Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Zasada działania sprężarkowej pompy ciepła SPRĘŻARKOWE POMPY CIEPŁA.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Zasada działania sprężarkowej pompy ciepła SPRĘŻARKOWE POMPY CIEPŁA."— Zapis prezentacji:

1 Zasada działania sprężarkowej pompy ciepła SPRĘŻARKOWE POMPY CIEPŁA

2 OBIEG TEORETYCZNY SPRĘŻARKOWEJ POMPY CIEPŁA Z PRZEGRZEWACZEM PARY W UKŁADZIE WSPÓŁRZĘDNYCH T-s; logp-h -rzeczywisty współczynnik efektywności grzewczej pompy ciepła dr - stopień doskonałości rzeczywistego obiegu pompy ciepła ( dr =0,5-0,6) OBIEG TERMODYNAMICZNY POMPY CIEPŁA SPRĘŻARKOWE POMPY CIEPŁA (1-2) sprężanie izentropowe pary czynnika roboczego; (2-4) skraplanie izobaryczne połączone z dochłodzeniem cieczy w punktach (4-4); (4-5) izentalpowe dławienie ciekłego czynnika (5-6) odparowanie izobaryczne wraz z przegrzaniem pary (6-1)

3 COP = P g / P s gdzie: P g – moc grzewcza pompy ciepła, P s – moc pobierana z sieci przez silnik napędowy oraz osprzęt COP = T g / (T g -T o ) gdzie: - sprawność obiegu rzeczywistego w porównaniu z teoretycznym (można przyjmować wartość ok. 0,5) T g - temperatura skraplania czynnika ( musi być wyższa od wymaganej temperatury podgrzania odbiornika o ok. 5 K ) T o - temperatura parowania czynnika T o, ( musi być niższa od temperatury źródła ) Współczynnik wydajności sprężarkowej pompy ciepła SPRĘŻARKOWE POMPY CIEPŁA

4 Współczynnik wydajności sprężarkowej pompy ciepła

5 Budowa sprężarkowej pompy ciepła SPRĘŻARKOWE POMPY CIEPŁA

6

7 Niskotemperaturowe źródła ciepła W środowisku naturalnym występują powszechnie źródła ciepła o temperaturze zbyt niskiej do bezpośredniego wykorzystania, posiadające jednocześnie olbrzymi potencjał energetyczny (pojemność cieplną). Należą do nich: wody powierzchniowe, wody gruntowe, powietrze atmosferyczne, grunt. Niskotemperaturowe źródła energii dla pomp ciepła powinny cechować się: - dużą pojemność cieplną, - łatwym dostępem i niskim kosztem wykonania instalacji, - stałą i stosunkowo wysoką temperaturą w ciągu roku, - małą aktywnością chemiczną. Przykładowo wody powierzchniowe charakteryzują się ograniczonym dostępem i mają zmienne temperatury w zależności od pory roku. W okresie największych potrzeb grzewczych temperatura wód powierzchniowych jest najniższa i wówczas współczynnik wydajności grzewczej pompy ciepła jest stosunkowo niewielki. Powietrze atmosferyczne jest z kolei źródłem ogólnodostępnym, ale jego temperatura drastycznie spada w okresie największego obciążenia systemu grzewczego. Pompy ciepła najczęściej czerpią energię zakumulowaną w gruncie. Jest to źródło energii cieplnej ogólnodostępne o względnie stabilnej temperaturze w ciągu całego roku. Na głębokości 20 metrów, niezależnie od pory roku, temperatura wynosi +10 o C. W płytszych warstwach obserwuje się oscylacje sezonowe: na głębokości 4 metry od +12 o C w październiku do +6,5 o C w kwietniu, a na głębokości 2 metry przeciętnie od +15 o C we wrześniu do +3,5 o C w lutym. SPRĘŻARKOWE POMPY CIEPŁA

8 Gęstość strumienia ciepła przejmowanego z gruntu zależy od jego rodzaju i wilgotności Rodzaj gruntuWspółczynnik przewodzenia ciepła, W/(m. K) Żwir0,70 Piasek suchy0,58 Piasek o wilgotności 20%1,33 Piasek nasycony wodą1,88 Piasek morski o wilgotności 20%1,76 Piasek morski nasycony2,44 Grunt gliniasty mokry2,33 Grunt żwirowo-piaszczysty (wilgotny)1,75 Grunt roślinny pod budynkiem1,16 Grunt średniowilgotny1,4 Właściwości cieplne gruntu SPRĘŻARKOWE POMPY CIEPŁA

9 -wymiennik poziomy: z rur tworzywowych o średnicy mm układanych na głębokości 1,2 2 m z zachowaniem odległości pomiędzy rurociągami 0,8 1 m. Odbiór ciepła z gruntu w warunkach letnich i jesiennych W, a w warunkach zimowych 8 12 W mocy cieplnej w przeliczeniu na 1 mb rurociągu (w domu o powierzchni 200 m 2 dla pompy ciepła o nominalnej mocy grzewczej 12 kW pod wymiennik gruntowy poziomy należy zarezerwować działkę o orientacyjnej powierzchni 400 ÷ 600 m 2 ). - wymiennik pionowy: o głębokości odwiertów do 100 m (do 30 m bez formalności), zapewniają zimą większą wydajność jednostkową (30 90 W) W ze względu na wyższe temperatury gruntu (przykładowa temperatura czynnika w wymienniku podłączonym do pompy ciepła może spadać w miesiącach zimowych do 7÷8 o C, dochodząc do 13÷14 o C w miesiącach letnich). Zasadniczą wadą rurociągowych wymienników gruntowych jest wysoki koszt ich wykonania – orientacyjnie jest on porównywalny z kosztem zakupu samej pompy ciepła. SPRĘŻARKOWE POMPY CIEPŁA Pozyskiwanie energii cieplnej z gruntu

10 - układ dwóch studni ch w układzie dwóch studni. Wody gruntowe mają względnie stałą temperaturę w ciągu całego roku (od 8 do 12°C), dlatego stanowią bardzo dobre źródło energii dla pomp ciepła. Przed zainstalowaniem takiego systemu należy jednak uzyskać pewność, że dane ujęcie zapewni dostęp do potrzebnej ilości wody, a szczególnie, że bez przeszkód uda się zatłaczanie schłodzonego czynnika do drugiej studni - zrzutowej. Sprawność działania takiego układu powinna być gwarantowana przez najmniej kilka lat i dotyczyć także energochłonności zatłaczania czynnika, bowiem trwałość studni chłonnej i zrzutowej mogą się różnić. Uzyskanie takiej gwarancji może jednak znacznie podrażać inwestycję, ze względu na wiercenia rozpoznawcze i procedury prób pompowania i zatłaczania. Istotną wadą układu dwóch studni jest przyspieszone zużycie samego parownika pod wpływem bezpośredniego kontaktu z wodą. Należy też pamiętać, że na czerpanie wody ze studni o głębokości większej niż 30 m potrzebne jest pozwolenie wodno prawne. - wodociąg wiejski, wymaganie wydajności: 0,15 – 0,2 m 3 /h na kW mocy grzewczej. - najprostszym i najtańszym, ale zarazem najbardziej ryzykownym rozwiązaniem pozyskiwania ciepła z gruntu jest układ z jedną studnią oraz zrzutem do wód powierzchniowych. Pobór wody ze studni dochodzący w okresie zimowym nawet do 1000 m 3 na miesiąc może doprowadzić do obniżenia poziomu wód gruntowych. SPRĘŻARKOWE POMPY CIEPŁA

11 a) wymiennik gruntowy pionowy b) wymiennik gruntowy poziomy c) układ dwóch studni Układy połączeń wymienników gruntowych wg SPRĘŻARKOWE POMPY CIEPŁA d) wodociąg

12 Montaż wymiennika gruntowego pionowego wg SPRĘŻARKOWE POMPY CIEPŁA

13 Montaż wymiennika gruntowego poziomego wg SPRĘŻARKOWE POMPY CIEPŁA Orientacyjne koszt budowy wymiennika gruntowego pionowy: PLN/mb odwiertu poziomy: 30 – 40 PLN/mb

14 Data Średnia temperatura źródła, o C Energia pobrana z sieci, kWh Energia oddana przez skraplacz, MJ Energia pobrana przez parownik, MJ Współczynnik. wydajności chłodniczejgrzewczej ,89,6393,858,91,702, ,727,70253,4183,81,842, ,314,91155,2109,72,042, ,724,60252,4149,81,692, ,219,61196,9138,91,962, ,427,68266,3191,91,922, ,624,79263,8201,32,252, ,617,60187,8138,62,182, ,914,51162,3119,22,283, ,212,01128,092,92,152, ,710,05119,887,82,423, ,016,24192,0143,22,453,28 SPRĘŻARKOWE POMPY CIEPŁA

15 Typ pompy ciepła Nominalna moc grzewcza (0/50 o C), kW Cena w zł, brutto Typ pompy ciepła Nominalna moc grzewcza (0/50 o C), kW Cena w zł, brutto Fighter 11205,022570ECO 1918, SO-0605,015250Fighter TM 606,030920B26S/1A B7S/1A17,019400SO SI 9TE9,225500B32T/1A VITOCAL 200 G9,729600W24G338, B12S12,523300SO-430T VW 141/213,832200Fighter B15S/1A115,025400B51S/2A Fighter ,028700B56T/2A256, W8GOE16,928100SO-65061, TE ,037600SO-90094, SPRĘŻARKOWE POMPY CIEPŁA

16 Przykład I: Dom jednorodzinny Funkcją układu jest centralne ogrzewanie oraz przygotowanie ciepłej wody użytkowej w domu jednorodzinnym o powierzchni 250 m 2. Źródłem ciepła jest pompa ciepła firmy Hibernatus wykorzystująca kolektor gruntowy poziomy. Data realizacji: Sierpień 2002 r. Moc grzewcza pompy ciepła: 11 kW Koszt inwestycji: 55 tys. zł brutto (cena zawiera: dolne źródło ciepła, węzeł CO i CWU, montaż kompletnej instalacji C.O. na grzejnikach niskotemperaturowych). SPRĘŻARKOWE POMPY CIEPŁA

17 wg M. Rubik

18 Emisje gazowe w różnych instalacjach ogrzewania domu jednorodzinnego (200 m 2 ) w horyzoncie 10 lat, wg [Soliński 2002] Rodzaj instalacji Zużycie energii zawartej w paliwie, GJ Całkowita emisja, kg CO 2 SO 2 Pyły Z pompą ciepła (COP=4,0) 666, Z kotłem węglowym 1600, Z kotłem olejowym 889, Z kotłem gazowym 889, Elektryczna oporowa SPRĘŻARKOWE POMPY CIEPŁA

19 Tabela 10. Liczba i moc grzewcza pomp ciepła w latach 2003, 2004, wg [Geothermal barometer,EurObservER XII/2005] KrajLiczba urządzeń tys. szt. Moc cieplna MW Szwecja185,51700 Niemcy48,6633 Austria30,6612 Francja50550 Finlandia30300 Włochy6120 Polska8104 Dania6,780 Belgia560 Czechy2,747 Razem UE Szwajcaria33660 Stany Zjednoczone SPRĘŻARKOWE POMPY CIEPŁA Liczba i moc grzewcza pomp ciepła w roku 2004, wg [Geothermal barometer,EurObservER XII/2005]

20 SPRĘŻARKOWE POMPY CIEPŁA 8 tysięcy sztuk W 2009 roku szacunkowo pomp ciepła o mocy łącznej 120 MW

21 Kredyty udzielone przez Bank Ochrony Środowiska do końca 2004/2008 wg A. Strycharz BOŚ SPRĘŻARKOWE POMPY CIEPŁA


Pobierz ppt "Zasada działania sprężarkowej pompy ciepła SPRĘŻARKOWE POMPY CIEPŁA."

Podobne prezentacje


Reklamy Google