zewnątrz. Taki układ pompy ciepła pozwala także na dodatkowe korzyści energetyczne wynikające z rekuperacji i dostarcza 3,7 kW energii na podgrzanie powietrza. Przy polskim klimacie zapewnia to o 0,5 kW więcej energii niż zużywamy do podgrzania zewnętrznego powietrza zimą. Dlatego przy budynkach pasywnych o zapotrzebowani większym np. rzędu 2,5 kW zalecamy stosowanie dodatkowej nagrzewnicy powietrza lub ogrzewania elektrycznego w postaci mat podłogowych pokrywających różnice wynikającą z nadmiaru oraz maksymalnego zapotrzebowania. l Chłodzenie. Compact P z pompą ciepła może wykorzystać funkcję chłodzenia powietrza latem. Domy pasywne wymagają niższych mocy na ogrzewanie, ale niezbędne jest także zapewnienie wentylacji najlepiej z chłodzeniem. Rozwiązanie nie zastępuje klimatyzacji ze względu na ilość powietrza wentylacyjnego, ale niezwykle poprawia komfort, nawiewając do budynku powietrze o temperaturze o 12 °C niższej niż powietrze na zewnątrz, które dodatkowo jest pozbawione wilgoci. l Ciepła woda użytkowa. Nilan w urządzeniu Compact P przez cały rok wykorzystuje energię po wymianie ciepła w rekuperacji i z tej energii za pomocą drugiego skraplacza i zaworu czterodrogowego przekazuje ciepło do 180 l warstwowego zbiornika c.w.u. Compact P zapewnia ponad 300 l wody o temperaturze 38 °C do natychmiastowego zużycia. Latem przy chłodzeniu, podgrzewanie ciepłej wody użytkowej odbywa się prawie „za darmo” ponieważ ciepło jest „odpadem” wynikającym z ochładzania parownika. Jacek Kamiński www.nilan-polska.pl rubryka sponsorowana

29


miesięcznik informacyjno-techniczny

5 (249), maj 2019

Dobór nagrzewnic wodnych - fakty i mity?

Nominalna moc grzewcza Renomowani producenci nagrzewnic dla jasności przekazu i szybszego, prawidłowego doboru tych urządzeń, podają zakres mocy grzewczych, który zdefiniowany jest dla minimalnych i maksymalnych parametrów w jakich może pracować nagrzewnica. Równocześnie podawana jest nominalna moc grzewcza dla parametrów 70/50/16 °C. Wodne nagrzewnice powietrza to popularne rozwiązanie z uwagi na swoją skuteczność oraz niskie koszty inwestycyjne. Duża moc grzewcza w stosunku do zajmowanej powierzchni skutkuje zmniejszonymi nakładami inwestycyjnymi oraz pozwala na uproszczenie instalacji grzewczej. Niska bezwładność systemu daje możliwość szybkiego i efektywnego ogrzania pomieszczenia do żądanej temperatury. Nagrzewnice są w stanie w krótkim czasie podnieść poziom temperatury w pomieszczeniu do żądanego poziomu. Urządzenia te charakteryzują również szerokie możliwości montażu oraz kierunkowania strumienia ogrzanego powietrza. Nagrzewnice można montować zarówno na ścianach jak i pod stropem przy pomocy obrotowej konsoli montażowej, dodatkowo kierunkując ciepłe powietrze dzięki regulowanym kierownicom powietrza. Na wstępie zdefiniujmy czym jest wartość nominalna/znamionowa.

Definicja wartości nominalnej Wartość znamionowa (nominalna, normalna, typowa) to wartość, przy której urządzenie pracuje zgodnie z normami lub zaleceniami producenta. Przekroczenie tej wartości powoduje nieprawidłową pracę urządzenia, zmianę parametrów lub jego uszkodzenie*. Moc nagrzewnic wodnych zależna jest od trzy wartości: l temperatury czynnika grzewczego oraz jego przepływu,

30

l

temperatury powietrza w pomieszczeniu, l ilości powietrza jakie przepływa przez nagrzewnicę. W prezentowanym artykule wykres obrazuje jak zmienia się moc grzewcza przykładowej nagrzewnicy w zależności od zmiany wyżej wymienionych parametrów.

Dlaczego wartość umowna? Jak łatwo zauważyć, moc grzewcza nagrzewnic wodnych jest wartością zmienną. Zatem czym jest moc nominalna? Tak naprawdę moc nominalna to wartość umowna, którą podają producenci przy określonych parametrach. Jest to wartość umowna, gdyż nie istnieją jasne przepisy regulujące tą kwestię. I tak zależnie od kraju, różni producenci w różny sposób definiują moc nominalną. W Polsce przyjęło się podawać wartość dla czynnika 90/70 °C oraz temperaturę powietrza na wlocie 0 °C. W krajach zachodnich często spotyka się warunki brzegowe określone dla czynnika 80/60 °C lub 70/50 °C oraz temperaturę powietrza na wlocie 15 °C. Są też producenci, którzy w ogóle nie definiują wartości

nominalnej mocy grzewczej lub podają jej zakres. W mojej opinii podawanie nominalnej mocy grzewczej dla parametrów 90/70/0 °C nie jest słuszne i może wprowadzać klienta w błąd. Rozpatrzmy zatem dwa przypadki i odczytajmy moc grzewczą nagrzewnicy z wykresu: l dla temperatury czynnika grzewczego 90/70 °C i temperatury powietrza w pomieszczeniu 16 °C oraz max. wydajności - moc grzewcza wynosi 30,4 kW l dla temperatury czynnika grzewczego 70/50 °C i temperatury powietrza w pomieszczeniu 16 °C oraz max. wydajności - moc grzewcza wynosi 19,1 kW W zależności od zadanych parametrów różnica w mocy grzewczej w tym przypadku wynosi 11,3 kW, Inwestor, a nawet doradca w hurtowni instalacyjnej, który nie ma pełnej wiedzy o omawianych tu parametrach, może zatem błędnie dobrać urządzenie. Jeżeli producent podaje moc nominalną dla parametru 90/70/0 °C i w ten sposób inwestor dobierze urządzenia, a na obiekcie będzie zastosowany niższy czynnik grzewczy, urządzenia po prostu nie będą w stanie dogrzać obiektu.

Temperatura czynnika grzewczego Jaka jest najczęściej stosowana temperatura czynnika grzewczego w Polsce? Przed podjęciem decyzji o prezentowaniu zakresu mocy grzewczej zamiast wartości umownej przeanalizowano setki zrealizowanych na zlecenie klientów projektów. Okazało się, że obecnie najczęściej stosowaną temperaturą czynnika grzewczego jest 80/60 °C oraz 70/50 °C, a temperatura projektowa waha się w przedziale 15 - 18 °C. Można również zauważyć trend do coraz częstszego stowww.instalator.pl


miesięcznik informacyjno-techniczny

sowania niskotemperaturowych źródeł ciepła jak pompy ciepła czy kotły kondensacyjne. Kolejny aspekt to podawanie mocy grzewczej dla temperatury w pomieszczeniu 0 °C. Jest to również sztuczne zawyżanie podawanej mocy grzewczej. Przecież budynki projektuje się dla temperatur wewnętrznych powyżej 0 °C. Same nagrzewnice to też urządzenia, które bez dodatkowych za-

5 (249), maj 2019

bezpieczeń pracują w temperaturze powyżej 0 °C. Zatem pokazywanie mocy nominalnej dla takiego parametru również mija się z celem.

Podsumowanie Biorąc pod uwagę powyższe, dla jasności przekazu i szybszego, prawidłowego doboru nagrzewnic, renomowani producenci podają za-

kres mocy grzewczych, który zdefiniowany jest dla minimalnych i maksymalnych parametrów w jakich może pracować nagrzewnica. Równocześnie podawana jest nominalna moc grzewcza dla parametrów 70/50/16 °C. Dzięki tak zdefiniowanej mocy nominalnej mamy pewność, że przy „szybkich” doborach margines błędu jest o wiele mniejszy i nagrzewnica spełni swoją funkcję. Jest to również bardziej uczciwe w stosunku do inwestora, który widzi moc grzewczą, którą faktycznie uzyska podczas pracy urządzenia. Na stronach producentów nagrzewnic dostępne są kalkulatory mocy grzewczych, które w „kilka kliknięć” wyliczają realną moc tych urządzeń w zależności od temperatury czynnika grzewczego, temperatury powietrza na wlocie do urządzenia i przepływu powietrza. Grzegorz Perestaj * Wikipedia Ilustracje z archiwum Flowair.


miesięcznik informacyjno-techniczny

5 (249), maj 2019

Zanieczyszczenia odpadami poinstalacyjnymi

Znaki na rurociągach Przeciwdziałanie zanieczyszczeniom polega na zapobieganiu lub ograniczaniu wprowadzania substancji lub energii. Substancje niebezpieczne dla zdrowia i życia powinny być w odpowiedni sposób oznakowane. Dotyczy to również miejsc ich składowania i przesyłania. Do odpowiedzialności za szkody spowodowane oddziaływaniem na środowisko stosuje się przepisy kodeksu cywilnego, zgodnie zaś z art. 323 ust. 1 Prawa Ochrony Środowiska. Każdy, komu przez bezprawne oddziaływanie na środowisko bezpośrednio zagraża szkoda lub została mu wyrządzona szkoda, może żądać od podmiotu odpowiedzialnego za to zagrożenie lub naruszenie przywrócenia stanu zgodnego z prawem i podjęcia środków zapobiegawczych, w szczególności przez zamontowanie instalacji lub urządzeń zabezpieczających przed zagrożeniem lub naruszeniem. Gdy jest to niemożliwe lub nadmiernie utrudnione, może on żądać zaprzestania działalności powodującej to zagrożenie lub naruszenie.

Skażenie Technologia powinna spełniać wymagania, przy których określaniu uwzględnia się w szczególności: 1) stosowanie substancji o małym potencjale zagrożeń; 2) efektywne wytwarzanie oraz wykorzystanie energii; 3) zapewnienie racjonalnego zużycia wody i innych surowców oraz materiałów i paliw; 4) stosowanie technologii bezodpadowych i małoodpadowych oraz możliwość odzysku powstających odpadów; 5) rodzaj, zasięg oraz wielkość emisji; 6) wykorzystywanie porównywalnych procesów i metod, które zostały skutecznie zastosowane w skali przemysłowej; 7) postęp naukowo-techniczny.

32

Uwaga! Należy pamiętać o tym, że: l Odpady powstałe po demontażu zu-

żytego sprzętu przekazuje się prowadzącemu działalność w zakresie recyklingu lub prowadzącemu działalność w zakresie innych niż recykling procesów odzysku wpisanym do rejestru. l Odpady powstałe po demontażu zużytego sprzętu, które nie zostały przekazane do recyklingu lub innych niż recykling procesów odzysku, przekazuje się prowadzącemu działalność w zakresie unieszkodliwiania odpadów. l Prowadzący zakład przetwarzania może dokonać wywozu odpadów powstałych po demontażu zużytego sprzętu w celu poddania ich recyklingowi, innym niż recykling procesom odzysku lub unieszkodliwianiu z terytorium kraju na terytorium: 1) innego niż Rzeczpospolita Polska państwa członkowskiego; 2) państwa niebędącego państwem członkowskim do instalacji spełniają-

cych wymagania nie niższe niż określone dla instalacji eksploatowanych na terytorium kraju. Uwaga! Przenosząc odpad, należy wiedzieć, że osoby, które nie zapewniają należytego oznakowania pojemników i zbiorników służących do przechowywania substancji stwarzających zagrożenie lub mieszanin stwarzających zagrożenie, podlegają karze grzywny. Wynika to z ustawy o substancjach i mieszaninach chemicznych. Zgodnie z prawem grzywną, ograniczeniem wolności lub pozbawieniem wolności do dwóch lat karany jest wywóz chemikaliów bez oficjalnej zgody w przypadkach, gdy jest to wymagane przepisami UE. Na dystrybutorów wprowadzających do obrotu detergenty bez etykiet w języku polskim i uchylających się od tego będzie nakładana grzywna.

Oznakowanie Prawo nakłada też obowiązek oznakowania i opatrzenia odpowiednimi znakami ostrzegawczymi pojemników, zbiorników i rurociągów, gdzie przechowywane są znaczące ilości substancji niebezpiecznych. Sposób

www.instalator.pl


miesięcznik informacyjno-techniczny

oznakowania określa rozporządzenie ministra zdrowia działającego w porozumieniu z szefami resortów gospodarki, pracy i środowiska. Opakowania substancji niebezpiecznych i mieszanin niebezpiecznych oraz niektórych mieszanin wprowadzanych do obrotu muszą być odpowiednio oznakowane. Oznakowanie opakowania substancji niebezpiecznej i mieszaniny niebezpiecznej zawiera: 1) nazwę umożliwiającą jednoznaczną identyfikację substancji niebezpiecznej lub mieszaniny niebezpiecznej; 2) nazwę, adres siedziby i numer telefonu przedsiębiorcy, a w przypadku osoby fizycznej - imię i nazwisko, adres miejsca wykonywania działalności i numer telefonu osoby wprowadzającej substancję lub mieszaninę do obrotu; 3) w przypadku mieszanin niebezpiecznych: a) nazwy substancji niebezpiecznych, b) alternatywne nazwy rodzajowe substancji niebezpiecznych (jeżeli dotyczy); 4) znak lub znaki ostrzegawcze i napisy określające ich znaczenie; 5) zwrot lub zwroty wskazujące rodzaj zagrożenia (zwroty R), a w przypadku środków ochrony roślin - dodatkowe zwroty wskazujące na szczególny rodzaj zagrożenia dla zdrowia człowieka lub dla środowiska, umieszczone zgodnie z przepisami o klasyfikacji substancji i ich mieszanin; 6) zwrot lub zwroty bezpiecznego stosowania (zwroty S), a w przypadku środków ochrony roślin - dodatkowe zwroty określające warunki bezpiecznego stosowania. Oznakowanie opakowania substancji niebezpiecznej lub mieszaniny niebezpiecznej ma odpowiednie wymiary zależne od pojemności opakowania. Oznakowanie opakowania substancji niebezpiecznej lub mieszaniny niebezpiecznej, wprowadzanych do obrotu na terytorium Rzeczypospolitej Polskiej, powinno być sporządzone w języku polskim, zgodnie z wymogami określonymi w przepisach o języku polskim. Na opakowaniach substancji niebezpiecznych i mieszanin niebezpiecznych nie wolno umieszczać oznaczeń wskazujących, że taka substancja lub taka mieszanina nie są niebezpieczne. W przypadku niektórych mieszanin, w tym także niezaklasyfikowanych jako niebezpieczne, oznakowanie opakowania zawiera dodatkowe napisy mające znaczenie dla użytkownika. Opatrzone znakami ostrzegawczymi w szczególny sposób powinny być: l pojemniki i zbiorniki służące do przechowywania substancji stwarzających zagrożenie lub mieszanin stwarzających zagrożenie; l pojemniki i zbiorniki służące do pracy z tymi substancjami lub mieszaninami, l rurociągi zawierające substancje stwarzające zagrożenie lub mieszaniny stwarzające zagrożenie lub służące do ich transportowania; l miejsca, w których są składowane znaczące ilości substancji stwarzających zagrożenie lub mieszanin stwarzających zagrożenie. Przemysław Gogojewicz Podstawa prawna: Ustawa Prawo ochrony środowiska (Dz. U. z 2018 r., poz. 799 ze zm.). www.instalator.pl

Dobre samopoczucie zależy od powietrza Klimatyzatory pokojowe Bosch Climate

Zdrowie oraz dobre samopoczucie Niezawodność pracy Komfort i efektywność Oszczędność energii

www.bosch-klimatyzacja.pl


miesięcznik informacyjno-techniczny

5 (249), maj 2019

Elementy uzbrojenia w pasie drogowym

Drożny wpust Co jakiś czas mają miejsce mniej lub bardziej spektakularne awarie związane z kanalizacją, w tym zwłaszcza widoczne na powierzchni terenu. W dużym stopniu są one konsekwencją stanu technicznego elementów metalowych na powierzchniach jezdni. Występujące odkształcenia mogą być efektem nieodpowiedniego montażu, braku przystosowania do nowych warunków czy też efektów starzeniowych. Bezpieczeństwo ruchu drogowego jest w dużym stopniu uzależnione od stanu nawierzchni drogowej, w tym zwłaszcza sprawności odwodnień oraz stanu technicznego elementów uzbrojenia w jezdni. Zagadnienie można rozpatrywać w dwóch aspektach - sprawności w rozumieniu zdolności systemu odwodnienia do przejęcia spływu powierzchniowego oraz stanu wpustów wraz z nasadami i przykanalikami - fot. W dotychczasowej tradycji stosowano różne zasady rozmieszczania wpustów, przy czym rzeczywista sprawność wpustów jest często bardzo niska nawet 10-20% [1]. W warunkach ekstremalnych (np. pomorska powódź 2001 r.) strumień wody po prostu przelatywał ponad wpustami, a kanały posiadały znaczne rezerwy. Decydujące są dwa elementy - rozstaw wpustów oraz staranność wykonania. Metoda zlewni jednostkowych jako podstawa wymiarowania odwodnień nie sprawdziła się, konieczne jest zagęszczanie wpustów w stosunku do rozstawów obliczeniowych, właściwe ukierunkowanie spadków oraz staranny montaż [1]. Co jakiś czas mają miejsce mniej lub bardziej spektakularne awarie związane z kanalizacją, w tym zwłaszcza te widoczne na powierzchni terenu. Oczywiście najbardziej nagłaśniane są tylko szczególne zdarzenia, przede wszystkim skutkujące poważniejszymi zakłóceniami ruchu. W dużym stopniu są one kon-

34

sekwencją stanu technicznego elementów metalowych na powierzchniach jezdni. Występujące odkształcenia mogą być efektem nieodpowiedniego montażu, braku przystosowania do nowych warunków (poszerzanie jezdni, wymiana nawierzchni) czy też efektów starzeniowych. Swoje znaczenie posiadają braki w systematycznej eksploatacji odwodnień oraz ogólnie zły stan techniczny nawierzchni drogowych.

Regulacja wysokościowa Do bardzo ważnych zagadnień zapewnienia bezpieczeństwa ruchu

drogowego należy odpowiednia regulacja wysokościowa elementów znajdujących się w jezdniach (niezależnie od formalnych regulacji prawnych naturalną lokalizacją kanalizacji na terenach zbudowanych pozostaje jezdnia; zresztą często urządzenia położone początkowo poza pasem jezdnym w efekcie przebudów ostatecznie trafiają w jego zasięg). Przykładowo w gdańskim rozwiązaniu [2] przeprowadzenia odpowiedniej regulacji wysokościowej wymagają urządzenia uzbrojenia podziemnego, w tym szczególnie kanalizacyjnego - takie elementy jak kanalizacyjne studzienki rewizyjne oraz wpusty uliczne (deszczowe). Określono, że uszkodzenie to sytuacja, gdy: l różnica poziomów pomiędzy włazem studni a górną powierzchnią nawierzchni wynosi więcej niż 1,0 cm; l nasada wpustu ulicznego wystaje więcej niż 0,1 cm powyżej poziomu nawierzchni przy wpuście [wg niektórych opinii toleruje się różnicę 0,5 cm, wg innych należy stosować zasadę tolero-

Fot. Mało skuteczne odwodnienie - jezdnia w kilka godzin po ustaniu opadu. www.instalator.pl


Gwarantowana, comiesięczna dostawa „Magazynu Instalatora”: tylko 11 PLN/miesiąc Kliknij po szczegółowe informacje...

Profile for Magazyn Instalatora

Magazyn Instalatora 5/2019  

klimatyzacja, pompy ciepła, instalacje hybrydowe, grzejniki aluminiowe, przydomowe oczyszczalnie ścieków, pompownie ścieków, wpusty, kominy,...

Magazyn Instalatora 5/2019  

klimatyzacja, pompy ciepła, instalacje hybrydowe, grzejniki aluminiowe, przydomowe oczyszczalnie ścieków, pompownie ścieków, wpusty, kominy,...

Advertisement