Jak głośna jest pompa ciepła powietrze/woda zależnie od jej konstrukcji, warunków zabudowy, a także odległości? Pompy ciepła dobrej klasy nie są uciążliwe dla mieszkańców domu bądź sąsiadów. Zwykle wystarczy maksymalnie 5-6 metrów, aby poziom ciśnienia akustycznego (hałas) nie przekraczał dopuszczalnej wartości 40 dB(A). Najcichsze pompy ciepła mogą osiągać nawet 40-50 dB(A) poziomu mocy akustycznej (w źródle). Wówczas już po nieco ponad 1 m głośność znajduje się poniżej dopuszczalnego progu 40 dB(A).
Pompy ciepła powietrze/woda instalowane na zewnątrz budynku stanowić źródło hałasu. Jest to nieuniknione ze względu na fakt, że w budowie pompy ciepła wykorzystane są takie elementy jak sprężarka, czy wentylator. Poprzez staranne zaprojektowanie pompy ciepła można wyciszyć jej pracę do minimum. Wiąże się to m.in. ze stosowaniem osłon akustycznych sprężarki i całej obudowy pompy ciepła. Dodatkowo wprowadza się tłumienie drgań w elementach orurowania obiegu chłodniczego, czy też wizbroizolatory dla posadowienia sprężarki w obudowie, a także całej jednostki zewnętrznej na podstawie (ściennej lub gruntowej). Produkowanych obecnie pomp ciepła wysokiej klasy nie trzeba dodatkowo wyciszać stosując np. obudowy dźwiękochłonne. Wystarczy w ich przypadku nawet 1,5 do 3 metrów, aby obniżyć ciśnienie akustyczne do poziomu 40 dB(A) - dopuszczalnego dla zabudowy jednorodzinnej w nocy.
Pompy ciepła typu powietrze/woda stanowią coraz popularniejsze rozwiązanie stosowane zarówno w nowych, jak i w modernizowanych budynkach. Zabudowa na zewnątrz budynku eliminuje źródło hałasu z wnętrza budynku, pozwala uniknąć montażu dużych przekrojów kanałów powietrznych i oszczedza miejsce zabudowy. Spotykanym coraz częściej rozwiązaniem są pompy ciepła typu SPLIT, składające z dwóch jednostek - zewnętrznej i wewnętrznej. Należy zwrócić uwagę na wymagania montażowe producenta mające zapewnić prawidłowe warunki eksploatacyjnej.
Zastosowanie pompy ciepła w miejsce kotła węglowego pozwala zdecydowanie obniżyć emisje zanieczyszczeń i uzyskać korzystny efekt ekologiczny. W miejscu zainstalowania pompa ciepła jest całkowicie bezemisyjnym źródłem ciepła. W skali globalnej praca pompy ciepła wiąże się z emisją zanieczyszczeń przy wytwarzaniu energii elektrycznej. Jednak spalanie węgla w elektrowni lub elektrociepłowni odbywa się przy zdecydowanie niższej emisji zanieczyszczeń niż przy spalaniu węgla w kotle małej mocy. Redukcja emisji zanieczyszczeń sięga nawet 99%.
Połączenie pompy ciepła z instalacją fotowoltaiczną niesie ze sobą szereg korzyści. Samo urządzenie cechuje się wysoką efektywnością energetyczną i dzięki temu wyjątkowo niskimi kosztami eksploatacji. Jeżeli do tego uwzględni się zasilanie pompy ciepła energią elektryczną z własnej instalacji PV, to koszty jej pracy mogą być bliskie zeru. To znaczy, że do opłacenia pozostają koszty stałe (około 250 zł/rok). Należy jednak starannie dobrać moc instalacji fotowoltaicznej dla pompy ciepła, ale także dla innych potrzeb budynku o ile powalają na to warunki zabudowy paneli fotowoltaicznych.
Efektywność pompy ciepła jest zależna od szeregu czynników związanych z budową, zastosowanymi komponentami, a także projektem całego systemu. Pompy ciepła flexoTHERM i flexoCOMPACT produkowane przez firmę Vaillant cechują się zastosowaniem glikolu w obiegu pomiędzy jednostką zewnętrzną, a wewnętrzną. W porównaniu do standardowych pomp ciepła typu Split, gdzie w układzie krąży czynnik ziębniczy, takie rozwiązanie cechuje się nie tylko wygodą montażu (brak ingerencji w układ chłodniczy pompy ciepła), ale także zwiększoną efektywnością dzięki m.in. wyeliminowaniu strat ciepła z obiegu czynnika i strat energii na wydłużone cykle rozmrażania wymiennika powietrza i podgrzewania oleju przy rozruchu sprężarki.
Coraz wyższe wymagania w budownictwie pod względem efektywności energetycznej, a także komfortu użytkowania, stawiają nowe wyzwania przed architektami oraz projektantami. Z jednej strony w nowych budynkach dąży się do zmniejszania powierzchni "niemieszkalnych", a drugiej wymaga stosowania często złożonych systemów ogrzewania, chłodzenia i wentylacji domu. Integracja tych systemów stanowi dodatkowe wyzwanie dla systemów automatyki. Najnowszym rozwiązaniem jest pompa ciepła typu "All in One". Skupia ona w sobie nie tylko funkcję ogrzewania i chłodzenia pomieszczeń oraz podgrzewania ciepłej wody użytkowej, ale także wentylacji pomieszczeń. Pompa ciepła All in One należą do rozwiązań szczególnie estetycznych i funkcjonalnych. Efektywność energetyczną zwiększa tutaj możliwość wykorzystania ciepła z powietrza usuwanego z rekuperatora. Dzięki budowie typu monoblok, taka pompa ciepła jest szczególnie cicha. Poziom głośności na zewnątrz jest tak niski, że już w odległości 1,5 metra spada poniżej 40 dB(A). Pompa ciepła All in One jest szczególnie atrakcyjnym rozwiązaniem dla nowych domów budowanych według Warunków Technicznych WT 2017 bądź już WT 2021.
Zwykle pompa ciepła typu powietrze/woda widziana jest przy budynku. Jest to obecnie traktowane jako standardowe rozwiązanie. Sprzyja temu niski poziom głośności współczesnych pomp ciepła, a także względy praktyczne. Łatwe jest prowadzenie prac montażowych oraz serwisowych. Jednak nadal są sytuacje, gdy dach budynku stanowi korzystne, a czasem jedyne miejsce dla zabudowy pompy ciepła. Przykładem jest gęsta zabudowa budynków i małe powierzchnie działek. Również względy estetyczne jak dla np. budynków zabytkowych mogą decydować o potrzebie montażu pompy ciepła na dachu.
W wielu krajach europejskich można spotkać praktyczne doświadczenia użytkowników ponad 20-letnich pomp ciepła. Mogą one potwiedzić efektywność rozwiązania, ale przede wszystkim trwałość i niezawodność. Prawidłowo dobrane i wykonane sondy pionowe cechuję się dłuższą trwałością niż same pompy ciepła. Często wymiana pompy ciepła na nową wynika z chęci podniesienia poziomu komfortu obsługi i efektywności pracy, a także konieczości wymiany czynnika chłodniczego na dopuszczone obecnie neutralne dla środowiska naturalnego.
Pompy ciepła powietrze/woda instalowane na zewnątrz budynku stanowić źródło hałasu. Jest to nieuniknione ze względu na fakt, że w budowie pompy ciepła wykorzystane są takie elementy jak sprężarka, czy wentylator. Poprzez staranne zaprojektowanie pompy ciepła można wyciszyć jej pracę do minimum. Wiąże się to m.in. ze stosowaniem osłon akustycznych sprężarki i całej obudowy pompy ciepła. Dodatkowo wprowadza się tłumienie drgań w elementach orurowania obiegu chłodniczego, czy też wizbroizolatory dla posadowienia sprężarki w obudowie, a także całej jednostki zewnętrznej na podstawie (ściennej lub gruntowej). Produkowanych obecnie pomp ciepła wysokiej klasy nie trzeba dodatkowo wyciszać stosując np. obudowy dźwiękochłonne. Wystarczy w ich przypadku nawet 1,5 do 3 metrów, aby obniżyć ciśnienie akustyczne do poziomu 40 dB(A) - dopuszczalnego dla zabudowy jednorodzinnej w nocy.
Pompy ciepła typu powietrze/woda stanowią coraz popularniejsze rozwiązanie stosowane zarówno w nowych, jak i w modernizowanych budynkach. Zabudowa na zewnątrz budynku eliminuje źródło hałasu z wnętrza budynku, pozwala uniknąć montażu dużych przekrojów kanałów powietrznych i oszczedza miejsce zabudowy. Spotykanym coraz częściej rozwiązaniem są pompy ciepła typu SPLIT, składające z dwóch jednostek - zewnętrznej i wewnętrznej. Należy zwrócić uwagę na wymagania montażowe producenta mające zapewnić prawidłowe warunki eksploatacyjnej.
Zastosowanie pompy ciepła w miejsce kotła węglowego pozwala zdecydowanie obniżyć emisje zanieczyszczeń i uzyskać korzystny efekt ekologiczny. W miejscu zainstalowania pompa ciepła jest całkowicie bezemisyjnym źródłem ciepła. W skali globalnej praca pompy ciepła wiąże się z emisją zanieczyszczeń przy wytwarzaniu energii elektrycznej. Jednak spalanie węgla w elektrowni lub elektrociepłowni odbywa się przy zdecydowanie niższej emisji zanieczyszczeń niż przy spalaniu węgla w kotle małej mocy. Redukcja emisji zanieczyszczeń sięga nawet 99%.
Połączenie pompy ciepła z instalacją fotowoltaiczną niesie ze sobą szereg korzyści. Samo urządzenie cechuje się wysoką efektywnością energetyczną i dzięki temu wyjątkowo niskimi kosztami eksploatacji. Jeżeli do tego uwzględni się zasilanie pompy ciepła energią elektryczną z własnej instalacji PV, to koszty jej pracy mogą być bliskie zeru. To znaczy, że do opłacenia pozostają koszty stałe (około 250 zł/rok). Należy jednak starannie dobrać moc instalacji fotowoltaicznej dla pompy ciepła, ale także dla innych potrzeb budynku o ile powalają na to warunki zabudowy paneli fotowoltaicznych.
Efektywność pompy ciepła jest zależna od szeregu czynników związanych z budową, zastosowanymi komponentami, a także projektem całego systemu. Pompy ciepła flexoTHERM i flexoCOMPACT produkowane przez firmę Vaillant cechują się zastosowaniem glikolu w obiegu pomiędzy jednostką zewnętrzną, a wewnętrzną. W porównaniu do standardowych pomp ciepła typu Split, gdzie w układzie krąży czynnik ziębniczy, takie rozwiązanie cechuje się nie tylko wygodą montażu (brak ingerencji w układ chłodniczy pompy ciepła), ale także zwiększoną efektywnością dzięki m.in. wyeliminowaniu strat ciepła z obiegu czynnika i strat energii na wydłużone cykle rozmrażania wymiennika powietrza i podgrzewania oleju przy rozruchu sprężarki.
Coraz wyższe wymagania w budownictwie pod względem efektywności energetycznej, a także komfortu użytkowania, stawiają nowe wyzwania przed architektami oraz projektantami. Z jednej strony w nowych budynkach dąży się do zmniejszania powierzchni "niemieszkalnych", a drugiej wymaga stosowania często złożonych systemów ogrzewania, chłodzenia i wentylacji domu. Integracja tych systemów stanowi dodatkowe wyzwanie dla systemów automatyki. Najnowszym rozwiązaniem jest pompa ciepła typu "All in One". Skupia ona w sobie nie tylko funkcję ogrzewania i chłodzenia pomieszczeń oraz podgrzewania ciepłej wody użytkowej, ale także wentylacji pomieszczeń. Pompa ciepła All in One należą do rozwiązań szczególnie estetycznych i funkcjonalnych. Efektywność energetyczną zwiększa tutaj możliwość wykorzystania ciepła z powietrza usuwanego z rekuperatora. Dzięki budowie typu monoblok, taka pompa ciepła jest szczególnie cicha. Poziom głośności na zewnątrz jest tak niski, że już w odległości 1,5 metra spada poniżej 40 dB(A). Pompa ciepła All in One jest szczególnie atrakcyjnym rozwiązaniem dla nowych domów budowanych według Warunków Technicznych WT 2017 bądź już WT 2021.
Zwykle pompa ciepła typu powietrze/woda widziana jest przy budynku. Jest to obecnie traktowane jako standardowe rozwiązanie. Sprzyja temu niski poziom głośności współczesnych pomp ciepła, a także względy praktyczne. Łatwe jest prowadzenie prac montażowych oraz serwisowych. Jednak nadal są sytuacje, gdy dach budynku stanowi korzystne, a czasem jedyne miejsce dla zabudowy pompy ciepła. Przykładem jest gęsta zabudowa budynków i małe powierzchnie działek. Również względy estetyczne jak dla np. budynków zabytkowych mogą decydować o potrzebie montażu pompy ciepła na dachu.
W wielu krajach europejskich można spotkać praktyczne doświadczenia użytkowników ponad 20-letnich pomp ciepła. Mogą one potwiedzić efektywność rozwiązania, ale przede wszystkim trwałość i niezawodność. Prawidłowo dobrane i wykonane sondy pionowe cechuję się dłuższą trwałością niż same pompy ciepła. Często wymiana pompy ciepła na nową wynika z chęci podniesienia poziomu komfortu obsługi i efektywności pracy, a także konieczości wymiany czynnika chłodniczego na dopuszczone obecnie neutralne dla środowiska naturalnego.
Fired heaters face challenges regarding safety, inefficient operations, asset sustainability, and operator skillset. Most fired heaters have low levels of control and lack instrumentation for measuring critical parameters like oxygen and carbon monoxide in the combustion chamber. This introduces safety risks and prevents optimization of air-to-fuel ratio for efficiency. Industry standards recommend continuous monitoring of combustibles in the radiant section to improve safety.
Odwierty dla pomp ciepła, czyli sondy gruntowe, określane inaczej pionowymi, stanowią atrakcyjne pod względem technicznym tzw. dolne źródło ciepła dla pompy ciepła. Zapewnia wysoką stabilność temperatury w całym okresie eksploatacji i tym samym wysokie współczynniki efektywności pompy ciepła. W okresie letnim, sondy gruntowe dostarczać mogą naturalny chłód dla pompy ciepła z opcją naturalnego chłodzenia budynku.
Równoważenie hydrauliczne instalacji grzewczej zapewnia jej stabilną pracę w różnych warunkach - przy zmiennym obciążeniu cieplnym. Jest jednym z najważniejszych czynników wpływających na wysokość kosztów ogrzewania domu. Podstawowe równoważenie hydrauliczne małej instalacji grzewczej polega na zastosowaniu odpowiednich nastaw zaworów termostatycznych przy grzejnikach. W większych instalacjach konieczne jest stosowanie dodatkowych zaworów regulacyjnych np. na pionach grzewczych. W ten sposób zapewnia się prawidłowy zakres pracy zaworów termostatycznych przy grzejnikach. Najwyraźniejszym objawem braku równoważenia hydraulicznego jest nierównomierna praca instalacji grzewczej i nieosiąganie zakładanych temperatur wewnątrz pomieszczeń.
Pompy ciepła pozwalają najczęściej na osiąganie temperatury wody grzewczej rzędu 50-55 st.C. W budynkach nowych jest to zwykle wystarczające dla samodzielnej pracy, szczególnie przy współpracy z systemem ogrzewania podłogowego. Jednak w budynkach modernizowanych pompa ciepła będzie musiała współpracować z konwencjonalnym źródłem ciepła, w tzw. układzie hybrydowym. Rozwiązaniem, które może pozwolić na samodzielną pracę pompy ciepła w budynku modernizowanym, jest pompa ciepła wysokotemperaturowa, gdzie temperatura zasilania może wynosić nawet 65 stopni, aż do temperatury powietrza -15 stopni na zewnątrz. Wymaga to zastosowania sprężarki o specjalnej konstrukcji. Sprężarka z tzw. cyklem EVI, albo nazywana sprężarką z technologią Scroll EVI pozwala zwiększyć ciśnienie skraplania i ilość czynnika chłodniczego w skraplaczu. Dzięki temu woda grzewcza zwiększa temperaturę do maksymalnie 65 stopni.
