Bloog Wirtualna Polska
Jest 1 107 640 bloogów | losowy blog | inne blogi | zaloguj się | załóż bloga
Kanał ATOM Kanał RSS
Kategorie

Pompa ciepła

środa, 22 lipca 2009 21:44
Pompa ciepła jest ekologicznym, niskotemperaturowym urządzeniem grzewczym umożliwiającym ogrzewanie i chłodzenie pomieszczeń oraz podgrzewanie ciepłej wody użytkowej w budynkach wszelkiego typu: domki jednorodzinne, domy wielorodzinne, hotele, pensjonaty, szpitale, szkoły, obiekty przemysłowe, obiekty sportowe itd. Zasada działania pompy ciepła opiera się na znanych zjawiskach i przemianach fizycznych. Generalnie pompa ciepła działa w indentyczny sposób jak lodówka, ta sama technologia, tylko odwrócona zasada. Lodówka odbiera ciepło z żywności i oddaje je do pomieszczenia za pomocą umieszczonego z tyłu urządzenia użebrowania. Pompa ciepła również odbiera ciepło z "zimnego otoczenia" a następnie "pompuje" to ciepło na wyższy poziom temperaturowy, który jest absolutnie wystarczający, aby ogrzać dom.
W obiegu termodynamicznym pompy ciepła, zachodzą w sposób ciągły cztery procesy. W parowniku czynnik roboczy ulega procesowi odparowania (proces odbioru ciepła z otoczenia). Następnie w kompresorze następuje proces sprężania par czynnika roboczego, a za kompresorem czynnik roboczy posiadający wysokie ciśnienie i wysoką temperaturę ulega procesowi skraplania w skraplaczu (proces oddawania ciepła do systemu). Ostatnim procesem, jakiemu podlega czynnik roboczy w obiegu termodynamicznym, jest proces rozprężania realizowany na zaworze rozprężnym dozującym czynnik roboczy do parownika, gdzie następuje ponownie proces odparowania, a cykl przedstawiony powyżej powtarza się. Proces transportu ciepła z ośrodka o niższej temperaturze do ośrodka o temperaturze wyższej możliwy jest jedynie przy udziale wysoko wartościowej energii (exergii) dostarczonej z zewnątrz. Energią tą jest energia elektryczna doprowadzona do napędu sprężarki będącej jednym z elementów obiegu termodynamicznego, który to obieg umożliwia nam opisany transport ciepła.

Instalacja grzewcza z pompą ciepła składa się z trzech zasadniczych części:

 
      źródła górnego
węzła cieplnego, którego najważniejszym elementem jest pompa ciepła
    źródła dolnego

Źródłem górnym nazywana jest instalacja centralnego ogrzewania tj. ogrzewanie podłogowe, ogrzewanie grzejnikowe lub ogrzewanie ścienne i sufitowe. Sprawność pompy ciepła, którą wyraża współczynnik efektywności COP, to stosunek mocy grzewczej do mocy pobieranej przez urządzenie. Współczynnik COP zależy od różnicy temperatur górnego i dolnego źródła oraz od strat termicznych i mechanicznych pompy ciepła. Im niższa jest temperatura pracy górnego źródła, tym większa jest sprawność. Niskie parametry pracy mają te systemy, w których wykorzystuje się duże powierzchnie oddawania ciepła, czyli ogrzewanie płaszczyznowe: ogrzewanie podłogowe, ścienne lub sufitowe. Najczęściej z pompą ciepła współpracuje ogrzewanie podłogowe o temperaturze czynnika grzewczego ~ 35ºC. Oczywiście, instalowanie grzejników nie jest żadnym błędem, ale jeśli już zdecydujemy się na ich zastosowanie, to ich temperatura pracy powinna być jak najniższa tj. 50 do 55ºC. Podniesienie parametrów wody grzewczej spowoduje jednak zmniejszenie współczynnika COP , co odbije się niekorzystnie na kosztach eksploatacyjnych.

Energię cieplną do górnego źródła dostarcza pompa ciepła, która wraz z osprzętem składa się na instalację węzła cieplnego. Węzeł cieplny - SM Orunia

Jest to energia pobierana przez pompę ciepła z powietrza, wody lub gruntu za pomocą instalacji nazywanej dolnym źródłem.

 
Dolne źródło możemy podzielić na:

          sztuczne:   - ścieki

                          - woda powrotna lub inne ciecze w systemach ciepłowniczych
                          - gazy lub powietrze ogrzewane w procesach technologicznych
 

       naturalne: - powietrze atmosferyczne -

     
   

najtańsze źródło energii nie wymagające żadnych nakładów inwestycyjnych
związanych z budową kosztownych kolektorów gruntowych czy studni.
Największym mankamentem tego rozwiązania są sezonowe i dobowe zmiany
temperatury powietrza, przy czym najgorsze warunki są w zimie, kiedy pompa
ciepła jest mocno eksploatowana, a jej spawność i moc grzewcza spada w
miarę obniżania się temperatury powietrza (COP = 3 ÷ 4). Spadek mocy i
sprawności pompy w okresach szczególnie mroźnych wymaga zastosowania
dodatkowego źródła ciepła. Zwykle jest to grzałka elektryczna zamontowana w
pompie lub zasobniku wody. Może też być inne źródło ciepła np. kocioł lub
kominek z płaszczem wodnym
       

kolektor gruntowy

     

     
     to kilkaset zakopanej w ziemi rury napełnionej roztworem glikolu, zwyczajowo
nazywanym solanką. Może być poziomy (płaski lub spiralny) zakopany na
głębokości ok. 1,5 m pod powierzchnią gruntu lub pionowy w odwiertach o
głębokości 30 ÷ 200m.
Kolektory poziome, przy odstepach między rurami rzędu 0,5 ÷ 0,8 m z 1 m²
gruntu otrzymuje się moc 10 ÷ 40 W, w zależności od rodzaju gleby. Stąd,
przy założeniu, że do ogrzania domu potrzeba 50 W/m² powierzchni
pomieszczeń, kolektor poziomy powinien zajmować powierzchnię 1,5 do 5 razy
większą niż powierzchnia domu. Zatem, do tego typu rozwiązania niezbędna
jest duża powierzchnia działki. Trzeba pamiętać, że ciepło odbierane przez
roztwór glikolu pochodzi głównie z prominiowania słonecznego - transport
ciepła z głębszych warstw ziemi ku powierzchni jest zjawiskiem pomijalnie
słabym. Dlatego bardzo ważna jest możliwość pełnej regeneracji cieplnej
gruntu w lecie, przed sezonem grzewczym. Nie ma więc sensu zakopywanie
poziomego kolektora gruntowego na większych głębokościach, gdzie słabo
dochodzi ciepło promieniowania słonecznego. Nie wolno też utrudniać
penetracji energii słonecznej przez np. zabetonowanie powierzchni gruntu
nad kolektorem. Warto nadmienić, że energia słoneczna przenika do gruntu
głównie z wodą deszczową.
Skuteczniejszym rozwiązaniem, zarówno pod wzgledem uzysku energii
cieplnej (stabilna temperatura glikolu) jak i zajmowanej powierzchni działki
jest kolektor pionowy. Z 1 m odwiertu można uzyskać 30 ÷ 70 W energii.
Ilość i długość sond głębinowych zależy od warunków geologicznych, dlatego
często w trakcie wiercenia wprowadza się korekty do wstępnego projektu.
Wadą kolektorów pionowych jest ich wysoka cena.
       

woda gruntowa

     
     rozwiązanie z wodą gruntową w systemie dwóch studni (studnia poborowa
oraz studnia zrzutowa) jest bardzo korzystne pod wzgledem efektywności
systemu (COP = 5 ÷ 6), niezbyt drogie inwestycyjnie, ale wymaga sprawdzenia
i kontrolowania wydajności i parametrów wody, której skład fizyko-chemiczny
i zanieczyszczenia mogą powodować korozję wymiennika lub powstawanie
osadów. Obie studnie muszą korzystać z tej samej warstwy wodonośnej,
przy czym studnia czerpalna powinna znajdować się przed studnią zrzutową
względem kierunku przepływu wody w warstwie, żeby chłodna woda zrzucana
nie mieszała się z wodą czerpaną, niekorzystnie obniżając jej temperaturę.
Podziel się
oceń
0
0

Więcej na ten temat


czwartek, 31 lipca 2014

Licznik odwiedzin:  25 263  

Archiwum

Wyszukaj

Wpisz szukaną frazę i kliknij Szukaj:

Subskrypcja

Wpisz swój adres e-mail aby otrzymywać info o nowym wpisie:

O moim bloogu

Wykonujemy wszelkiego typu odwierty geotechniczne i geologiczne pod pompy ciepla i studnie geologiczne. Zakladamy pompy ciepla na dowolną głębokość odwiertu

Statystyki

Odwiedziny: 25263

Lubię to

Więcej w serwisach WP

Wiadomości

Bloog.pl