Galmet: Przewodnik inwestora – kocioł pelletowy z powietrzną pompą ciepła do c.w.u.
Zalety stosowania kotła na pellet w połączeniu z powietrzną pompą ciepła do c.w.u, która dostarcza ciepłą wodę w sezonie letnim i jest praktycznie bezobsługowa.
Dodatkowo jest to urządzenie wyjątkowo ekologiczne, korzystające z Odnawialnych Źródeł Energii. Wszystko to w wywiadzie, który „Ekspert Ogrzewnictwa” przeprowadził z Krajowym Doradcą ds. Pomp Ciepła Galmet - Julią Sobaszek. Poznaj zalety tego nowoczesnego rozwiązania OZE.
W poprzednich częściach naszego poradnika analizowaliśmy korzyści wynikające z zastosowania systemu grzewczego opartego na gruntowej pompie ciepła Maxima z wymiennikiem c.w.u., zasilającego tradycyjną instalację grzejnikową lub ogrzewanie podłogowe. Tym razem prezentujemy, jak w podobnej roli radzi sobie system hybrydowy złożony z pelletowego kotła centralnego ogrzewania typu Genesis Plus KPP oraz powietrznej pompy ciepła do c.w.u. Spectra.
Ekspert Ogrzewnictwa: Hybrydowy System Grzewczy, który przedstawiamy tym razem pozwala na elastyczne dostosowanie go do budynków o dużej rozpiętości powierzchni…
Artur Adamów: Tak. Wynika to z dostępnej gamy modeli kotła Genesis Plus KPP, których moc - od 10 do 34 kW - pozwala na ogrzewanie budynków o powierzchni do 380 m2.* W przewodniku analizujemy połączenie kotłów o mocach 10, 15 i 20 kW (najczęściej wybieranych) z powietrzną pompą ciepła Spectra.
Dlaczego wybieramy kocioł c.o. na pellet, a nie na ekogroszek?
Artur Adamów: Idziemy z duchem czasu! Użytkowanie kotła z podajnikiem na pellet jest o wiele bardziej komfortowe, niż kotła na ekogroszek. Koszty eksploatacji mogą być nieznacznie wyższe, ale dla użytkowników wygoda obsługi i większa czystość w kotłowni jest coraz częściej na pierwszym miejscu. Z satysfakcją zauważamy, że klientów interesują przede wszystkim nowoczesne ekologiczne rozwiązania jakimi na pewno są kotły na pellet.
Jakie przyjmujemy zatem, założenia projektowe?
Artur Adamów: Obliczenia przeprowadzimy dla trzech wariantów przedstawionego systemu grzewczego, zależnych od mocy kotła c.o. i dostosowanych do zapotrzebowania cieplnego budynków.
Zastosujemy nowoczesny kocioł pelletowy najwyższej, 5. klasy czystości, Genesis Plus KPP z palnikiem samoczyszczącym i automatyczną zapalarką:
- dla domów o powierzchni do 120 m2 * - model Genesis Plus KPP 10 (o mocy od 3,4 do 10,9 kW),
- dla domów o powierzchni do 160 m2 * - model Genesis Plus KPP 15 (o mocy od 4,5 do 15,2 kW),
- dla domów o powierzchni do 240 m2 * - model Genesis Plus KPP 20 (o mocy od 5,6 do 19,4 kW).
Julia Sobaszek: Zakładamy ogrzewanie budynków o projektowym obciążeniu cieplnym do 20 kW z instalacją podłogową i/lub grzejnikową, zamieszkane przez 4 osoby, zużywające 200 litrów c.w.u. na dobę (50 l/os.).
Julia Sobaszek: Najbardziej ekologicznym i generującym największe oszczędności elementem zestawu jest wydajna pompa ciepła Spectra o współczynniku COP 3,49, zintegrowana ze zbiornikiem, który wyposażony jest w dodatkową spiralną wężownicę do podłączenia drugiego źródła, np. kotła c.o. lub zestawu solarnego. Wykorzystanie ciepła z powietrza, czyli Odnawialnego Źródła Energii sprawia, że cały system jest bardzo ekonomiczny i przyjazny dla ludzi i środowiska. Zbiornik pompy Spectra ma również grzałkę elektryczną, która w okresie wzmożonego zapotrzebowania na c.w.u. może podwoić moc urządzenia.
Dla łatwiejszej konfiguracji najczęściej stosowanego rozwiązania, czyli połączenia pompy Spectra z kotłem c.o., w zestawie z pompą ciepła dostarczany jest czujnik dodatkowy, który można zastosować w takiej instalacji. Sterowanie ładowaniem pompy ciepła przez wężownicę (a konkretnie zewnętrzną pompą obiegową) przy użyciu kotła c.o. może być realizowane przez sterownik pompy ciepła lub sterownik samego kotła.
