Ogrzewanie hali przemysłowej pompą ciepła. Jakie ogrzewanie do magazynu i hali produkcyjnej?
Ogrzewanie hali przemysłowej pompą ciepła stanowi alternatywne rozwiązanie wobec tradycyjnych systemów ogrzewania. Pompy ciepła to wciąż stosunkowo nowa technologia, która dzięki licznym zaletom zyskuje na popularności. Należy jednak pamiętać, że specyfika dużych obiektów przemysłowych wymusza odpowiednie zaplanowanie całej instalacji grzewczej, tak aby była jak najbardziej wydajna. Jakie są zalety instalacji grzewczych z pompą ciepła? Jak dobrać odpowiednią pompę ciepła?
Spis treści
- Ogrzewanie hali przemysłowej pompą ciepła – najważniejsze zalety
- Pompy ciepła – przegląd dostępnych rozwiązań
- Inwestycja w pompę ciepła - kiedy to się opłaca?
- Jaka pompa ciepła najlepsza?
Zapewnienie odpowiedniej temperatury w halach produkcyjnych czy magazynowych jest niezwykle istotne nie tylko ze względu na komfort pracy, ale także z punktu widzenia przebiegu procesu technologicznego lub przechowywania produktów. Systemy grzewcze są więc w nich niezbędne, ale w obiektach o znacznych gabarytach generują bardzo duże koszty. Dlatego też poszukuje się rozwiązań, które pozwolą choć częściowo zredukować koszty związane z zapewnieniem wymaganej temperatury. W tym kontekście warto wziąć pod uwagę również pompy ciepła.
Ogrzewanie hali przemysłowej pompą ciepła – najważniejsze zalety
Instalacja grzewcza z pompą ciepła postrzegana jest jako ekologiczna technologia. W końcu do osiągnięcia wymaganej temperatury nie wykorzystuje się węgla, gazu czy oleju, a konieczna w tym procesie energia może pochodzić np. z instalacji fotowoltaicznej. Jest to również technologia bezemisyjna, a przy tym praktycznie bezobsługowa.
Równie ważna jest też kwestia ekonomiczna. Pompy ciepła charakteryzują się niskimi kosztami eksploatacyjnymi. Inwestycja w pompy ciepła może się stosunkowo szybko zwrócić, m.in. za sprawą możliwej ich pracy przez cały rok (zimą pompy zapewniają ogrzewanie, zaś latem – chłodzenie hali przemysłowej). Ponadto mogą być też wykorzystywane w procesach technologicznych, np. do podgrzania wody użytkowej.
Choć pompy ciepła mają stosunkowo niewielkie gabaryty, są na tyle wydajne, że mogą zapewnić ogrzanie także dużych hal przemysłowych. Można nimi zdalnie sterować, a także na bieżąco monitorować ich parametry pracy.
Bardzo ważną cechą pomp ciepła jest możliwość ich wdrożenia do systemu grzewczego hali już w istniejącym budynku, a nie tylko w nowo budowanym obiekcie. W większości przypadków już po drobnej modernizacji systemu pompę ciepła można zintegrować z instalacją grzewczą. Czasami będzie to wymagało gruntownej przebudowy hali. Równie łatwe, jak włączenie pomp ciepła do istniejącej instalacji ogrzewania, jest podłączenie do systemu paneli fotowoltaicznych. Dostarczą one darmową energię, która jest niezbędna do prawidłowej pracy pomp ciepła.
Pompy ciepła – przegląd dostępnych rozwiązań
Rozważając inwestycję w pompę ciepła, należy mieć świadomość, że na rynku jest wiele rozwiązań, które różnią się między sobą m.in. sposobem pozyskiwania ciepła, montażem instalacji, poziomem skomplikowania i sposobem ogrzewania pomieszczeń.
Najpopularniejsze rodzaje pomp ciepła dostępne obecnie na rynku:
- Powietrzna pompa ciepła – najłatwiejsza do zainstalowania pompa ciepła, która wykorzystuje energię pobraną z powietrza. Podgrzane powietrze kanałami i przez kratki nawiewne trafia do pomieszczeń, które mają być ogrzane. Im niższa temperatura, tym pompa ta działa mniej efektywnie, jednak przez większą część sezonu grzanie za jej pomocą oznacza spore oszczędności. Latem pompa ta może pełnić funkcję klimatyzatora.
- Pompa ciepła wodna – w tej instalacji źródłem ciepła jest woda płynąca. Najczęściej wykorzystuje się wodę podziemną lub gruntową, ale równie dobrze może ona pochodzić ze znajdujących się w pobliżu stawów, jezior, a nawet rzeki (wówczas jednak wymagana jest filtracja takiej wody). Efektywność takiej pompy ciepła zależy m.in. od temperatury wody, ale również od głębokości studni, skąd pozyskuje się wodę.
- Pompa ciepła gruntowa – w tym rodzaju pompy do ogrzewania wykorzystuje się energię geotermalną, która jest skumulowana w gruncie. Pompa ta charakteryzuje się stosunkowo wysoką efektywnością za sprawą utrzymującej się dodatniej temperatury w gruncie na głębokości 1–2 m. Wyzwaniem jest konieczność wykonania niezbędnych prac ziemnych, a więc i odpowiedniej ilości miejsca. Efektywność tej pompy w dużej mierze zależy też od użytego wymiennika. Pionowy zapewnia większą ilość pozyskanego ciepła, ale jest droższy od wymiennika poziomego, który jednak nie zapewnia stabilnych parametrów pozyskiwanego ciepła przez cały sezon.
Powyższe, główne rodzaje pomp ciepła są dostępne również w różnych odmianach. Mamy np. pompę typu powietrze-powietrze, ale i powietrze-woda. W pierwszym przypadku uzyskane ciepło ogrzewa powietrze, które trafia do pomieszczenia, natomiast w drugim wodę, która zapewnia ciepło poprzez instalację centralnego ogrzewania. Analogicznie wygląda sytuacja w przypadku pomp typu woda-woda czy woda-powietrze. Bardzo często stosuje się również rozwiązania hybrydowe, w których pompa ciepła zintegrowana jest z innym, tradycyjnym systemem ogrzewania. Gwarantuje to bezpieczeństwo i efektywność ogrzewania obiektu.
Inwestycja w pompę ciepła - kiedy to się opłaca?
Popularność pomp ciepła wynika przede wszystkim z wymiernych korzyści finansowych. Wielkość oszczędności czy też stopa zwrotu z takiej inwestycji zależą jednak od kilku co najmniej czynników. Bardzo istotny jest przede wszystkim dobór źródła energii, które powinno być zoptymalizowane pod kątem istniejących warunków, w jakich znajduje się dana hala przemysłowa. Pompę ciepła należy również dopasować do istniejącego w danym obiekcie systemu grzewczego, oczekiwanego zapotrzebowania na ciepło, a także funkcji (czy tylko ogrzewania pomieszczeń, czy może również podgrzewanie wody w hali). Istotne dla efektywności ogrzewania za pomocą pompy ciepła mogą być nawet takie czynniki, jak budowa ścian hali, liczba oraz rozmieszczenie drzwi i okien, a nawet częstotliwość ich otwierania (w tym ostatnim przypadku, przy częstym otwieraniu drzwi zaleca się stosowanie np. specjalnych kurtyn cieplnych).
Różne rodzaje pomp ciepła i duża liczba czynników, od których będzie zależała efektywność systemu ogrzewania, utrudniają oszacowanie oszczędności, jakie można uzyskać, instalując pompę ciepła w hali przemysłowej. Przy optymalnym doborze poszczególnych składowych systemu można oczekiwać redukcji kosztów ogrzewania nawet o 75%. Uśredniając natomiast różne szacunki, można założyć, że koszty ogrzewania będą o połowę niższe niż w przypadku tradycyjnych systemów ogrzewania.
Naturalnie należy się liczyć z wyższym wydatkiem na zakup i instalację pompy oraz konieczność dostosowania do niej istniejącego systemu grzewczego (w budynkach już istniejących), jednak czas zwrotu z takiej inwestycji przy optymalnych warunkach może wynieść nawet zaledwie kilka lat. Co więcej, rosnące koszty tradycyjnych metod ogrzewania mogą ten czas jeszcze bardziej skrócić.
Przeczytaj także:
- Nowe rozporządzenie dotyczące f-gazów - jakie będą jego konsekwencje?
- Certyfikacja F-gazowa instalatorów i serwisantów - co to jest, kogo obowiązuje, jak zdobyć uprawnienia?
- Kogeneracja. Co to jest kogeneracja? Jakie są korzyści z kogeneracji?
Jaka pompa ciepła najlepsza?
Na tak postawione pytanie bardzo trudno jest udzielić jednoznacznej odpowiedzi. Niezbędna w takim przypadku jest dokładana analiza, która powinna uwzględnić wszystkie wymienione wyżej czynniki, ale również inne, które mogą mieć wpływ na ogrzewanie hali. I to nie tylko dziś, ale także w dającej się przewidzieć przyszłości.
Stosunkowo najprostszym technologicznie, a zarazem najtańszym w eksploatacji systemem grzewczym w hali przemysłowej będzie powietrzna pompa cieplna typu powietrze-powietrze. W lecie z powodzeniem może pełnić funkcję klimatyzatora. Jest to proste w obsłudze urządzenie, podczas pracy nie emituje zanieczyszczeń, a przy zastosowaniu np. fotowoltaiki jego eksploatacja jest praktycznie bezkosztowa. Sam sposób ogrzewania hali (poprzez nawiewy) może być jednak mało komfortowy dla pracowników i nie zapewniać równomiernego ogrzewania wszystkich stref. Technologia ta nie może być też wykorzystana do podgrzania wody użytkowej.
Nieco bardziej skomplikowana technologicznie będzie instalacja z wodną pompą ciepła. Wymaga oddzielnego pomieszczenia technicznego, nagrzewnic i wykonania niezbędnej instalacji hydraulicznej. Wymaga też wyższej temperatury zasilania, a przy bardzo niskich temperaturach istnieje ryzyko zamarznięcia wody w układzie. Można ją natomiast wykorzystać do podgrzania wody i również, przy zintegrowaniu z fotowoltaiką, redukuje zużycie energii praktycznie do zera.
Poza oszczędnością kosztów, wynikającą z użycia pompy ciepła, warto wziąć pod uwagę również inne, mniej wymierne czynniki. Ważny np. dla komfortu pracy może być poziom hałasu związany z pracą pompy. Istotna jest także obsługa urządzenia (powinna być jak najprostsza i intuicyjna). Nie bez znaczenia jest również dodatkowy asortyment, jaki jest dostarczany razem z pompą. Wykorzystywany czynnik chłodniczy powinien spełniać odpowiednie normy i być ekologiczny.
Z całą pewnością ogrzewanie hali przemysłowej przy użyciu pompy ciepła może być dobrą alternatywą dla tradycyjnych systemów ogrzewania i może zapewnić spore oszczędności. Koniecznie jednak, przy doborze odpowiedniego rozwiązania, należy rozważyć wszystkie czynniki. Inwestując bowiem niemałe pieniądze w modernizację systemu ogrzewania obiektu, warto wybrać rozwiązanie optymalne, które zapewni maksimum korzyści w stosunku do zainwestowanych środków finansowych.
