W kręgu naszych zainteresowań jest:

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "W kręgu naszych zainteresowań jest:"

Małgorzata Borowska
8 lat temu
Przeglądów:

1 DOLNE ŹRÓDŁA CIEPŁA W kręgu naszych zainteresowań jest: pozyskiwanie ciepła z gruntu, pozyskiwanie ciepła z powietrza zewnętrznego, pozyskiwanie ciepła z wód podziemnych, pozyskiwanie ciepła z wód powierzchniowych.

ciepła z powietrza zewnętrznego, pozyskiwanie ciepła

2 POZYSKIWANIE CIEPŁA Z GRUNTU Kolektor poziomy Budowa: Kolektor poziomy zakopuje się na głębokości od 1,0 do 1,5 m. Odległość pomiędzy sąsiednimi pętlami od 1,0 do 1,5 m słońce, woda = energia cieplna 5

3 DOLNE ŹRÓDŁA CIEPŁA Wartość ciepła właściwego dla: Woda: 4,187 kj/kgk Stal: 0,44 kj/kgk Powietrze: 1,004 kj/kgk

4 POZYSKIWANIE CIEPŁA Z GRUNTU Strumień ciepła jakim możemy obciążyć grunt 7

5 POZYSKIWANIE CIEPŁA Z GRUNTU OBCIĄŻANIE GRUNTU STRUMIENIEM POZYSKIWANEJ ENERGII q poz = 12 W/m - wartość dla większości gruntów 15 W/m - dla gruntów wilgotnych, gliniastych, 10 W/m - dla gruntów suchych, piaszczystych słońce, woda = energia cieplna 8

gruntów 15 W/m - dla gruntów wilgotnych, gliniastych, 10 W/m -

6 POZYSKIWANIE CIEPŁA Z GRUNTU Kolektor pionowy Budowa: Kolektory pionowe wykonuje się obecnie na głębokość od 80 do 180 m. W rzeczywistości od 80 do 120 m Odległość pomiędzy sąsiednimi odwiertami powinna wynosić od 7 do 10 m. woda = energia cieplna 10

7 POZYSKIWANIE CIEPŁA Z GRUNTU Strumień ciepła jakim możemy obciążyć odwiert 11

8 POZYSKIWANIE CIEPŁA Z GRUNTU OBCIĄŻANIE GRUNTU STRUMIENIEM POZYSKIWANEJ ENERGII q pion = W/m - wartość dla odwiertów powyżej 100 m 12

9 Co sprawia, że poszukujemy energii cieplnej tak głęboko przy wykorzystaniu skomplikowanych maszyn i technologii wiertniczych?

10 głębokość odwiertu POZYSKIWANIE CIEPŁA Z GRUNTU 1. Jednostkowy strumień energii jakim obciążamy z grunt 0 m woda = energia cieplna -30 m -60 m warstwa wodonośna -90 m -120 m -160 m 14

11 POZYSKIWANIE CIEPŁA Z GRUNTU 2. Koszty wykonania kolektora pionowego Dla pompy ciepła zainstalowanej w budynku o pow. 180 m 2 zapotrzebowanie na strumień energii cieplnej z gruntu wynosi W 1 odwiert o głębokości 160 m x 115 zł/m = zł lub 10 odwiertów o głębokości 30 m x 70 zł/m = zł + rozdzielacz hydrauliczny + zawory regulacyjne zł razem: zł * do powyższych cen należy doliczyć VAT

180 m 2 zapotrzebowanie na strumień energii cieplnej z gruntu wynosi 7 100 W 1 odwiert o głębokości 160

12 KOLEKTOR POZIOMY/PIONOWY 16

13 KOLEKTOR PIONOWY/POZIOMY 17

14 KOLEKTOR PIONOWY P O M P Y C I E P Ł A

15 POZYSKIWANIE CIEPŁA Z WÓD POWIERZCHNIOWYCH Kolektor poziomy zanurzony na dnie zbiornika Wody powierzchniowe to: jeziora, stawy, baseny,rzeki Budowa: Kolektor poziomy należy przytwierdzić do dna zbiornika za pomocą obciążników (od 1,5 do 2,5 kg/m rurociągu). Odległość pomiędzy sąsiednimi pętlami od 1,0 do 1,5 m 19

Kolektor poziomy należy przytwierdzić do dna zbiornika za pomocą obciążników

16 POZYSKIWANIE CIEPŁA Z WÓD POWIERZCHNIOWYCH OBCIĄŻANIE CIEPLNE WYMIENNIKA POZIOMEGO ZANURZONEGO W ZBIORNIKU WODNYM NIE POWINNO PRZEKRACZAĆ: 20 W/m NALEŻY JEDNAK PAMIĘTAĆ: Dla pompy ciepła zainstalowanej w budynku o pow. 180 m 2 niezbędne jest posiadane zbiornika wodnego o objętości ok ton wody, czyli o wymiarach 34 m x 34 m x 3 m. 20

PAMIĘTAĆ: Dla pompy ciepła zainstalowanej w budynku o pow.

17 NOŚNIK CIEPŁA Nośnik ciepła źródła dolnego GLIKOL PROPYLENOWY SPIRYTUS TECHNICZNY Konieczne jest tworzenie roztworów wodnych o temperaturze zamarzania nie wyższej niż: od -13 do -18 C

18 NOŚNIK CIEPŁA Nośnik ciepła źródła dolnego GLIKOL PROPYLENOWY SPIRYTUS TECHNICZNY WADY rozwarstwia się wykazuje dużą gęstość i lepkość trudny w odpowietrzaniu pieni się posiada specyficzny zapach łatwopalny (transport, magazynowanie)

wykazuje dużą gęstość i lepkość trudny w odpowietrzaniu

19 WIELKOŚĆ DOLNEGO ŹRÓDŁA WYZNACZENIE DŁUGOŚCI KOLEKTORA POZIOMEGO, PIONOWEGO

20 WIELKOŚĆ DOLNEGO ŹRÓDŁA BILANS CIEPLNY POMPY CIEPŁA:... Q k = Q o + N [kw] Q k - wydajność cieplna pompy ciepła Q o - wydajność chłodnicza pompy ciepła N - moc napędowa sprężarki

21 WIELKOŚĆ DOLNEGO ŹRÓDŁA Wielkość dolnego źródła ciepła należy obliczyć dla wydajności chłodniczej Q o pompy ciepła:... Q o = Q k - N [kw] Q k - wydajność cieplna pompy ciepła (z karty katalogowej) Q o - wydajność chłodnicza pompy ciepła N - moc napędowa sprężarki (z karty katalogowej) 25

22 WIELKOŚĆ DOLNEGO ŹRÓDŁA WYZNACZENIE DŁUGOŚCI KOLEKTORA POZIOMEGO: Przykład: dla pompy ciepła WPS 9K (dla budynku o pow. ok. 180 m 2 ) Q k - wydajność cieplna pompy ciepła 9,1 kw N - moc napędowa sprężarki 2,0 kw Q o - wydajność chłodnicza pompy ciepła - obliczamy Q o = Q k - N = 9,1-2,0 = 7,1 kw. L = Q o q poz = W 12 W/m = 591,6 m

23 WIELKOŚĆ DOLNEGO ŹRÓDŁA WYZNACZENIE POWIERZCHNI DZIAŁKI ZAJMOWANEJ PRZEZ KOLEKTOR POZIOMY: P = L. 1,3 [m 2 ] dz Przykład: dla pompy ciepła WPL 90 IK (dla budynku o pow. ok. 180 m 2 ). P dz = 600 1,3 = 780 [m 2 ]

24 WIELKOŚĆ DOLNEGO ŹRÓDŁA WYZNACZENIE GŁĘBOKOŚCI KOLEKTORA PIONOWEGO: Przykład: dla pompy ciepła WPS 9K (dla budynku o pow. ok. 180 m 2 ) Q k - wydajność cieplna pompy ciepła 9,1 kw N - moc napędowa sprężarki 2,0 kw Q o - wydajność chłodnicza pompy ciepła - obliczamy Q o = Q k - N = 9,1-2,0 = 7,1 kw. L = Q o q pion = W 45 W/m = 157,7 m

25 GŁĘBOKOŚCI ODWIERTÓW PIONOWYCH, DŁUGOŚĆ KOLEKTORÓW POZIOMYCH i NIEZBĘDNA POWIERZCHNIA DZIAŁKI DLA POMP CIEPŁA Logatherm Typ pompy ciepła jednostka WPS 6 K WPS 7 K WPS 9 K WPS 11 K wydajność grzewcza kw 5,9 7,3 9,1 10,7 napędowa moc elektryczna sprężarki kw 1,3 1,6 2,0 2,2 wydajność chłodnicza kw 4,6 5,7 7,1 8,5 głębokość odwiertu m długość kolektora m x x 355 minimalna powierzchnia gruntu pod kolektor m Typ pompy ciepła jednostka WPS 6 WPS 7 WPS 9 WPS 11 WPS 14 WPS 17 wydajność grzewcza kw 5,9 7,3 9,1 10,7 14,4 16,7 napędowa moc elektryczna sprężarki kw 1,3 1,6 2,0 2,2 3,1 3,7 wydajność chłodnicza kw 4,6 5,7 7,1 8,5 11,3 13 głębokość odwiertu m długość kolektora m x x x x 550 minimalna powierzchnia gruntu pod kolektor m