Sterownik pompy ciepła oferuje możliwość ustawienia godzinowego harmonogramu pracy pompy ciepła, np. w celu skorzystania z zalet taryfy nocnej lub wyłączania pompy w zadanych godzinach. Niskie zużycie energii przez Spectrę i bardzo dobre parametry potwierdza najwyższa z dostępnych klasa efektywności energetycznej A+.
A jakie są najważniejsze cechy kotła Genesis Plus KPP?
Artur Adamów: Dzięki swoim właściwościom ten model kotła doskonale sprawdza się jako podstawa wydajnego i ekologicznego Hybrydowego Systemu Grzewczego. Połączony z pompą ciepła lub zestawem solarnym, złożonym z kolektorów i wymiennika c.w.u. tworzy uniwersalny i niezawodny układ, który szybko i w każdych warunkach atmosferycznych dostarcza ciepło do ogrzania domu i wody użytkowej. W takim systemie za współpracę urządzeń odpowiada elektroniczny sterownik kotła. Genesis Plus KPP posiada oczywiście najwyższą 5. klasę czystości wg PN EN 303:5 2012, spełnia normę Ecodesign, która będzie obowiązywała dopiero od 2020 r. i ma najwyższą dostępną klasę efektywności energetycznej A+. Ten model kotła osiąga sprawność nawet 97%, co jest najlepszym wynikiem w Polsce. Zasobnik kotła pozwala na bezobsługową pracę urządzenia przez długi czas. Ekologiczne paliwo, zasilające kocioł i technologiczna perfekcja, z jaką go wykonano sprawia, że w procesie spalania powstaje o 90% mniej popiołu, niż przy spalaniu węgla kamiennego. 1000 kg pelletu generuje tylko kilka kilogramów popiołu. Gwarantuje to dużo łatwiejsze utrzymanie czystości w kotłowni. W tym modelu kotła c.o. zastosowano bardzo wygodny dla użytkowników system automatycznego rozpalania.
Kocioł c.o. na pellet Genesis Plus KPP
Samoczyszczący się palnik pelletowy zapewnia automatyczne rozpalanie i kontrolę wysokości płomienia, precyzyjnie wykrywając jego poziom. Zestaw czujników dba też o bezpieczeństwo systemu i stabilizuje temperaturę pracy palnika.
W Genesis Plus mamy wybór pomiędzy dwoma rodzajami regulatorów – z wyświetlaczem monochromatycznym z pokrętłem Touch and Play, bądź dotykowym z kolorowym panelem LCD. Potrafią one modulować moc generowaną przez kocioł w zależności od odbioru ciepła (algorytm Fuzzy Logic), dzięki czemu jest ona precyzyjnie dopasowywana do aktualnego odbioru ciepła przez instalację. Zapewniają one szybką konfigurację pracy kotła i palnika, korzystając z optycznego czujnika jasności płomienia. Umożliwiają sterowanie obiegiem centralnego ogrzewania, pompy ciepłej wody użytkowej oraz pracą zaworu mieszającego. Zastosowanie w systemie czujnika temperatury zewnętrznej pozwala na zaprogramowanie pracy kotła według krzywej grzewczej. Uzupełnienie układu o sterownik pokojowy znacznie podnosi komfort obsługi całego systemu, a moduł internetowy umożliwia zarządzanie online pracą kotła, np. za pomocą smartfonu lub tabletu.
Mamy zatem w naszym Hybrydowym Systemie Grzewczym dwa wysokiej klasy źródła ciepła – pelletowy kocioł c.o. Genesis Plus KPP oraz pompę ciepła w systemie powietrze woda Spectra lub Spectra Smart. Ta druga podnosi standard systemu?
Julia Sobaszek: Tak. Wybierając Spectrę Smart uzyskujemy bezobsługowość pompy ciepła dzięki anodzie tytanowej i wyższy komfort obsługi dzięki poszerzonym możliwościom sterownika (dodatkowe funkcjonalności). Sterowanie inteligentnymi funkcjami odbywa się za pomocą jednego kliknięcia, a właściwie dotknięcia, bo został w niej zastosowany sterownik dotykowy.
Jaki schemat pracy na przestrzeni roku będą miały te urządzenia w omawianym systemie?
Julia Sobaszek: Najlepsze wyniki uzyskamy wykorzystując Genesis Plus KPP, jako źródło ogrzewania i c.w.u., w okresie grzewczym, a pompę ciepła Spectra, jako źródło c.w.u., poza sezonem ogrzewania.
Laik mógłby zapytać, po co instalować dwa urządzenia grzewcze w jednym budynku?
Julia Sobaszek: To właśnie jest największą zaletą tego systemu – dwa inteligentne i uzupełniające się źródła ciepła, optymalnie wykorzystując gamę swoich możliwości w najbardziej sprzyjających okresach, czyli w sezonie grzewczym i poza nim, zapewniają uzyskanie ponadstandardowych oszczędności i najniższych kosztów użytkowania, przy zachowaniu maksymalnej wydajności i dbałości o środowisko naturalne, komfort i zdrowie mieszkańców.
Pompa ciepła do c.w.u. Spectra Smart
Pompa ciepła ma w przedstawionym układzie rolę wiodącą. Jest zasilana przede wszystkim energią odnawialną i to dzięki niej uzyskujemy największe oszczędności w Hybrydowym Systemie Grzewczym. Używanie pompy ciepła Spectra do ogrzewania c.w.u. poza sezonem grzewczym, czyli przez około pół roku, sprawia, że całkowicie unikamy energochłonnego, a co za tym idzie kosztownego rozpalania i rozgrzewania kotła c.o. w okresie letnim jedynie na potrzeby podgrzania c.w.u.. Pozwala to na obniżenie rocznych kosztów eksploatacji całego systemu. Proszę pamiętać, że latem kocioł c.o. aby ogrzać c.w.u. w zbiorniku musiałby w pierwszej kolejności nagrzać cały swój zwład wewnętrzny wody, a to rozwiązanie nie byłoby ekonomiczne. Natomiast pompa ciepła grzeje wodę bezpośrednio, co w okresie letnim jest jej przewagą zdecydowaną.
Jak duże mogą być oszczędności wynikające z zastąpienia poza sezonem grzewczym kotła c.o. pompą ciepła?
Artur Adamów: Przedstawimy dokładne wyliczenia, ale oczywiste jest, że użytkowanie kotła w okresie letnim na potrzeby jedynie c.w.u. jest mniej ekonomiczne ze względu na konieczność rozpalania kotła - średnio dwukrotnie w ciągu każdego dnia. Zanim kocioł zacznie nagrzewać wodę, konieczne jest rozpalenie i nagrzanie zładu wody samego kotła (od 46 do 90 litrów w zależności od modelu kotła), a także rur i wężownicy (o pojemności ok. 20 l.). Dopiero w następnym etapie ogrzewana jest wody użytkowa w zbiorniku. Dodatkowo w okresie letnim mogą wystąpić problemy ze zbyt niskim ciągiem kominowym, ze względu na brak różnicy temperatur między budynkiem a otoczeniem. Może to powodować wykraplanie się w kominie wody ze spalin.
Porównamy roczne koszty użytkowania tradycyjnego układu, czyli kotła pelletowego Genesis Plus KPP w połączeniu ze zbiornikiem SGW(S) Tower 200 l. wyposażonym w jedną wężownicę do kosztów opisanego na początku Hybrydowego Systemu Grzewczego i sprawdzimy, jakie realne oszczędności uzyskamy z połączenia kotła c.o. z pompą ciepła.
Julia Sobaszek: Przejdźmy do konkretów. Do obliczeń przyjęliśmy:
- Zużycie ciepłej wody użytkowej: 200 l/dobę.
- Pojemność zbiornika c.w.u.: 200 l.
- Uzysk z 1 kg pelletu: 5 kWh.
- Koszt pelletu: 900 zł/tona.
- Koszt energii elektrycznej: 0,60 zł/kWh.
- Nagrzewanie wody użytkowej: od 10 do 55°C.
- Histereza temperatury zadanej c.w.u. 7°C (dogrzewanie od 48 do 55°C).
- Załączenie źródła ciepła dwukrotnie w ciągu doby (ze względu na spadek temperatury w zbiorniku - straty ciepła/zużycie wody).
- Temperatura w kotłowni: 18°C.
- Pojemność wodna kotła, rur i wężownicy: 66 l, 88 l lub 110 l - w zależności od modelu kotła.
- Liczba dni poza sezonem grzewczym: 173 (około pół roku).
