Jednym z bardzo wydajnych i korzystnych ekonomiczne sposobów wykorzystania powietrznej pompy ciepła jest jej zastosowanie do ogrzewania wody basenowej. Urządzenia doskonale współpracują z ogrodowymi basenami TOI (https://www.tapis.pl/baseny/) i wszystkimi innymi zewnętrznymi stalowymi basenami chętnie instalowanymi w ogrodach. Powietrzne pompy ciepła są także coraz chętniej stosowane w basenach pływackich i minibasenach SPA (https://www.tapis.pl/wanny-spa/ )
Mała różnica temperatur pomiędzy dolnym i górnym źródłem ciepła sprawia, że współczynnik wydajności COP sięga 5.0. Pozwala to na zaoszczędzenie aż do 80% kosztów w porównaniu z grzałką elektryczną. Oferujemy urządzenia o mocy grzewczej od 3,2 do 17,9 kW. Każda z pomp ciepła przeznaczona do ogrzewania wody basenowej standardowo wyposażona jest w specjalny tytanowy wymiennik ciepła odporny na wodę zawierającą chlor. Kompletność dostarczanego urządzenia upraszcza i ogranicza koszty jego montażu. Montaż pompy ciepła ograniczony jest do jej zabudowy na wylocie przefiltrowanej wody do basenu kąpielowego. Jednostka jest łatwa w obsłudze: wystarczy włączyć i ustawić żądaną temperaturę wody w basenie. Urządzenie zaprojektowane jest do zabudowy zewnętrznej, jak i wewnętrznej, jeśli tylko zapewniony zostanie odpowiedni przepływ powietrza oraz temperatura wody basenowej nie pozwalająca na jej zamarznięcie. Pompy te posiadają możliwość odwrócenia obiegu i wykorzystania ich do chłodzenia.
Pompy te mogą służyć zarówno do podgrzewania wody użytkowej jak również do zasilania centralnego ogrzewania. Może zostać zainstalowana na dachu, balkonie, w garażu, kuchni, magazynie, piwnicy, przez co nie wymaga specjalnego pomieszczenia. Seria produktów WBR-H–B1 o mocach od 3,2 do 17,9 kW sprosta wymaganiom zarówno gospodarstwa domowego jak i budynków przemysłowych, hotelowych, itp. w zapewnieniu ciągłego strumienia energii cieplnej dla potrzeb wody użytkowej i centralnego ogrzewania. Niestety w naszych warunkach klimatycznych korzystne działanie pompy ogranicza minimalna temperatura otoczenia -7 ºC, dlatego niezbędne jest zabezpieczenie zapotrzebowania na energię cieplną w sytuacji niskich temperatur powietrza innym źródłem ciepła. Tak jak w przypadku poprzednio opisanych pomp niezaprzeczalnymi zaletami powietrznych pomp ciepła są prosty montaż i niskie koszty instalacji urządzenia, wynikające z braku potrzeby wykonania drogiego wymiennika gruntowego. Oferowana pompa wymaga zastosowania w obiegu płynu niezamarzającego i odpowiednio dobranej pompy cyrkulacyjnej.
W celu zachowania komfortu, baseny w polskiej strefie klimatycznej muszą być podgrzewane, ponieważ w innym przypadku czas korzystania z nich ograniczałby się do zaledwie kilku najcieplejszych dni w roku.
Jednym z najlepszych sposobów ogrzewania jest właśnie powietrzna pompa ciepła. Stosunek ceny inwestycji do kosztów eksploatacji jest w tym przypadku najniższy w porównaniu do wszystkich innych dostępnych źródeł grzewczych.
Cena inwestycji
Instalacja pompy ciepła sprowadza się praktycznie do samego urządzenia wraz z automatyką sterującą oraz zamontowanym wewnątrz urządzenia z wymiennikiem tytanowym odpornym na działanie wody basenowej. Koszty inwestycji: 3400-10500 tys. zł w zależności od wielkości basenu.
Koszty w okresie eksploatacji
Koszty eksploatacyjne są zależne m.in. od stopnia zaizolowania basenu (pomiędzy ścianami i gruntem układa się warstwę izolacji). Niezwykle istotne jest również przykrywanie powierzchni lustra basenu folią basenową w momencie nieużytkowania, tak aby ograniczyć parowanie wody. Parowanie ma największy udział w stratach. Baseny mające przykrywane lustro na czas nieużytkowania mają zdecydowanie mniejsze straty ciepła.
Koszty eksploatacji dla basenu o powierzchni lustra 30 m².
Basen o powierzchni 30 m² i głębokości 1,4m. Niecka basenowa jest dobrze izolowana (co najmniej 10cm styropianu na ściankach i na dnie). Czas użytkowania basenu to 4h dziennie. Przez resztę dnia jest przykrywany folią. Straty ciepła do gruntu są bardzo niewielkie ze względu na dobre zaizolowanie ścianek. Możemy przyjąć, że te straty zostaną zrównoważone przez zyski cieplne od słońca. Inwestor zdecydował się na basenową pompę ciepła WBR 9,5H B-1 (dla temp. otoczenia 15°C: moc grzewcza 8,1kW; całkowita moc zasilania 1,8kW; dla wody 26°C COP=4,5). Woda z sieci wodociągowej 15°C.
Pierwsze podgrzanie wody:
Przekształcamy wzór, gdzie:
P – moc grzewcza pompy ciepła w danej temp. powietrza (powietrze 15°C; moc 8,1 kW)
∆T – różnica temperatur na początku i końcu ogrzewania (26°C -15°C =11°C)
Cw – ciepło właściwe wody (4,19 kJ/kg)
Mw – masa wody w basenie (30*1,4*1000=42000 kg)
Otrzymujemy więc czas 66,4 godziny. Wliczając straty na przesyle i wypromieniowania ciepła w chwili podgrzewu, czas pierwszego podgrzania wyniesie ok. 70h, co równa się 560kWh dostarczonego ciepła.