Temperatura biwalencyjna nazywana także punktem biwalencyjnym określa moment do którego pompa ciepła może samodzielnie pokrywać pełne potrzeby cieplne budynku. Zależy ona ściśle od mocu grzewczej pompy ciepła oraz parametrów systemu grzewczego - jego temperatur roboczych. Temperatura biwalencyjna dobierana jest także w zależności od podstawowego źródła ciepła - jego sprawności i kosztów wytworzenia ciepła.
Pompy ciepła powietrze/woda zdominowały w ostatnim czasie rynek. Powodem jest znaczący rozwój technologiczny i możliwość samodzielnej pracy tych urządzeń. W nowych energooszczędnych domach nie wymagają one stosowania dodatkowego kotła grzewczego. Dzięki sprężarkom inwerterowym potrafią płynnie regulować moc grzewczą, dopasowując się do potrzeb grzewczych budynków. Upraszcza to schemat systemu grzewczego (brak zbiornika buforowego). Montaż pomp ciepła powietrze/woda jest znacznie łatwiejszy niż pomp typu solanka/woda. Nie wykonuje się tutaj prac ziemnych jak np dla sond gruntowych. Pomimo tego zdarzają się błędy montażowe wynikające głównie z rutynowego prowadzenia prac przez początkujących instalatorów.
Sprężarka stanowi podstawowy element pompy ciepła mający istotny wpływ na efektywność jej pracy. Nowoczesne sprężarki inwerterowe umożliwiają płynną regulację wydajności jej pracy przy zachowaniu wysokiej sprawności pracy. Sprężarki inwerterowe są oferowane w przystępnym koszcie zakupu np. w postaci sprężarek rotacyjnych z podwójnym tłokiem (Twin Rotary Inwerter DC).
Kotły kondensacyjne uzyskują sprawności pracy powyżej 100% i jest to określane w warunkach znormalizowanych przy kilku obciążeniach cieplnych. W rzeczywistych warunkach pracy kotły kondensacyjne mogą uzyskiwać sprawności pracy deklarowane w ich danych technicznych, o ile warunki pracy będą korzystne. Oznacza to warunki pracy z niskimi temperaturami wody grzewczej, najlepiej w systemie ogrzewania podłogowego. Sprawność rzędu 108% określana jest w stosunku do wartości opałowej gazu ziemnego. W warunkach rzeczywistych pracy, sprawność kotłów jest zależna od wielu czynników, m.in. rodzaju regulatora, udziału ciepłej wody użytkowej w bilansie cieplnym budynku, itd.
Pompa ciepła powietrze/woda stanowi coraz bardziej popularne rozwiązanie w budynkach poddawanych termomodernizacji. Pozwala na efektywną współpracę także z istniejącą instalacją grzejnikową. Kocioł grzewczy istniejący w budynku staje się drugim źródłem ciepła o charakterze szczytowym (praca przy niskich temperaturach zewnętrznych) oraz awaryjnym. Tym samym użytkownik zyskuje dodatkowe zalety ogrzewania hybrydowego. W wielu przypadkach możliwe jest wykorzystanie istniejących grzejników, gdyż obniżenie potrzeb cieplnych pomieszczeń pozwala na obniżenie temperatur roboczych systemu grzewczego z np. 75/65 oC na 55/45 oC. Stwarza to dogodne warunki pracy dla pompy ciepła, a także kotła kondensacyjnego.
Dobór mocy grzewczej kotła zależy od potrzeb budynku, a więc jego izolacji cieplnej i ogólnie standardu energetycznego. Wysoki wpływ odgrywają potrzeby ciepła podgrzewania wody użytkowej. Nowoczesne kotły cechują się niskim poziomem mocy minimalnej oraz szerokim zakresem regulacji mocy dzięki modulacji mocy palnika. Dzięki temu kocioł może dostosowywać precyzyjnie i płynnie moc w stosunku do bieźących potrzeb cieplnych.
Combined cycle power plants improve efficiency by capturing waste heat from gas turbine exhaust to generate steam and power a steam turbine. They can achieve over 60% efficiency compared to 33-25% for simple gas turbine plants. The steam is generated by a heat recovery steam generator (HRSG) that uses heat exchangers to capture energy from gas turbine exhaust to heat water into steam. This steam then drives a steam turbine which generates additional electricity. Combined cycle plants have higher efficiency and lower emissions than simple gas turbine or coal plants.
Błędy przy doborze i montażu pomp ciepła nie są statystycznie znaczne (przynajmniej na monitorowanym rynku szwajcarskim). Mogą mieć one jednak bardzo negatywny wpływ na trwałość pompy ciepła, jej efektywność oraz wygodę użytkowania. Większość błędów ma swoje źródło w nieprawidłowych założeniach dla doboru pompy ciepła, co objawiać się może np. przewymiarowaniem mocy grzewczej, albo też zaniżeniem rozmiaru dolnego źródła ciepła (np. sond pionowych).
Ogrzewanie hybrydowe to coraz częściej stosowane rozwiązanie szczególnie w budynkach modernizowanych. Pozwala na obniżenie kosztów ogrzewania domu i zwiększenie poziomu bezpieczeństwa mieszkaców domu. Nowoczesne hybrydowe systemy ogrzewania zwykle składają się z pompy ciepła typu powietrza/woda, która uzupełnia istniejący w budynku kocioł np. na gaz ziemny, gaz płynny, olej opałowy lub węgiel, czy drewno.
Stacja świeżej wody użytkowej stanowi rozwiązanie służące do wydajnego podgrzewania ciepłej wody użytkowej w małych obiektach, jak i dużych układach wody użytkowej. Pracuje w trybie przepływowym grzania wody użytkowej. Korzysta z ciepła gromadzonego w zbiorniku buforowym ciepła. Ciepło może być dostarczane przez różne źródła ciepła, a także instalację solarną.
The document discusses heat recovery steam generators (HRSGs). An HRSG uses heat from hot exhaust gases to generate steam. It is composed of an economizer, evaporator, and superheater. The hot exhaust gases pass through these components, reducing in temperature while heating water and generating high-pressure steam. The steam can then be used to drive a steam turbine. The document discusses the components, types, circulation methods, heating surfaces, and other aspects of HRSG design and operation.
Variable refrigerant flow (VRF) systems allow for individual temperature control of multiple indoor units connected to a single outdoor unit. VRF systems can operate in cooling-only mode, heat pump mode for both heating and cooling, or heat recovery mode which allows simultaneous heating and cooling. VRF systems offer advantages like energy savings, precise temperature control, and zoning capabilities. However, their initial costs are high compared to conventional HVAC systems. VRF technology provides an energy efficient option for heating and cooling buildings with varied internal loads like hotels, schools, and offices.
District cooling involves providing cooling to multiple buildings from a central plant via pipes. It started in the 1930s and provides energy savings compared to individual building cooling systems. A case study examines a residential area in Kuwait, finding the district cooling plant would save 50% on peak power and 40% annually on energy versus individual air-cooled systems. An inner-city case study in Kuwait also finds savings on energy and costs over a 30-year period from a district cooling system serving office, commercial and residential buildings.
This document provides design considerations and parameters for fired heaters. It discusses considerations for the radiant and convection sections such as flux levels, heat release, and tube dimensions. It also covers the design of stacks, fans, burners, air preheaters, sootblowers, dampers, instrumentation and refractories. The key parameters for selection and design of these heater components are specified.
Must Have References for the HVAC & Refrigeration PE ExamJustin Kauwale
A key component to passing the Mechanical HVAC & Refrigeration PE Exam is to obtain and to study the necessary references. These references contain the equations, skills, terms and concepts that appear on the Mechanical HVAC & Refrigeration PE Exam.
Engineering Pro Guides teaches all the necessary skills and concepts required to pass the Mechanical HVAC & Refrigeration PE Exam.
www.engproguides.com
Link to References: www.engproguides.com/hvacreferences.html
The document discusses Heat Recovery Steam Generators (HRSGs). HRSGs recover heat from gas turbine exhaust to produce steam. They operate in either combined cycle mode, where steam drives a turbine, or cogeneration mode where steam is used for industrial processes. HRSGs contain evaporator, economizer, and superheater sections to produce steam. They can also include reheaters, deaerators, and preheaters. HRSGs come in natural circulation, forced circulation, or once-through designs and can be unfired, fired, supplementary fired, or exhaust fired depending on heat input. HRSGs vary in operation pressure as either single or multi-pressure. Post-combustion emission controls like
Termomodernizacja domu to szeroki zakres możliwych prac polegających na wymianie urządzeń lub poprawie ich stanu. Dzięki temu możliwe jest obniżenie zużycia ciepła, a także emisji zanieczyszczeń. Oszczędności z termomodernizacji można uzyskać już przy podjęciu stosunkowo prostych i tanich prac. Może być poprawa izolacji cieplnej urządzeń, armatury i rur, czy też modyfikacja nastaw regulatorów źródła ciepła, albo systemu grzewczego.
