NOWATORSKIE ROZWIĄZANIA W SYSTEMACH NA POMPACH CIEPŁA mgr inż. Marek Skupiński Wadowice, ul. Iwańskiego 9

Co to są pompy ciepła? Pompy ciepła są urządzeniami umożliwiającymi transformację energii cieplnej ze źródła niskotemperaturowego, określanego jako tzw dolne źródło ciepła, na wyższy poziom energetyczny określany pojęciem górnego źródła ciepła.

Możliwości zastosowania pomp ciepła Mogą służyć do ogrzewania obiektów, Podgrzewania ciepłej wody użytkowej, Mogą również służyć do obniżania temperatury czynnika chłodzącego.

Wykres Sankeya Energia cieplna Q D odebrana ze źródła dolnego jest transportowana przy pomocy wykonanej pracy W do źródła górnego Q G.

Dlaczego pompy ciepła? Energia odebrana ze środowiska naturalnego lub z procesów technologicznych jest energią odnawialną, nie trzeba jej produkować. Przy sprawności pompy ciepła 4, ¾ energii jest darmowa i ekologiczna, a tylko ¼ energią elektryczną.

Dlaczego pompy ciepła? Aktualnie jest to najtańsze źródło ciepła, które jest w stanie w 100% zabezpieczyć potrzeby grzewcza jak i chłodnicze systemów.

Wysoki parametr w pompach ciepła Na rynku istnieje wiele rozwiązań związanych z ogrzewaniem pomieszczeń, zarówno medium wysokotemperaturowym jak i niskotemperaturowym. Maksymalna temperatura wody jaką osiągamy na górnym źródle pompy ciepła nie przekracza 60 O C. Firma Hibernatus z Wadowic jako jedyny producent posiada opatentowany sposób na dostarczenie wody o temperaturze sięgającej nawet +88 O C, tzw. trój-medialne pompy ciepła.

Obieg termodynamiczny trój-medialnej pompy ciepła Para przegrzana opuszczająca sprężarkę ma temperaturę sięgającą nawet +120 O C, Przepływa ona przez pierwszy wymiennik ciepła (S3-S4), w którym się schładza do temperatur rzędu +90 O C, Następnie para z pierwszego wymiennika płynie do drugiego, oddając ciepło (S4- S5), głównie ciepło skraplania, które zapewnia skroplenie czynnika roboczego.

Obieg termodynamiczny trój-medialnej pompy ciepła Aby jednak efektywnie wykorzystać to ciepło potrzebne jest tzw. sprzęgło cieplne !!!!

Sprzęgło cieplne Hibernatus Korzyści wynikające z zastosowania sprzęgła cieplnego i trój- medialnych pomp ciepła: wyższa temperatura górnego źródła (do 88 O C), mniejsze straty ciepła i wyższa sprawność obiegu pompy ciepła, większa elastyczność w uzupełnianiu się wody o różnych wartościach temperatury.

Pompy ciepła w systemach skojarzonych w przemyśle Jeżeli będzie wykorzystane ciepło dolnego i górnego źródła ciepła pompy ciepła, to znaczy pompa będzie jednocześnie grzała i chłodziła, wtedy mamy do czynienia z skojarzoną gospodarką pompy ciepła.

Pompy ciepła w systemach skojarzonych w przemyśle

Projekt SHERHPA W latach 2004 – 2007 firma Hibernatus uczestniczyła w międzynarodowym projekcie badawczym Sustainable Heat and Energy Research for Heat Pumps Applications (SHERHPA), zorganizowanym i finansowanym według reguł 6 Programu Ramowego Badań i Rozwoju Unii Europejskiej.

Projekt SHERHPA Cele projektu: Stworzenie nowych technologii – jeszcze efektywniejsze, wykorzystanie energii, Zwiększenie nacisku na aspekty ekologiczne, Stworzenie odpowiedniej dokumentacji na podstawie uzyskanych badań. Efektem projektu było stworzenie odpowiednio zoptymalizowanego obiegu pompy ciepła na propan, dwutlenek węgla oraz amoniak.

Pompa ciepła na propan Konstrukcja uwzględniała następujące aspekty: zastosowanie nowych spiralnych wymienników ciepła, zarówno dla parownika jak i skraplacza, zminimalizowanie ilości gazu w układzie, aby w wypadku wycieku zminimalizować możliwość wybuchu, uzyskać maksymalny współczynnik efektywności pompy ciepła.

Dom mieszkalny jednorodzinny

Gimnazjum i szkoła podstawowa

Pawilon handlowy

Hala magazynowa i biurowiec

Dom wielorodzinny

Budynek nadleśnictwa

Zakład pielęgnacyjno-opiekuńczy

Zakład przetwórstwa mięsnego

Kościół parafialny

Koszt wytwarzania 1GJ energii metoda wytwarzania średnia efektywność wytwarzania energii cena nośnika energii wartoś ć opało wa koszt 1GJ %PLN prąd elektryczny98%0,43zł/kWh121,88 prąd elektryczny (dwutaryfowa 50/50%)98%0,35zł/kWh99,21 prąd elektryczny (II taryfa)98%0,22zł/kWh62,36 gaz płynny80%3,10zł/kg45,5MJ/kg85,16 olej opałowy80%3,08zł/kg41,5MJ/kg92,86 sieć cieplna (Warszawa)100%50,00zł/GJ50,00 gaz ziemny80%1,50zł/m³35,5MJ/m³52,82 pompa ciepła (taryfa dzienna)400%0,43zł/kWh29,86 węgiel70%560,00zł/t24MJ/kg33,33 pompa ciepła (dwutaryfowa 50/50%)400%0,39zł/kWh27,08 pompa ciepła (II taryfa)400%0,25zł/kWh17,36

Podsumowanie Pompy ciepła posiadają ogromne możliwości zastosowań: zarówno w budownictwie wszelakiego typu, jak i w przemyśle. Największe ekonomiczne aspekty stosowania tych urządzeń są szczególnie widoczne w przemyśle!

Podsumowanie Poprzez stosowanie systemów opartych na pompach ciepła mamy możliwość: całkowicie zabezpieczyć gospodarkę grzewczo – chłodniczą większości systemów, w skali kraju i świata zastąpić ¾ energii cieplnej produkowanej metodą spalania, tym samym zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych.

Koniec DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ!