Pompa ciepła - transformator
temperaturowy ciepła
" Pompa ciepła jest urządzeniem, którego głównym celem jest odbiór ciepła ze
z
ródła o niskiej temperaturze i przetransformowanie go do z
ródła o wy\
szej
temperaturze
" Aby nastąpiło przekazanie ciepła ze z
ródła o ni\
szej temperaturze do z
ródła o
wy\
szej temperaturze musi być dostarczona energia z zewnątrz w postaci:
" energii mechanicznej - sprę\
arkowe pompy ciepła
" energii cieplnej (sorpcyjne pompy ciepła)
" Pompę stanowi zespół urządzeń ściśle ze sobą współpracujących
Podstawowe etapy pracy pompy ciepła
1. Ciepło pozyskiwane w dolnym niskotemperaturowym z
ródle ciepła jest
przekazywane w parowniku do czynnika roboczego pompy
2. Para czynnika zostaje sprę\
ona na odpowiedni poziom ciśnienia i temperatury
3. W skraplaczu sprę\
ona para zostaje skroplona, oddając ciepło przepływającemu
czynnikowi grzewczemu górnego z
ródła, z reguły wodzie w obiegu ogrzewczym.
4. Ciekły czynnik roboczy pompy zostaje następnie rozprę\
ony na odpowiedni poziom
ciśnienia i temperatury, i powraca do parownika pompy.
Pompy ciepła
Dorota Chwieduk
Pompa ciepła mo\
e wykorzystywać ró\
ne dolne i górne z
ródła ciepła
a)
promieniowanie b) powietrze atmosferyczne c) wody powierzchniowe
słoneczne
Dolne z
ródło ciepła niskotemperaturowe
z
ródła odnawialne: d) - wymiennik e) grunt-wymiennik poziomy f) wody gruntowe
grunt
pionowy /geotermalne
" promieniowanie słoneczne
" powietrze atmosferyczne,
a)
" wody powierzchniowe: rzeki, jeziora, stawy, b)
" wody gruntowe,
" grunt,
z
ródła wewnętrzne, odpadowe:
d)
c)
Pompa ciepła
" powietrze i gazy odlotowe,
" woda odpadowa,
" ścieki,
" woda chłodnicza
e) f)
Górne z
ródło ciepła:
" woda w systemach grzewczych
PC
Dolne z
ródło Górne z
ródło
ciepła ciepła
" powietrze w powietrznych systemach grzewczo - klimatyzacyjnych
800 W/m2
Pompa ciepła:
700 Horizontal
Wymagania jakościowe względem
600
dolnych z
ródeł ciepła:
500
" Koherentność względem górnego z
ródła/ odbiorcy
400
" łatwa dostępność;
" mała korozyjnością. Dolne z
ródło
300
South
NE & NW
promieniowanie słoneczne
Wymagania ilościowe:
200 SE & SW
Cechy jakościowe:
North
" du\
ym potencjałem energetycznym;
- zła koherentność
100
" mo\
liwie wysoką i stałą w czasie temperaturą,
- dostępność ograniczona, okresowa,
" du\
ą pojemnością cieplną, o charakterze deterministycznym,
0
D J F M A M J J A S O N D
ale i stochastycznym;
" odbiór ciepła nie powinien zakłócać naturalnego stanu
+ mała korozyjnością.
z
ródła (dotyczy to z
ródeł odnawialnych
Cechy ilościowe:
" względnie wysoka temperatura
- zmienny w czasie potencjał energetyczny
- zmienne w czasie natę\
enie promieniowania
" Wymagania ekonomiczne:
+ odbiór ciepła nie zakłóca naturalnego stanu z
ródła
" niskie koszty inwestycyjne, w tym niska cena
Cechy ekonomiczne:
ujęcia dolnego z
ródła;
+ umiarkowane koszty inwestycyjne,
" niskie koszty eksploatacyjne + koszty eksploatacyjne niskie
1
Dolne z
ródło powietrze atmosferyczne: Dolne z
ródło wody powierzchniowe:
Cechy jakościowe rzeki, jeziora, stawy
- zła koherentność
Cechy jakościowe
+ łatwa dostępność;
- zła koherentność
+ mała korozyjnością, ale
- dostępność ograniczona;
- olodzenie.
+ mała korozyjnością, ale
Cechy ilościowe:
- olodzenie.
- niska i zmienna w czasie temperatura
Cechy ilościowe:
+/- umiarkowana pojemnością cieplna
- niska temperatura
+ odbiór ciepła nie zakłóca naturalnego stanu z
ródła
+ mała zmienność w czasie
+/- umiarkowana pojemnością cieplna
+/- odbiór ciepła mo\
e zakłócać naturalny stan z
ródła
Cechy ekonomiczne:
+ bardzo niskie koszty inwestycyjne, w tym niska cena
Cechy ekonomiczne:
ujęcia dolnego z
ródła;
+ du\
e koszty inwestycyjne, w tym wysokie koszty ujęcia dolnego z
ródła;
+ koszty eksploatacyjne małe lub średnie
+ koszty eksploatacyjne małe
Dolne z
ródło wody gruntowe Dolne z
ródło grunt
Cechy jakościowe Cechy jakościowe
+ względnie dobra koherentność + względnie dobra koherentność
+/- dostępność zale\
na od lokalizacji; + dobra dostępność;
+/- ró\
na korozyjność + mała korozyjność
Cechy ilościowe: Cechy ilościowe:
+ stosunkowo wysoka temperatura + stosunkowo wysoka temperatura
+ mała zmienność w czasie + mała zmienność w czasie
+/- umiarkowana pojemnością cieplna + wysoka pojemność cieplna
+/- odbiór ciepła mo\
e zakłócać naturalny stan +/- odbiór ciepła mo\
e zakłócać naturalny stan
z
ródła z
ródła
Cechy ekonomiczne: Cechy ekonomiczne:
+ średnie koszty inwestycyjne, w tym + średnie koszty inwestycyjne, w tym
zró\
nicowane koszty ujęcia dolnego z
ródła; zró\
nicowane koszty ujęcia dolnego
z
ródła;
+ koszty eksploatacyjne małe
+ koszty eksploatacyjne małe
Wykorzystanie energii odnawialnej za
Hala produkcyjna pomp ciepła
pośrednictwem pompy ciepła
VATRA
solar collectors
ambient
air
well
well
inlet
outlet
heat pump
ground heat ground water
exchangers
2