W okresie grzewczym kocioł pracuje na potrzeby centralnego ogrzewania, a woda użytkowa jest ogrzewana niejako „przy okazji”, poza okresem grzewczym kocioł rozpalany jest wyłącznie w celu grzania c.w.u. Dla obliczenia realnych kosztów musimy uwzględnić koszty energii potrzebnej na rozpalenie i nagrzanie zładu kotła oraz rur. Zanim kocioł zacznie ogrzewać wodę, równie dużo energii jest zużywane na rozgrzanie instalacji. Później, gdy temperatura w zbiorniku spadnie ze względu na naturalnie występujące straty energii, konieczne jest ponowne rozpalenie i następnie ponowne dogrzanie do zadanej temperatury. Stąd też przyjęto dwukrotną pracę źródła i histerezę 7°C dla dogrzewu. Dla trzech modeli kotła c.o., które bierzemy pod uwagę, wyliczenie wygląda następująco:
Dla kotła Genesis Plus KPP 20 koszt energii potrzebny na rozgrzanie instalacji stanowi nawet blisko 44% kosztów ogrzewania c.w.u. przy przyjętych założeniach. Pompa ciepła natomiast, w odróżnieniu od kotła c.o., grzeje wodę bezpośrednio, nie występują zatem straty wynikające z konieczności nagrzewania instalacji.
Dobowy poziom oszczędności kosztów ogrzewania c.w.u. pomiędzy pompą ciepła, a kotłem wynosi zatem od 1,54 zł do 2,22 zł. Przy 173. dniach eksploatacji (poza sezonem grzewczym) koszty przedstawiają się następująco:
Przejęcie przez pompę ciepła Spectra funkcji ogrzewania wody użytkowej w ciągu 173 dni w roku (poza sezonem grzewczym) daje duże oszczędności.
Możemy zatem oszczędzać niemal 400 zł rocznie, stosując pompę ciepła do ogrzewania c.w.u. poza sezonem grzewczym, zamiast kotła c.o. ze standardowym zbiornikiem z wężownicą. Czy to jedyne korzyści z użytkowania tego Hybrydowego Systemu Grzewczego?
Artur Adamów: Oczywiście to nie wszystko. To jest tylko najbardziej widoczna część korzyści, związana z bezpośrednim zyskiem finansowym, ale nie możemy pominąć bardzo istotnego aspektu przedłużonej żywotności kompletnego systemu grzewczego, co również w efekcie przekłada się na konkretne oszczędności. Współużytkując pompę ciepła z kotłem c.o. znacznie wydłużymy całkowity okres jego eksploatacji, bowiem aktywnie będzie on wykorzystywany jedynie przez około pół roku. W prosty sposób wynika z tego, że będziemy mogli używać go znacznie dłużej przy układzie z pompą ciepła, niż samodzielnie.
Ponadto otrzymujemy system bardziej ekologiczny i ekonomiczny zasilany jednym z najtańszych rodzajów energii odnawialnej - z powietrza w połączeniu z wysokoenergetycznym paliwem ekologicznym, jakim jest pellet. Kompletny Hybrydowy System Grzewczy z pompą ciepła Spectra i kotłem c.o. Genesis Plus KPP to rozwiązanie wydajne i uniwersalne, niezależne od warunków atmosferycznych, zapewniające bezpieczeństwo cieplne zarówno mieszkańców, jak i samego budynku. Zestaw zbudowany jest w oparciu o najnowsze rozwiązania i technologie, które będą aktualne jeszcze przez wiele lat. Sam system przystosowany jest do tego, by w przyszłości można go było również elastycznie przekonfigurować i udoskonalić (np. rozbudować o instalację fotowoltaiczną).
Dodajmy, że klienci zawsze mogą liczyć na pomoc specjalistów Krajowego Centrum Doradztwa Techniki Grzewczej w doborze, konfiguracji i dopasowaniu urządzeń grzewczych do konkretnego budynku, wybranego systemu i istniejącej infrastruktury.
Julia Sobaszek: Zawsze staramy się przedstawić komplet informacji, które mogą być pomocne klientom. Pomagamy nie tylko wybrać, skonfigurować i określić koszty eksploatacji systemu, ale również znaleźć autoryzowanego instalatora, a nawet źródła finansowania i dofinansowania inwestycji, np. w ramach samorządowych i wojewódzkich programów dotacyjnych.
W przypadku zapytań o dobór pompy ciepła, kotła c.o. lub systemu hybrydowego i korzyści wynikających z ich użytkowania pomocy udzielają:
mgr inż. Julia Sobaszek
Krajowy doradca ds. pomp ciepła
kom. +48 784 941 146
j.sobaszek@galmet.com.pl
mgr inż. Artur Adamów
Krajowy doradca ds. kotłów c.o
kom. +48 883 321 066
a.adamow@galmet.com.pl
* przy założeniu jednostkowego zapotrzebowania na ciepło 80 W/m2.