Utrzymanie temperatury w basenie:
Jak wspomniano główną stratą cieplną basenu jest parowanie. Można przyjąć średnią dla naszych założeń 0,32 kW/m2 (temp. powietrza 15°C, wilgotność 60%, temp. wody 26°C, wiatr 0,5m/s). Dla naszego basenu strata ciepła wyniesie 0,32 kW/m2*30m2*4h=39 kWh dziennie. Daje nam to około 4,5 godzin pracy pompy ciepła.
Efektywność pracy pompy ciepła będzie wzrastać wraz z temperaturą otoczenia. Definiuje to współczynnik COP, określający iloraz mocy cieplnej wytworzonej do mocy napędu.
Dobór pompy ciepła do wielkości basenu
Porównanie powietrznej pompy ciepła i innych systemów ogrzewania basenu
Basen sezonowy, zewnętrzny, powierzchnia 30m2, przykrywany folią basenową na czas nieużytkowania, zakopany w gruncie, ocieplony na ściankach bocznych i na dnie, średnia temp. powietrza 15°C
Powietrzna pompa ciepła |
Kolektory słoneczne |
Kocioł gazowy |
Kocioł olejowy |
Kocioł elektryczny |
|
Całkowity koszt inwestycji z montażem[zł] |
7000 – 9000 (Pompa ciepła, włącznie z instalacją filtrującą) |
15000-25000 (6 kolektorów, wymiennik basenowy, automatyka sterująca, instalacja) |
4000-10000 (Wymiennik basenowy+ automatyka sterująca i skomplikowana instalacja) |
4000-10000 (Wymiennik basenowy + automatyka sterująca i skomplikowana instalacja) |
4000-10000 (Wymiennik basenowy+ automatyka sterująca i skomplikowana instalacja) |
Koszt eksploatacji – pierwsze podgrzanie [zł] |
75,6 |
5,0 |
196 |
324,8 |
364 |
Koszt eksploatacji – na miesiąc, średnia temp. 15°C [zł] |
145,8 |
9,0 |
409,5 |
678,6 |
760,5 |
Zalety |
– pełna automatyka (utrzymuje stałą temperaturę) – szybki zwrot inwestycji – możliwość lokalizacji przy samym basenie (niskie straty ciepła na przesyle) – bardzo dobry stosunek kosztów inwestycyjnych do eksploatacyjnych – bardzo prosta instalacja wykorzystująca infrastrukturę basenową |
– bardzo małe koszty eksploatacyjne – możliwość rozbudowania instalacji i podgrzewanie wody użytkowej oraz wspomagania CO w okresie zimowym
|
– możliwość utrzymania stałej temperatury – możliwość wykorzystania istniejącej instalacji do ogrzewania budynku – niskie koszty inwestycji (w zależności od rozwiązania i instalacji)
|
– możliwość utrzymania stałej temperatury – możliwość wykorzystania istniejącej instalacji do ogrzewania budynku – niskie koszty inwestycji (w zależności od rozwiązania i instalacji)
|
– możliwość utrzymania stałej temperatury – możliwość wykorzystania istniejącej instalacji do ogrzewania budynku – niskie koszty inwestycji (w zależności od rozwiązania i instalacji)
|
Wady |
– hałas generowany przez wentylator (ok 50dB, porównywalne do hałasu zmywarki) – ze względu na temp. zasilania 40°C oraz prostą instalację wykorzystanie tylko do ogrzewania basenu |
– wyższy koszt inwestycyjny – temperatura basenu zależy od nasłonecznienia – duża przestrzeń konieczna do posadowienia kolektorów (30-60% powierzchni lustra basenu) |
– duże koszty eksploatacyjne – straty na przesyle ciepła (pomiędzy kotłownią a basenem) |
– bardzo duże koszty eksploatacyjne – straty na przesyle ciepła (pomiędzy kotłownią a basenem) |
– bardzo duże koszty eksploatacyjne – straty na przesyle ciepła (pomiędzy kotłownią a basenem) |
Współpraca basenowej pompy ciepła z kolektorami słonecznymi
Zwłaszcza w większych inwestycjach coraz częściej zaczyna być stosowane połączenie w instalacjach basenowych baterii kolektorów słonecznych i pompy ciepła. W tym przypadku kolektory dobierane są: powierzchnia absorbera kolektorów równa 30-40% lustra basenu. Kolektory mają za zadanie najtaniej podgrzać basen, natomiast pompa ciepła jest odpowiedzialna za dogrzanie do wymaganej temperatury wody w basenie. W ten sposób tworzymy układ najtańszy pod względem eksploatacji, a jednocześnie nie odbiegający komfortem od innych automatycznych układów grzewczych. Nawet w sytuacjach kilkudniowego braku słońca, basen będzie miał wymaganą temperaturę komfortu zapewnioną przez pompę ciepła – z drugiej strony nawet kilkanaście bardzo słonecznych dni ze względu na mniejszą ilość kolektorów nie będzie prowadzić do zbytniego nagrzania wody w basenie.
Specyfikacja techniczna pomp ciepła serii WBR: https://www.tapis.pl/pobierz/pompy-ciepla-serii-wbr.pdf
Galeria basenów ogrodowych: https://www.tapis.pl/baseny/realizacje/
Aktualność z kategorii: Baseny