Pompy ciepła powietrze/woda zdominowały wiele rynków z racji nowoczesnych efektywnych rozwiązań dostępnych w korzystnej cenie. Porównanie współczynników COP pokazuje wyraźnie wzrost efektywności pomp ciepła powietrze/woda w ostatnich latach. Budowa pompy ciepła opiera się obecnie coraz częściej o zastosowanie sprężarki inwerterowej. Pozwala ona na płynną regulację mocy od bardzo małych wartości. Jest to z kolei niezbędne dla stosowania pomp ciepła w niewielkich domach budowanych wg najwyższych standardów energetycznej, np. WT 2021.
Fired heaters face challenges regarding safety, inefficient operations, asset sustainability, and operator skillset. Most fired heaters have low levels of control and lack instrumentation for measuring critical parameters like oxygen and carbon monoxide in the combustion chamber. This introduces safety risks and prevents optimization of air-to-fuel ratio for efficiency. Industry standards recommend continuous monitoring of combustibles in the radiant section to improve safety.
Odwierty dla pomp ciepła, czyli sondy gruntowe, określane inaczej pionowymi, stanowią atrakcyjne pod względem technicznym tzw. dolne źródło ciepła dla pompy ciepła. Zapewnia wysoką stabilność temperatury w całym okresie eksploatacji i tym samym wysokie współczynniki efektywności pompy ciepła. W okresie letnim, sondy gruntowe dostarczać mogą naturalny chłód dla pompy ciepła z opcją naturalnego chłodzenia budynku.
Równoważenie hydrauliczne instalacji grzewczej zapewnia jej stabilną pracę w różnych warunkach - przy zmiennym obciążeniu cieplnym. Jest jednym z najważniejszych czynników wpływających na wysokość kosztów ogrzewania domu. Podstawowe równoważenie hydrauliczne małej instalacji grzewczej polega na zastosowaniu odpowiednich nastaw zaworów termostatycznych przy grzejnikach. W większych instalacjach konieczne jest stosowanie dodatkowych zaworów regulacyjnych np. na pionach grzewczych. W ten sposób zapewnia się prawidłowy zakres pracy zaworów termostatycznych przy grzejnikach. Najwyraźniejszym objawem braku równoważenia hydraulicznego jest nierównomierna praca instalacji grzewczej i nieosiąganie zakładanych temperatur wewnątrz pomieszczeń.
Pompy ciepła pozwalają najczęściej na osiąganie temperatury wody grzewczej rzędu 50-55 st.C. W budynkach nowych jest to zwykle wystarczające dla samodzielnej pracy, szczególnie przy współpracy z systemem ogrzewania podłogowego. Jednak w budynkach modernizowanych pompa ciepła będzie musiała współpracować z konwencjonalnym źródłem ciepła, w tzw. układzie hybrydowym. Rozwiązaniem, które może pozwolić na samodzielną pracę pompy ciepła w budynku modernizowanym, jest pompa ciepła wysokotemperaturowa, gdzie temperatura zasilania może wynosić nawet 65 stopni, aż do temperatury powietrza -15 stopni na zewnątrz. Wymaga to zastosowania sprężarki o specjalnej konstrukcji. Sprężarka z tzw. cyklem EVI, albo nazywana sprężarką z technologią Scroll EVI pozwala zwiększyć ciśnienie skraplania i ilość czynnika chłodniczego w skraplaczu. Dzięki temu woda grzewcza zwiększa temperaturę do maksymalnie 65 stopni.
Temperatura biwalencyjna nazywana także punktem biwalencyjnym określa moment do którego pompa ciepła może samodzielnie pokrywać pełne potrzeby cieplne budynku. Zależy ona ściśle od mocu grzewczej pompy ciepła oraz parametrów systemu grzewczego - jego temperatur roboczych. Temperatura biwalencyjna dobierana jest także w zależności od podstawowego źródła ciepła - jego sprawności i kosztów wytworzenia ciepła.
Pompy ciepła powietrze/woda zdominowały w ostatnim czasie rynek. Powodem jest znaczący rozwój technologiczny i możliwość samodzielnej pracy tych urządzeń. W nowych energooszczędnych domach nie wymagają one stosowania dodatkowego kotła grzewczego. Dzięki sprężarkom inwerterowym potrafią płynnie regulować moc grzewczą, dopasowując się do potrzeb grzewczych budynków. Upraszcza to schemat systemu grzewczego (brak zbiornika buforowego). Montaż pomp ciepła powietrze/woda jest znacznie łatwiejszy niż pomp typu solanka/woda. Nie wykonuje się tutaj prac ziemnych jak np dla sond gruntowych. Pomimo tego zdarzają się błędy montażowe wynikające głównie z rutynowego prowadzenia prac przez początkujących instalatorów.
Sprężarka stanowi podstawowy element pompy ciepła mający istotny wpływ na efektywność jej pracy. Nowoczesne sprężarki inwerterowe umożliwiają płynną regulację wydajności jej pracy przy zachowaniu wysokiej sprawności pracy. Sprężarki inwerterowe są oferowane w przystępnym koszcie zakupu np. w postaci sprężarek rotacyjnych z podwójnym tłokiem (Twin Rotary Inwerter DC).
Kotły kondensacyjne uzyskują sprawności pracy powyżej 100% i jest to określane w warunkach znormalizowanych przy kilku obciążeniach cieplnych. W rzeczywistych warunkach pracy kotły kondensacyjne mogą uzyskiwać sprawności pracy deklarowane w ich danych technicznych, o ile warunki pracy będą korzystne. Oznacza to warunki pracy z niskimi temperaturami wody grzewczej, najlepiej w systemie ogrzewania podłogowego. Sprawność rzędu 108% określana jest w stosunku do wartości opałowej gazu ziemnego. W warunkach rzeczywistych pracy, sprawność kotłów jest zależna od wielu czynników, m.in. rodzaju regulatora, udziału ciepłej wody użytkowej w bilansie cieplnym budynku, itd.
Pompa ciepła powietrze/woda stanowi coraz bardziej popularne rozwiązanie w budynkach poddawanych termomodernizacji. Pozwala na efektywną współpracę także z istniejącą instalacją grzejnikową. Kocioł grzewczy istniejący w budynku staje się drugim źródłem ciepła o charakterze szczytowym (praca przy niskich temperaturach zewnętrznych) oraz awaryjnym. Tym samym użytkownik zyskuje dodatkowe zalety ogrzewania hybrydowego. W wielu przypadkach możliwe jest wykorzystanie istniejących grzejników, gdyż obniżenie potrzeb cieplnych pomieszczeń pozwala na obniżenie temperatur roboczych systemu grzewczego z np. 75/65 oC na 55/45 oC. Stwarza to dogodne warunki pracy dla pompy ciepła, a także kotła kondensacyjnego.
Dobór mocy grzewczej kotła zależy od potrzeb budynku, a więc jego izolacji cieplnej i ogólnie standardu energetycznego. Wysoki wpływ odgrywają potrzeby ciepła podgrzewania wody użytkowej. Nowoczesne kotły cechują się niskim poziomem mocy minimalnej oraz szerokim zakresem regulacji mocy dzięki modulacji mocy palnika. Dzięki temu kocioł może dostosowywać precyzyjnie i płynnie moc w stosunku do bieźących potrzeb cieplnych.
Combined cycle power plants improve efficiency by capturing waste heat from gas turbine exhaust to generate steam and power a steam turbine. They can achieve over 60% efficiency compared to 33-25% for simple gas turbine plants. The steam is generated by a heat recovery steam generator (HRSG) that uses heat exchangers to capture energy from gas turbine exhaust to heat water into steam. This steam then drives a steam turbine which generates additional electricity. Combined cycle plants have higher efficiency and lower emissions than simple gas turbine or coal plants.
Błędy przy doborze i montażu pomp ciepła nie są statystycznie znaczne (przynajmniej na monitorowanym rynku szwajcarskim). Mogą mieć one jednak bardzo negatywny wpływ na trwałość pompy ciepła, jej efektywność oraz wygodę użytkowania. Większość błędów ma swoje źródło w nieprawidłowych założeniach dla doboru pompy ciepła, co objawiać się może np. przewymiarowaniem mocy grzewczej, albo też zaniżeniem rozmiaru dolnego źródła ciepła (np. sond pionowych).
Ogrzewanie hybrydowe to coraz częściej stosowane rozwiązanie szczególnie w budynkach modernizowanych. Pozwala na obniżenie kosztów ogrzewania domu i zwiększenie poziomu bezpieczeństwa mieszkaców domu. Nowoczesne hybrydowe systemy ogrzewania zwykle składają się z pompy ciepła typu powietrza/woda, która uzupełnia istniejący w budynku kocioł np. na gaz ziemny, gaz płynny, olej opałowy lub węgiel, czy drewno.
Stacja świeżej wody użytkowej stanowi rozwiązanie służące do wydajnego podgrzewania ciepłej wody użytkowej w małych obiektach, jak i dużych układach wody użytkowej. Pracuje w trybie przepływowym grzania wody użytkowej. Korzysta z ciepła gromadzonego w zbiorniku buforowym ciepła. Ciepło może być dostarczane przez różne źródła ciepła, a także instalację solarną.
The document discusses heat recovery steam generators (HRSGs). An HRSG uses heat from hot exhaust gases to generate steam. It is composed of an economizer, evaporator, and superheater. The hot exhaust gases pass through these components, reducing in temperature while heating water and generating high-pressure steam. The steam can then be used to drive a steam turbine. The document discusses the components, types, circulation methods, heating surfaces, and other aspects of HRSG design and operation.
Variable refrigerant flow (VRF) systems allow for individual temperature control of multiple indoor units connected to a single outdoor unit. VRF systems can operate in cooling-only mode, heat pump mode for both heating and cooling, or heat recovery mode which allows simultaneous heating and cooling. VRF systems offer advantages like energy savings, precise temperature control, and zoning capabilities. However, their initial costs are high compared to conventional HVAC systems. VRF technology provides an energy efficient option for heating and cooling buildings with varied internal loads like hotels, schools, and offices.
District cooling involves providing cooling to multiple buildings from a central plant via pipes. It started in the 1930s and provides energy savings compared to individual building cooling systems. A case study examines a residential area in Kuwait, finding the district cooling plant would save 50% on peak power and 40% annually on energy versus individual air-cooled systems. An inner-city case study in Kuwait also finds savings on energy and costs over a 30-year period from a district cooling system serving office, commercial and residential buildings.
This document provides design considerations and parameters for fired heaters. It discusses considerations for the radiant and convection sections such as flux levels, heat release, and tube dimensions. It also covers the design of stacks, fans, burners, air preheaters, sootblowers, dampers, instrumentation and refractories. The key parameters for selection and design of these heater components are specified.
Must Have References for the HVAC & Refrigeration PE ExamJustin Kauwale
A key component to passing the Mechanical HVAC & Refrigeration PE Exam is to obtain and to study the necessary references. These references contain the equations, skills, terms and concepts that appear on the Mechanical HVAC & Refrigeration PE Exam.
Engineering Pro Guides teaches all the necessary skills and concepts required to pass the Mechanical HVAC & Refrigeration PE Exam.
www.engproguides.com
Link to References: www.engproguides.com/hvacreferences.html
The document discusses Heat Recovery Steam Generators (HRSGs). HRSGs recover heat from gas turbine exhaust to produce steam. They operate in either combined cycle mode, where steam drives a turbine, or cogeneration mode where steam is used for industrial processes. HRSGs contain evaporator, economizer, and superheater sections to produce steam. They can also include reheaters, deaerators, and preheaters. HRSGs come in natural circulation, forced circulation, or once-through designs and can be unfired, fired, supplementary fired, or exhaust fired depending on heat input. HRSGs vary in operation pressure as either single or multi-pressure. Post-combustion emission controls like
Termomodernizacja domu to szeroki zakres możliwych prac polegających na wymianie urządzeń lub poprawie ich stanu. Dzięki temu możliwe jest obniżenie zużycia ciepła, a także emisji zanieczyszczeń. Oszczędności z termomodernizacji można uzyskać już przy podjęciu stosunkowo prostych i tanich prac. Może być poprawa izolacji cieplnej urządzeń, armatury i rur, czy też modyfikacja nastaw regulatorów źródła ciepła, albo systemu grzewczego.
Pompy ciepła powietrze/woda zdominowały wiele rynków z racji nowoczesnych efektywnych rozwiązań dostępnych w korzystnej cenie. Porównanie współczynników COP pokazuje wyraźnie wzrost efektywności pomp ciepła powietrze/woda w ostatnich latach. Budowa pompy ciepła opiera się obecnie coraz częściej o zastosowanie sprężarki inwerterowej. Pozwala ona na płynną regulację mocy od bardzo małych wartości. Jest to z kolei niezbędne dla stosowania pomp ciepła w niewielkich domach budowanych wg najwyższych standardów energetycznej, np. WT 2021.
Nie zawsze właściciel domu zdaje sobie sprawę dla jakich potrzeb ma być dobrana instalacja fotowoltaiczna i jak ma być duża. Należy ocenić zużycie energii elektrycznej dla poszczególnych potrzeb, dobrać wielkość instalacji pv i w końcu ocenić czy dobrana liczba paneli może się zmieścić na dostępnej powierzchni dachu. Dobór instalacji PV będzie zależał od potrzeb energii, na ile są one sezonowe, czy dzienne. Im więcej energii nie będzie magazynowanej, a zużywanej na miejscu w domu, tym większa będzie opłacalność inwestycji.
Ograniczanie skutków wzrostu cen paliw i energii jest możliwe na wiele sposobów. Do bardziej złożonych należy wymiana źródła ciepła na bardziej efektywne. A w przypadku nowych domów, wybór wysoko sprawnych źródeł ciepła, Szybki efekt daje zmiana taryfy z 1- na 2-strefową, np. G12w. Duży potencjał leży także w tzw. sterowaniu inteligentnym domu.
Nowoczesny standard komunikacji EEBus pozwala na współpracę urządzeń wielu producentów w ramach np. tzw. domu inteligentnego (Smart Home). Potrzeba stosowania takich rozwiązań zachodzi szczególnie przy współpracy źródeł energii elektrycznej (jak np. instalacja fotowoltaiczna) oraz odbiorników energii jakim jest tu w szczególności pompa ciepła. Standard EEBus jest otwarty dla wszystkich zainteresowanych. Pozwala to integrować szereg urządzeń domowych w jednym systemie. Celem jest zwiększenie komfortu, efektywności energetycznej i optymalne wykorzystanie dostępnej w domu energii elektrycznej.
Magazynowanie energii produkowanej z instalacji PV jest koniecznością wobec nierównomiernego rozbioru energii i rozmijania się potrzeb z maksymalną wydajnością instalacji. Magazynowanie energii w instalacji OFF-GRID następuje w akumulatorach. W instalacji ON-GRID magazynem energii będzie sieć. Instalacja OFF-GRID jest wyraźnie droższa od ON-GRID ze względu na koszty zakupu akumulatora. W praktyce znajduje zastosowanie w domach letniskowych itp, gdzie wystarcza mała moc instalacji rzędu 1-2 kWp. Fotowoltaika z akumulatorami czy bez, jest w obecnych warunkach rozliczania energii oddawanej do sieci mało zasadna, Bardziej opłacalne okazuje się korzystanie z sieci jako magazynu energii pomimo pobierania przez operatora sieci "prowizji" (0,2 kWh za każdą 1 kWh energii magazynowanej).
Zużycie prądu przez pompę ciepła powietrze/woda stanowi jedno z głównych pytań klientów chcących zastosować takie urządzenie. Zużycie energii elektrycznej przez pompę ciepła będzie zależeć na wstępie od standardu energetycznego budynku (WT 2017, WT 2021) oraz efektywności średniorocznej pompy ciepła SCOP. Standard budynku decydujący o zużyciu energii przez pompę ciepła wynika z samej izolacji cieplnej, ale także od wielu innych czynników. Wpływ odgrywa tutaj rodzaj wentylacji - grawitacyjna lub mechaniczna. Wysokie znaczenie pełni także rodzaj systemu grzewczego - ogrzewanie podłogowe lub grzejnikowe. Koszty ogrzewania pompą ciepła należą i tak do najniższych spośród różnych źródeł ciepła. Mogą być one dodatkowo obniżone przez wybór odpowiedniej taryfy zakupu energii elektrycznej, np. 2-strefowej G12w. Na zużycie prądu przez pompę ciepła powietrze/woda będzie mieć także wpływ zastosowanie instalacji fotowoltaicznej lub solarnej.
Nowoczesne budynki energooszczędne budowane według standardu np. WT 2017, czy WT 2021, muszą już ze względu na warunki techniczne posiadać system wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła. Rekuperator stanowi nieodzowny element domu szczególnie ze względu na potrzebę zapewnienia maksymalnego poziomu komfortu i jakości powietrza. Pomaga chronić mieszkańców przed niekorzystnymi czynnikami zewnętrznymi - także smogiem. W budynkach budowanych wg standardu WT 2017, czy WT 2021 może dochodzić do problemu z rozplanowaniem miejsc montażu urządzeń, np. pompy ciepła, podgrzewacza wody, a także rekuperatora. Wentylacja mechaniczna składająca się z rekuperatora oraz przewodów wentylacyjnych może zajmować znaczną powierzchnię budynku. Wybór miejsca zabudowy rekuperatora jest więc bardzo ważnym zagadnieniem dla architekta, a także projektanta i przyszłego użytkownika domu.
Koszty ogrzewania domu pompą ciepła należą do najniższych w porównaniu do innych rodzajów paliw. i energii. Dodatkowo niskie zużycie energii pierwotnej, pozwoli spełnić warunki techniczne WT 2017 lub WT 2021.
Już obecnie warto budować dom jednorodzinny według przyszłych warunków technicznych WT 2021. Warunki WT określają minimalne wymagania dla standardu energetycznego budynku. Należy zapewnić odpowiednio wysoki standard izolacji cieplnej oraz zastosować efektywny energetycznie system ogrzewania i wentylacji domu, a także podgrzewania ciepłej wody użytkowej. Efektem ma być uzyskanie niskiego zużycia energii pierwotnej EK, poniżej 70 kWh/m2rok. Koszty budowy domu w standardzie WT 2021 powinny być nieznacznie wyższe w stosunku do standardu WT 2017. Z kolei można jeszcze uzyskać znaczące obniżenie kosztów eksploatacyjnych.
Dobór pompy ciepła powietrze/woda wymaga sprawdzenia kilku ważnych warunków. Część z nich jest analogiczna jak dla doboru kotła grzewczego jak np. obliczenia cieplne budynku. Ale część wynika ze specyfiki urządzenia jakim jest pompa ciepła. Dotyczy to np. wyboru parametrów wody grzewczej. Wiąże się z tym wybór trybu pracy pompy ciepła - jako urządzenia samodzielnego albo do współpracy w układzie hybrydowym (z kotłem).
Sprawność paneli fotowoltaicznych jest jedną z podstawowych informacji świadczących o klasie paneli. Jeszcze kilka lat temu za korzystną, uznawano sprawność rzędu 13-15%. Obecnie dobrej klasy panele PV uzyskują sprawność co najmniej 18% wg warunków STC. Kluczową kwestią pozostają warunki dla jakich określa się sprawność paneli PV. Za główne uznaje się warunki STC (Standard Test Condition). Moc wytwarzana przez panel fotowoltaiczny w takich warunkach, uznaje się za moc szczytową (Wp, Watt peak). W praktyce sprawność paneli fotowoltaicznych jest często niższa od określanej w warunkach laboratoryjnych STC. Stąd także producenci podają sprawność odnoszoną do NOCT (Normal Operating Cell Temperature), a w USA i Kanadzie do PTC (PVUSA Test Conditions).
Dobór instalacji fotowoltaicznej jest niezmiernie ważny dla osiągnięcia korzystnego efektu ekonomicznego. Ze względów technicznych i ekonomicznych zdecydowana większość instalacji PV w Polsce jest typu ON-GRID. Taka instalacja współpracuje z siecią elektroenergetyczną, która jest wówczas traktowana jako akumulator energii. Nadwyżki energii elektrycznej są oddawane do sieci, a później odbierane z niej na zasadzie opustów (zgodnie z ustawą o OZE). Optymalny dobór instalacji fotowoltaicznej polega na zastosowaniu tylu paneli fotowoltaicznych, aby w ciągu roku odebrana została cała nadwyżka energii oddanej do sieci. Niewykorzystana ilość energii przepada na rzecz operatora sieci, co zmniejsza opłacalność instalacji fotowoltaicznej. Podstawowym założeniem doboru instalacji fotowoltaicznej jest więc nie uzyskanie przychodu ze sprzedaży prądu, ale oszczędności w zakupie energii z sieci.
Jak rozlicza się energię z instalacji fotowoltaicznej? Właściciel małej instalacji PV w domy jednorodzinnym staje się prosumentem w myśl ustawy OZE. Oznacza to, że jest aktywnym uczestnikiem rynku energii, wytwarzając ją. Jednak nie może czerpać z tego korzyści finansowych. Korzyścią jest możliwość oddania nadwyżek energii do sieci elektroenergetycznej i odebranie jej później przy większym zapotrzebowaniu budynku na energię. Sieć pełni wówczas funkcję akumulatora energii, którego nie ma wtedy zakupywać tym bardziej, że wiąże się to ze znacznymi kosztami. Współpraca instalacji fotowoltaicznej z siecią odbywa się na zasadzie opustów. Opusty są regułą bilansowania energii oddawanej i pobieranej z sieci. Operator sieci pobiera swoistego rodzaju prowizję za korzystanie z sieci. Za każdą 1 kWh oddanej energii (przez instalację o mocy do 10 kWp) można w ciągu roku odebrać 0,8 kWh energii z sieci. Stanowi to korzystne rozwiązanie także z uwagi na małą ilość formalności jaka była by do spełnienia przy chęci sprzedaży energii.
Jak wybrać panele fotowoltaiczne, aby cieszyć się zyskami z instalacji fotowoltaicznej przez długie lata? Należy zwrócić uwagę na jakość materiałów i gwarancje utrzymania sprawności po 25 latach pracy. Testy paneli PV symulują pracę w trudnych warunkach np. we mgle solnej czy środowisku zanieczyszczonym amoniakiem. Testy modułów PV przewidują także możliwość wystąpienia gradobicia.
Dobór rekuperatora do domu to szczególnie ważne zadanie ze względu na jego stałą pracę w ciągu doby i roku. Praca centrali wentylacyjnej musi zapewnić wysoką jakość powietrza przy pełnym komforcie użytkowania. Nowoczesne rekuperatory posiadają bogate wyposażenie, jak np. bypass czy też czujnik jakości powietrza. Mogą być także sterowane zdalnie przez Internet.
Dom bez komina to w pełni realne rozwiązanie do uzyskania z użyciem dostępnych obecnie urządzeń i systemów. W szczególności jest to możliwość jaką daje zastosowanie pompy ciepła. Dom bez komina pozwala na swobodne zagospodarowanie dachu i zabudowę paneli fotowoltaicznych lub kolektorów słonecznych. Jednym z bardziej interesujących rozwiązań jest połączenie pompy ciepła powietrze/woda z instalacją fotowoltaiczną. Możliwe jest wówczas uzyskanie standardu bliskiego idei domu zeroenergetycznego.
Ochrona przed smogiem jest konieczna do prowadzenia nie tylko na zewnątrz, ale przede wszystkim wewnątrz budynku. Co prawda wewnątrz stężenie zanieczyszczeń jest wg badań około 50% niższe, ale z kolei w zamkniętych pomieszczeniach ludzie spędzają średnio 80% swojego czasu. Skuteczną ochronę przed smogiem zapewnia system wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej. Rekuperator posiadać może dokładny filtr powietrza np. klasy F7 lub F9. Zatrzymuje on większość pyłów zawieszonych, które normalnie wnikały by do wnętrza budynku wraz z powietrzem wentylacyjnym. Czyste powietrze można uzyskać dzięki zastosowaniu filtracji powietrza już na wejściu do budynku. Czyste powietrze za rekuperatorem jest zasługą zastosowania filtrów klasy F7 czy F9,
Problem smogu w sezonie grzewczym jest powszechnie znany. Często można się spotkać z komunikatami zalecającymi pozostawanie w domu, gdy stężenia pyłu zawieszonego są szczególnie wysokie. Na rynku poleca się szereg różnych rozwiązań mających oczyszczać powietrze w budynku. Wykazują one różną skuteczność i należy wnikliwie przeanalizować ich możliwości. Smog wpływa negatywnie na jakość powietrza wewnątrz pomieszczeń. Wpływ będzie zależny od szczelności budynku, co zależy przede wszystkim od stanu technicznego okien i sposobu wentylacji pomieszczeń. Otwieranie okien niezbędne przy zastosowaniu wentylacji grawitacyjnej będzie wpływać zdecydowanie na jakość powietrza wewnętrznego. Zanieczyszczenia powietrza mogą z kolei skutecznie zatrzymywane w filtrach centrali wentylacyjnej. Wentylacja mechaniczna jest więc nie tylko sposobem na obniżenie strat cieplnych i usuwanie wilgoci, ale także na ochronę wnętrza budynku przed smogiem.
