Pompy ciepła, wykorzystujące do działania energię pobraną z otoczenia, to innowacyjne rozwiązanie coraz częściej stosowane w budynkach wymagających dużej mocy grzewczej. Możliwość tworzenia układów kaskadowych pozwala na zastosowanie tych źródeł ciepła w budynkach o zróżnicowanej powierzchni ogrzewanej, od kilkudziesięciu do nawet kilku tysięcy metrów kwadratowych. Pompy ciepła NIBE, dostępne na rynku od ponad 40 lat, stosowane są, począwszy od domów jednorodzinnych, po budynki wielorodzinne, hale magazynowe, kościoły, przystanie żeglarskie czy baseny termalne. Oferują one szereg funkcji związanych nie tylko z ogrzewaniem pomieszczeń i podgrzewem wody użytkowej, ale też mogą współpracować z systemem rekuperacji, a także efektywnie realizować funkcję chłodzenia latem czy podgrzewu wody basenowej. Pompy ciepła można skomunikować z inwerterem instalacji fotowoltaicznej i tym samym zwiększyć ich wydajność podczas bieżącej produkcji energii ze słońca.
Jak działa kaskada?
Układy kaskadowe składają się z dwóch lub większej ilości pomp ciepła. Stosowane są wówczas, gdy występuje znaczne zapotrzebowanie na ciepło, a moc jednego urządzenia nie jest wystarczająca do jego pokrycia. Kolejne pompy w kaskadzie uruchamiają się sukcesywnie w stosunku do aktualnej wartości zapotrzebowania i dopasowując się do potrzeb użytkowników. Automatyka sterująca dba o to, aby urządzenia były w miarę możliwości i pełnionych funkcji równomiernie eksploatowane – wyrównuje między innymi czasy pracy oraz ilości uruchomień każdej pompy. Takie rozwiązanie pozwala dostarczyć znacznie większe ilości ciepła przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej efektywności energetycznej, a także zapewnia niezawodność i stabilność działania całego systemu (w przypadku awarii jednej pompy ciepła wciąż działają pozostałe jednostki w kaskadzie, w dalszym ciągu dostarczając ciepło do odbiorników).
Układy kaskadowe pomp ciepła stosowane są w przypadku budynków wymagających znacznego zapotrzebowania na ciepło, kiedy moc jednego urządzenia nie jest wystarczająca do jego pokrycia. Kolejne pompy w kaskadzie uruchamiają się sukcesywnie w stosunku do aktualnej wartości zapotrzebowania i dopasowując się do potrzeb użytkowników. Automatyka sterująca dba o to, aby urządzenia były w miarę możliwości i pełnionych funkcji równomiernie eksploatowane: wyrównuje między innymi czasy pracy oraz ilości uruchomień każdej pompy. Takie rozwiązanie pozwala dostarczyć znacznie większe ilości ciepła, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej efektywności energetycznej, a także zapewnia niezawodność i stabilność działania całego systemu (w przypadku awarii jednej pompy ciepła wciąż działają pozostałe jednostki w kaskadzie, w dalszym ciągu dostarczając ciepło do odbiorników).
Pompy ciepła NIBE w kaskadach
Powietrzne pompy ciepła NIBE (przy zastosowaniu modułu do sterowania SMO 40 lub SMO S40) można łączyć w kaskady do 8 urządzeń, co pozwala osiągnąć moc maksymalną około 128 kW (w punkcie A7/W35 według EN 14511). W przypadku pomp gruntowych, przeznaczonych do ogrzewania większych budynków, maszynownie składać się mogą maksymalnie z 9 urządzeń (NIBE F1345), co pozwala uzyskać aż 540 kW mocy grzewczej (w punkcie B0/W35 według EN 14511).
Dzięki zaawansowanemu sterowaniu gruntowych pomp ciepła serii S, istnieje również możliwość utworzenia kaskady składającej się z hybrydy pomp gruntowych i powietrznych. W takiej konfiguracji połączyć można 9 urządzeń (pompa gruntowa serii S jest wówczas tzw. urządzeniem MASTER). Warto pamiętać, iż pompy ciepła mogą również współpracować z „tradycyjnymi” źródłami ciepła, takimi jak np. kotły gazowe, olejowe czy pelletowe (jako źródło szczytowe lub dodatkowe). W zależności od mocy wspomnianych kotłów pozwala to znacznie zwiększyć moc układu.
Realizacje – układy kaskadowe NIBE
W budynkach wielorodzinnych i komercyjnych zastosowanie pomp ciepła ma wiele zalet. Przede wszystkim, urządzenia te pozwalają na zmniejszenie kosztów związanych z ogrzewaniem, co jest szczególnie istotne w przypadku dużych obiektów (koszty ich eksploatacji są znacznie niższe, niż koszty związane z np. ogrzewaniem gazowym). Zapewniają one niezależność od dostępności paliw kopalnych oraz, od występujących w ostatnim czasie, znacznych wahań cen surowców.
Kaskada 18 gruntowych pomp ciepła NIBE w Zakładzie Górniczym „Brzeszcze”. Wykonawca: GEO-TERM
W Zakładzie Górniczym „Brzeszcze”, przy zastosowaniu aż 18 gruntowych pomp ciepła NIBE F1345 (2 kaskady po 9 urządzeń), powstała instalacja o łącznej mocy ponad 1 MW. Pozwoliła ona na znaczną redukcję kosztów produkcji ciepła do zasilania systemów ciepłowniczych, poprzez wykorzystanie ciepła odpadowego powstającego w procesach schładzania sprężarek powietrza. (więcej nt. inwestycji w zakładzie górniczym >>> Pompa ciepła w Zakładzie Górniczym | NIBE)
Kaskada powietrznych pomp ciepła NIBE w Fabryce Perfand w Trzebnicy. Wykonawca: Serwis-Condens-Kotły
Kolejnym z przykładów zastosowania pomp ciepła NIBE w budynkach komercyjnych jest kaskada 7 powietrznych pomp ciepła F2120-20, służących do ogrzewania hali produkcyjnej fabryki PERFAND, o łącznej powierzchni 4 000 m2, zlokalizowanej w Trzebnicy. (więcej nt. inwestycji w fabryce Perfand >>> Kaskada pomp ciepła NIBE w Fabryce Perfand I NIBE)
Pompa ciepła NIBE w budynku kościoła pw. Jana Chrzciciela w Jaworkach. Wykonawca: Pompy Ciepła Podhale
Pompy ciepła są również coraz bardziej popularnym rozwiązaniem stosowanym do ogrzewania budynków sakralnych. Przykładem może być tutaj kościół pw. Jana Chrzciciela w Jaworkach, z pompą gruntową o mocy 60 kW (zobacz film o pompach ciepła w zabytkowym kościele >>> Pompy ciepła w zabytkowym kościele w Jaworkach. - YouTube) lub kościół pw. Bożego Ciała w Gdańsku, ogrzewany przy użyciu kaskady 3 pomp gruntowych NIBE o łącznej mocy 180 kW.
Budynek wspólnoty mieszkaniowej w Szczytnie z instalacją hybrydową obejmującą gruntowe pompy ciepła NIBE oraz panele fotowoltaiczne. Wykonawca: ADDUR
W przypadku budynków wielorodzinnych dużym zainteresowaniem cieszą się pompy gruntowe. W Szczytnie, jedna ze Wspólnot Mieszkaniowych, zdecydowała się na zmianę dotychczasowego źródła ciepła na kaskadę dwóch gruntowych pomp ciepła NIBE o łącznej mocy 120 kW. Kaskada została hybrydowo połączona z panelami fotowoltaicznymi, sfinansowanymi ze środków Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Olsztynie i pozwoliła znacznie obniżyć koszty ogrzewania budynku.
Co istotne, maszynownie z pompami ciepła NIBE są praktycznie bezobsługowe i w pełni zautomatyzowane. W zależności od modelu zastosowanych pomp ciepła istnieje możliwość ich sterowania i podglądu m.in. parametrów pracy i historii, poprzez dedykowaną aplikację lub witrynę internetową. Dostępne na rynku urządzenia spełniają coraz bardziej rygorystyczne wymogi odnośnie m.in. efektywności energetycznej, zastosowanych czynników chłodniczych itp., co ma wpływ na ich trwałość i wydajność systemu. Poprawny dobór urządzeń do inwestycji, ich odpowiednia eksploatacja i regularne serwisowanie, mogą zapewnić sprawne działanie do nawet 20 lat.
Reasumując, pompy ciepła to nie tylko rozwiązanie ekologiczne i łatwe w obsłudze, ale także pozwalające na znaczne zmniejszenie kosztów związanych z ogrzewaniem i idealne do zastosowania zarówno w przypadku domów jednorodzinnych, jak też budynków wielorodzinnych i komercyjnych.
Są obecnie jednym z najbardziej efektywnych systemów grzewczych dostępnych na rynku i z pewnością wartym rozważenia, jako alternatywne źródło energii do ogrzewania budynków.
Autor: Ewelina Glinkowska
Starszy Doradca Techniczny ds. OZE, NIBE-BIAWAR
NIBE-BIAWAR Sp. z o.o.
Al. Jana Pawła II 57, 15-703 Białystok
tel. 85 662 84 90
pompyciepla@biawar.com.pl
www.nibe.pl