26 Wody podziemne Budowa: - głębokość studni zależy od głębokości warstwy wodonośnej o odpowiednim wydatku objętościowym czerpanej wody m 3 /h, - dwie studnie o tej samej głębokości, - studnia czerpalna o wymaganym wydatku, - studnia zrzutowa o wymaganej chłonności, - konieczność montażu wymiennika pośredniego, 30

27 POZYSKIWANIE CIEPŁA Z WÓD PODZIEMNYCH Wydatek objętościowy wody podziemnej Dla pompy ciepła zainstalowanej w budynku o pow. 180 m 2 zapotrzebowanie na wodę ze studni głębinowej wynosi: Q = 1,37 m 3 /h Natomiast dla pompy ciepła zainstalowanej w budynku o pow. 800 m 2 zapotrzebowanie na wodę ze studni głębinowej wynosi: Q = 7,20 m 3 /h 31

28 POZYSKIWANIE CIEPŁA Z WÓD PODZIEMNYCH Pompa głębinowa Należy pamiętać, że woda ze studni dociera do pompy ciepła dzięki pracy pompy głębinowej, która to napędzana jest energią elektryczną. Dla wydajności Q=1,5 m 3 /h H [m] P [kw] wysokość napędowa moc podnoszenia elektryczna 30 0,5 50 0,6 80 0, , ,5 Q COP k N Q k COP N 9,1 2,3 3,96 9,1 2,98 2,3 0,75 Dla wydajności Q=7,2 m 3 /h H [m] P [kw] napędowa moc wysokość podnoszenia elektryczna 60 2,2 80 3, , ,5 32

29 POZYSKIWANIE CIEPŁA Z WÓD PODZIEMNYCH Najczęstsze zagrożenia przy wykonywaniu ciepła z wód podziemnych - Duże zanieczyszczenie wody pod względem chemicznym i mechanicznym, - Niebezpieczeństwo zapychania się studni zrzutowej (kolmatacja), - Niedostateczna ilość wody pompowanej ze studni (za mała pompa głębinowa, za mała wydajność studni, zanieczyszczony filtr), - Zanieczyszczenie wymiennika pośredniego, - Zbyt duża moc silnika pompy głębinowej, - Przetłaczanie wody głębinowej bezpośrednio przez parownik pompy ciepła, - Źle dobrany wymiennik pośredni (Δt w =4K), - Za nisko położone lustro wody, - Zbyt duża głębokość poboru wody (za głębokie studnie),

30 POZYSKIWANIE CIEPŁA Z WÓD PODZIEMNYCH Konieczne jest stosowanie wymiennika pośredniego Instalacja wody studziennej filtr Instalacja glikolowa wymiennik pośredni

31 POZYSKIWANIE CIEPŁA Z WÓD PODZIEMNYCH Wymiennik pośredni Wymiennik o dużej powierzchni wymiany ciepła +8 C +6 C praktycznie (+2 C) woda głębinowa nośnik ciepła pompy ciepła +4 C +3 C praktycznie (-1 C) pośredni wymiennik płytowy

32 POZYSKIWANIE CIEPŁA Z POWIETRZA ZEWNĘTRZNEGO - powietrze atmosferyczne jest ogólnodostępnym nośnikiem ciepła, - montaż pompy ciepła jest uproszczony, brak prac ziemnych, - ze względów ekonomicznych powietrze atmosferyczne stosowane jest jako nośnik ciepła do temperatury -12 C, - poniżej temperatury 0 C występuje intensywne szronienie powierzchni parownika, - praktycznie poniżej temperatury -20 C funkcje grzewcze przejmuje dogrzewacz elektryczny, 36

33 Jakie przynoszą efekty ekonomiczne pompy ciepła? Najniższe koszty eksploatacji Jedne źródło energii pierwotnej Bezproblemowe podłączenie z istniejącą instalacją Rezygnacja z przyłącza gazu Rezygnacja z budowy kominów dymowych i wentylacyjnych Rezygnacja magazynu oleju, gazu, węgla etc. Urządzenia kompaktowe, o niewielkich wymiarach Ogrzewanie oraz chłodzenie w jednym urządzeniu Współpraca z wentylacją i rekuperacją Wysoki komfort c.w.u. Tania i bezobsługowa eksploatacja

Podobne dokumenty

PARAMETRY CHARAKTERYZUJĄCE ŹRÓDŁA CIEPŁA POMP CIEPŁA. PROJEKTOWANIE INSTALACJI DOLNYCH ŹRÓDEŁ.

PARAMETRY CHARAKTERYZUJĄCE ŹRÓDŁA CIEPŁA POMP CIEPŁA. PROJEKTOWANIE INSTALACJI DOLNYCH ŹRÓDEŁ. dr inż. Natalia Fidorów-Kaprawy RODZAJE DOLNYCH ŹRÓDEŁ - GRUNT Wymienniki poziome: rurowe spiralne Wymienniki