1. Jak głośna jest pompa ciepła powietrze/woda?
Dopuszczalna głośność pompy ciepła na zewnątrz budynku
Sposób przedstawiania głośności pracy – dB, czy dB(A)?
Porównanie głośności pomp ciepła powietrze/woda
Wydanie 1/2018
30.10.2018
eko-blog.pl vaillant.pl
2. 2
Pompa ciepła na zewnątrz budynku
Pompa ciepła typu powietrze/woda przeznaczona do ogrzewania i chłodzenia domu,
a także do podgrzewania ciepłej wody użytkowej, pracuje zwykle przez cały rok. W sezonie
grzewczym problem głośności pracy jednostki zewnętrznej jest mniejszy. Przenikanie
dźwięków z zewnątrz jest znikome. Przede wszystkim jednak, w tym okresie przebywanie
na zewnątrz domu jest ograniczone do minimum. Inna sytuacja będzie latem, gdy
mieszkańcy domu mogą przebywać przez długi czas w ogrodzie, oczekując korzystnych
warunków do zrelaksowania się.
Obawy o uciążliwość pracy pompy
ciepła latem nie powinny być znaczne,
ponieważ czas jej pracy w letnie dni jest
bardzo krótki. Ogranicza się zwykle do
2÷3 godzin w trybie podgrzewania wody
użytkowej. Można przy tym dodatkowo
ustawić odpowiednie godziny pracy tak,
aby nie pokrywały się z czasem
przebywania mieszkańców w ogrodzie.
3. 3
Źródła powstawania hałasu w pompie ciepła
powietrze/woda
Dwa elementy pompy ciepła odpowiadają za powstawanie drgań
oraz dźwięku. Jest to sprężarka oraz wentylator. Stanowią one
ruchome elementy urządzenia.
Dodatkowo jednak źródłem wtórnych drgań i dźwięków mogą być
inne elementy pompy ciepła, na które mogą być przenoszone
drgania ze sprężarki i wentylatora. Należą do nich komponenty
wewnętrzne, jak również obudowa pompy ciepła.
Przy nieodpowiedniej konstrukcji pompy ciepła i przy braku
dodatkowych środków ochronnych, drgania mogą być przenoszone
na zewnątrz, także do instalacji grzewczej
W konstrukcji nowoczesnych pomp ciepła zwraca się szczególną
uwagę na kwestie ograniczenia do minimum powstawania oraz
przenoszenia drgań i dźwięków. Oprócz jednak samych cech
budowy pompy ciepła należy zwrócić uwagę na aspekty
instalacyjne. Są one związane z wyborem odpowiedniego modelu
pompy ciepła, miejsca i warunków jej zabudowy i zabezpieczeniem
instalacji przed „odbieraniem” drgań z wnętrza pompy ciepła.
4. 4
Sposób opisania hałasu – poziom mocy
akustycznej, a poziom ciśnienia akustycznego
Poziom mocy akustycznej:
cecha urządzenia określona w trakcie
badań laboratoryjnych, wartość
niezależna od warunków zabudowy,
zamieszczana na etykiecie efektywności
Poziom ciśnienia akustycznego:
wartość mierzona w odległości od źródła
dźwięku (np. przy ścianie sąsiedniego
budynku) i zależna m.in. od warunków
zabudowy źródła dźwięku.
5. 5
Emisja dźwięku na zewnątrz budynku będzie ściśle zależna od typu pompy ciepła
powietrze/woda, a także zastosowanych w niej rozwiązań konstrukcyjnych. Najniższą
głośnością pracy mierzoną na zewnątrz budynku cechują zazwyczaj pompy ciepła typu
Monoblok do ustawienia w budynku (Typ nr 1) oraz Split z obiegiem glikolowym, gdzie
sprężarka znajduje się w jednostce wewnętrznej (Typ nr 4).
Budowa pompy ciepła powietrze/woda,
a poziom mocy akustycznej – porównanie
6. 6
Budowa pompy ciepła powietrze/woda,
a poziom mocy akustycznej – porównanie
48 dB(A)
versoVAIR VWL 77/5 230V
60 dB(A)
aroTHERM VWL 85/2A 230V
54 dB(A)
aroTHERM SPLIT VWL 75/5AS
47 dB(A)
flexoTHERM VWF 87/4
Dla konkretnych wybranych modeli pomp ciepła o mocy grzewczej rzędu 6÷8 kW (A7/W35)
porównanie poziomów mocy akustycznej wskazuje na istotne różnice wartości. W dużej
części wynikają one z budowy pompy ciepła i należy to wziąć dodatkowo pod uwagę przy
wyborze urządzenia szczególnie w przypadku zwartej zabudowy mieszkaniowej.
7. 7Źródło: „ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA z dnia 14 czerwca 2007 r. w sprawie dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku
Zabudowa mieszkaniowa jednorodzinna,
z pobytem dzieci i młodzieży, domy opieki
społecznej i tereny szpitali w miastach
Dopuszczalna głośność w obszarze zabudowy
jednorodzinnej
Najczęściej dopuszczalny poziom hałasu w środowisku wynosi 50 dB(A) dla dnia oraz
40 dB(A) dla nocy. Wymagania te dotyczą np. zabudowy jednorodzinnej.
Bardziej rygorystyczne wymagania dotyczą stref ochronnych w uzdrowiskach, czy szpitali
poza miastem (45 dB(A) w dzień i 40 dB(A) w nocy). Mniej rygorystyczne wymagania
obowiązują np. dla zabudowy wielorodzinnej, czy terenów miast o ponad 100-tysięcznej
liczbie mieszkańców (55 dB(A) w dzień i 45 dB(A) w nocy)
Dla sprawdzenia możliwości zastosowania danego modelu pompy ciepła, można więc
przyjąć jako najniższy próg, wartość 40 dB(A). Nie może być ona przekraczana w miejscu
stałego przebywania ludzi (przyjmuje się zwykle ścianę budynku).
8. 8
Różnica pomiędzy jednostką dB, a dB(A)
Człowiek jest w stanie usłyszeć dźwięki o częstotliwości
od 16 do 20.000 Hz, ale najbardziej wrażliwy jest na
zakres od 1.000 do 3.000 Hz. Decybel (dB) opisuje
głośność (np. poziom mocy akustycznej urządzenia) bez
względu na częstotliwość tonów. Przykładowo ton 10 dB
o częstotliwości 2.000 Hz będzie dobrze słyszalny,
podczas gdy ton 10 dB o częstotliwości 20 Hz już nie.
Projektując pompę ciepła pod względem akustycznym
dąży się m.in. do zmiany częstotliwości dźwięków tak, aby
stały się one mniej odczuwalne lub całkiem nieodczuwalne
1000 do 3000 Hz
Rys AIT AUSTRIAN INSTITUTE
OF TECHNOLOGY GMBH
Rys. Modelowanie poziomu
mocy akustycznej wnętrza
pompy ciepła przy
częstotliwości 1250 Hz dla
lokalizacji głównych źródeł
dźwięku
9. 9
Różnica pomiędzy jednostką dB, a dB(A)
Częstotliwość (Hz)
1000-3000Hz
Korekta(dB)
Aby skorygować sposób podawania
głośności z uwzględnieniem cech ludzkiego
słuchu, wprowadzono filtr korekcyjny (A).
Obniża on wartość poziomu mocy lub
ciśnienia akustycznego w zakresie mało
słyszalnym dla ludzkiego ucha. Korekta
dotyczy głównie zakresu częstotliwości
niższego od 1000 Hz.
Tak skorygowana jednostka jest nazywana
już jako dB(A). Krzywa korekcyjna A jest
najczęściej spotykaną z uwagi na potrzebę
oceny uciążliwości dźwięków dla człowieka
(występują także inne krzywe, np. B, C).
Należy wobec tego zwracać uwagę na
wartości podawane dla urządzeń
emitujących dźwięki, dla poprawnej ich
oceny lub porównań.
10. 10
Przykładowe poziomy ciśnienia akustycznego
wraz z oddziaływaniem na człowieka
10 dB(A) – szelest liści
25 dB(A) – oddech człowieka w odległości 1 m
35 dB(A) – cichy wentylator pokojowy w odległości 1 m
40 dB(A) – szept, cicha biblioteka
45 dB(A) – ciche mieszkanie
50 dB(A) – lodówka w odległości 1 m, muzyka, śpiew ptaków
55 dB(A) – TV/radio przy umiarkowanej głośności
60 dB(A) – rozmowa, kosiarka spalinowa w odległości 10 m
70 dB(A) – odkurzacz domowy, suszarka do włosów (1 m)
75 dB(A) – hałas z ulicy miejskiej, silnik samochodu
80 dB(A) – ruch na autostradzie w odległości 25 m
95 dB(A) – ręczna pilarka tarczowa, muzyka przez słuchawki
100 dB(A) – dyskoteka, klucz udarowy
110 dB(A – młot pneumatyczny, piła łańcuchowa
115 dB(A) – startujący samolot w odległości 10 m
130 dB(A) – głośne klaskanie w odległości 1 m
150 dB(A) – uderzenia młota w kuźni w odległości 5 m
190 dB(A) – wystrzały artyleryjskie w odległości 10 m
Całkowicie nieszkodliwe
i nieuciążliwe
Nieszkodliwe, ale
zaburzające koncentrację
Przeważnie nieszkodliwe,
wzrost ryzyka zachorowań
Niebezpieczny przy
dłuższym działaniu, możliwe
uszkodzenia słuchu
Bardzo niebezpieczne
dla zdrowia!
12. 12
Informacja o głośności w etykiecie
energetycznej urządzenia
Informacja o poziomie mocy akustycznej (LWA) jest zgodnie
z wymaganiami rozporządzenia delegowanego Komisji UE
nr 811/2013 umieszczana na etykiecie efektywności
energetycznej pompy ciepła.
Wartość w zależności od typu pompy ciepła podawana jest
dla jednostki wewnętrznej i/lub jednostki zewnętrznej.
Poziom mocy akustycznej to parametr opisujący emisję
hałasu urządzenia służąc celom porównawczym. Rzeczywiste
odczucie hałasu określa poziom ciśnienia akustycznego, który
można zmierzyć w określonej odległości. Będzie on zależny
od poziomu mocy akustycznej urządzenia, jak również
warunków jego zabudowy, czy parametrów powietrza.
Etykieta pompy ciepła flexoCOMPACT
VWF 58/4 w wersji powietrze/woda
z jednostką aroCOLLECT VWL 11/4 SA
13. 13
Porównanie głośności pomp ciepła
powietrze/woda o mocy grzewczej do 10 kW
Na podstawie analizy kart efektywności energetycznej 453 pomp ciepła 35 producentów
można stwierdzić, że połowa urządzeń mieści się w poziomie mocy akustycznej do 59 dB(A)
a druga połowa w przedziale 60÷70 dB(A). Średnia wartość wyniosła 59,2 dB(A).
W analizie uwzględniono pompy ciepła typu powietrze/woda o mocy grzewczej do 10 kW
(dla klimatu umiarkowanego) zamieszczone w serwisie internetowym heizungslabel.de
48 dB(A)
versoVAIR VWL 77/5 230V
47 dB(A)
flexoTHERM VWF 87/4
54 dB(A)
aroTHERM SPLIT VWL 75/5AS
60 dB(A)
aroTHERM VWL 85/2A 230V
14. 14
Aby zapewnić nie przekraczanie dopuszczalnego poziomu ciśnienia akustycznego
w sąsiednim budynku (40 dB(A) w nocy) należy zainstalować wybrany model pompy ciepła
w wymaganej odległości. Poziom ciśnienia akustycznego określany w odległości od pompy
ciepła będzie ściśle zależny od poziomu mocy akustycznej (w źródle) oraz warunków
zabudowy. Przykładowo dla częstego wariantu zabudowy pompy ciepła 47 dB(A) przy
ścianie domu, wystarczy jedynie 1,3 m odległości, aby poziom ciśnienia akustycznego
wynosił mnie niż 40 dB(A). Dla pompy ciepła 54 dB(A) będzie wymagana odległość 2,9 m.
Dla porównania dla pompy ciepła o głośności 60 dB(A) odległość min. wynosi 5,7 m.
Poziom mocy akustycznej pompy ciepła,
a wymagana odległość od budynku
Podwojenie odległości obniża poziom
ciśnienia akustycznego o 6 dB(A)
47 dB(A)
flexoTHERM VWF 87/4
54 dB(A)
aroTHERM SPLIT VWL 75/5AS
15. 15
Praca pompy ciepła w trybie chłodzenia
Pompa ciepła pracuje latem bardzo krótko i najczęściej poza godzinami przebywania
w ogrodzie. Jeżeli jednak przewidziana jest jej praca na chłodzenie, to należy zwrócić na
tą kwestię większą uwagę. Wynika to z wydłużonego czasu pracy pompy ciepła, ale także
możliwego wyższego poziomu głośności pracy w porównaniu do trybu grzania.
16. 16
Pompy ciepła (m.in. typoszereg aroTHERM Split, flexoTHERM exclusive) należą do
najcichszych w swoich klasach. Niski poziom głośności uzyskuje się na etapie projektowania
urządzeń. Wysokie znaczenie odgrywa tu m.in. konstrukcja parownika i wentylatora, aby
maksymalnie ograniczyć szumy wywoływane przez przepływające powietrze. Bardzo ważne
jest także wytłumienie drgań ze sprężarki poprzez stosowanie izolacji akustycznych,
wibroizolatorów, a także dodatkowych tłumików drgań w obiegu chłodniczym. Obudowy
pomp ciepła powinny być dodatkowo chronione matami akustycznymi.
Cechy pomp ciepła o niskiej głośności pracy
17. 17
Jak głośna jest pompa ciepła powietrze/woda?
Pompy ciepła typu Split z obiegiem glikolowym lub Monoblok do ustawienia w budynku,
mogą się wyróżniać poziomem mocy akustycznej od 40 do 50 dB(A). To oznacza, że
nawet w bliskiej odległości 3 metrów, poziom głośności (ciśnienie akustyczne) będzie
wynosić 25÷35 dB(A), a więc na poziomie cichego wentylatora pokojowego
Zwiększenie odległości 2-krotnie do 6 metrów obniża głośność takiej pompy ciepła
do poziomu 20÷30 dB(A). Podobny efekt można odczuć słuchając oddechu ludzkiego.
10 dB(A) – szelest liści
25 dB(A) – oddech człowieka (1 m)
35 dB(A) – cichy wentylator pokojowy (1 m)
40 dB(A) – szept, cicha biblioteka
45 dB(A) – ciche mieszkanie
50 dB(A) – lodówka (1 m), śpiew ptaków
55 dB(A) – TV/radio umiarkowanie
60 dB(A) – rozmowa (10 m)
3 m
40÷50 dB(A)
6 m
40÷50 dB(A)
Poza rzadkimi przypadkami, gdy pompa ciepła została zastosowana w domu położonym
w wyjątkowo cichej okolicy, praca urządzenia jest całkowicie niezauważalna. Zazwyczaj
odgłosy z otoczenia „zagłuszają” jej pracę. Należy zwracać dodatkowo uwagę na zalecenia
producenta dla uzyskania „bezszmerowej” pracy.
18. 18
symulator
Dogodnym i obrazowym sposobem na poznanie odczucia głośności pompy ciepła podczas
jej pracy, jest skorzystanie z symulatora Soundbox. Pozwala on odtworzyć dźwięki jakie są
słyszalne w różnej odległości dla przykładowych modeli pomp ciepła powietrze/woda.
Symulator głośności pracy pompy ciepła
https://simulator.vaillant.com/soundbox/pl/#!/pl/aroTHERM_55-5/intro
Soundbox
Sprawdź jak pracuje
pompa ciepła: