PRZEGLĄD NOWOCZESNYCH TECHNOLOGII OZE ŹRÓDŁA ENERGII CIEPLNEJ. Instalacje Pomp Ciepła Instalacje Solarne

Transkrypt

1 PRZEGLĄD NOWOCZESNYCH TECHNOLOGII OZE ŹRÓDŁA ENERGII CIEPLNEJ Instalacje Pomp Ciepła Instalacje Solarne

2 INSTALACJE POMP CIEPŁA

3 powietrznych pomp ciepła

4 Pompy Ciepła w Polsce - STATYSTYKI RYNKU Polski rynek pomp ciepła

5

6 Technologie grzewcze 2020 Udział generatorów ciepła w sprzedaży do nowych budynków (2010 / 2020)

7 Technologie grzewcze 2020 Udział generatorów ciepła w sprzedaży do istniejących budynków (2010 / 2020)

8 POMPA CIEPŁA to odwrócona lodówka???? POMPA CIEPŁA CHŁODZIARKA DOMOWA

9 = zasada działania POMPA CIEPŁA CHŁODZIARKA DOMOWA

10 BUDOWA CHŁODZIARKI DOMOWEJ parownik (zamrażalnik * / ** / ***) skraplacz sprężarka rurka kapilarna

11 WYGLĄD ZEWNĘTRZNY

12 BUDOWA POMYCIEPŁA parownik skraplacz sprężarka zawór dławiący 12

13 BUDOWA POMY CIEPŁA cwu parownik sprężarka skraplacz do instalacji c.o. zawór dławiący parownik

14 sprężarka +100 C +5 C +40 C Instalacja grzewcza parownik skraplacz +2 C +50 C zawór dławiący instalacja dolnego źródła ciepła

15 4-5 bar sprężarka bar czynnik chłodniczy R407C niskie ciśnienie instalacja grzewcza parownik skraplacz wysokie ciśnienie zawór dławiący instalacja dolnego źródła ciepła 1 15

16 POMPY CIEPŁA +5 C ŚRODOWISKO NATURALNE ENERGIA ODNAWIALNA

17 +20 C +5 C ŚRODOWISKO NATURALNE ENERGIA ODNAWIALNA ENERGIA NIEKONWENCJONALNA

18 SPRĘŻARKA SERCE POMPY CIEPŁA

19 Sprężarka

20

21

22

23

24

25

26 1 membrana, 2 komora mieszka, 3 trzpień, 4 dysza, 5 iglica, 6 sprężyna, 7 element regulujący naciąg sprężyny, 8 czujnik, 9 komora wysokiego ciśnienia, 10 komora niskiego ciśnienia, 11 rurka kapilarna.

27

28

29 Kolektor poziomy płaski wykonuje się z rur PE o średnicy mm, układanych w wykopie o głębokości ok. 1,5 m, cm poniżej strefy przemarzania, ale nie głębiej niż 2 m. Jest to zwykle kilka pętli, czyli odcinków rur o długości ok. 100 m każdy. Podział rury kolektora przykładowej długości 500 m na pięć równoległych pętli długości 100 m ma na celu zmniejszenie oporów przepływu, aby pompa obiegowa wymuszająca przepływ glikolu nie musiała osiągać dużych mocy, zmniejszając tym samym sprawność systemu ogrzewania. Odstępy między rurami kolektora zależą od wydajności cieplnej gruntu i od średnicy rur. Im mniej wydajny energetycznie grunt, tym mniejszą stosuje się średnicę rur i mniejsze odstępy między rurami. Przy odstępach między rurami rzędu 0,5-0,8 m z jednego m 2 gruntu z kolektorem otrzymuje się moc W, w zależności od rodzaju gleby. Kolektor gruntowy poziomy płaski

30 Wymienniki gruntowy pionowy Najskuteczniejszym rozwiązaniem w przypadku ograniczonej ilości miejsca jest kolektor pionowy. Do odwiertów głębokości m wkłada się sondy pionowe, czyli rury zgięte w kształcie litery U, w których krąży glikol. Z 1 m odwiertu można uzyskiwać W energii cieplnej. Na przykład dla domu o powierzchni 200 m² potrzebną moc cieplną dolnego źródła (ok. 0,8 mocy pompy ciepła, czyli 0,8 x 200 m² x 50 W/m² = 8 kw) otrzymamy przy łącznej długości odwiertów ok. 160 m, czyli mogą to być 4 odwierty o głębokości 40 m każdy. Odległość między odwiertami nie powinna być mniejsza niż 5 m.

31 Woda gruntowa To najprostsze rozwiązanie. Grunt, a więc również woda gruntowa, na głębokości większej niż 6 m ma w zasadzie stałą temperaturę, która wynosi w Polsce ok. 10 C, niezależnie czy jest zima, czy lato (można się liczyć ze zmianami w przedziale 7 12 C). Najtańszym inwestycyjnie sposobem pobierania ciepła z gruntu jest pompowanie wody z głębokości poniżej 6 m (oczywiście, lustro wody gruntowej może być na poziomie wyższym, np. 1 lub 2 m pod powierzchnią gruntu).

32 Wymienniki powietrzne Najtańsze, bo niewymagające żadnych prac inwestycyjnych jest wykorzystanie powietrza jako dolnego źródła. Największym mankamentem tego rozwiązania są sezonowe i pogodowe zmiany temperatury powietrza, przy czym najgorsze warunki są w zimie, kiedy pompa ciepła jest mocno eksploatowana, a jej sprawność spada w miarę obniżania się temperatury powietrza (dla T poniżej -10 C współczynnik COP wynosi zaledwie 2 3). Jako dolne źródło może też być wykorzystane powietrze wewnątrz domu (5-20 C), ale dotyczy to ograniczonych zastosowań pompy ciepła wyłącznie do wytwarzania c.w.u. lub do klimatyzacji (w roli rekuperatora).

33 Trendy rozwojowe w zakresie dolnych źródeł energii Dolne źródło ciepła to ośrodek lub materia, która ma za zadanie dostarczyć do urządzenia wejściową energię niskotemperaturową. Jego rodzaj decyduje o wyborze odpowiedniej pompy ciepła. Dostępne źródła ciepła można obecnie już sklasyfikować na naturalne (odnawialne) oraz sztuczne.

34 INSTALACJE SOLARNE

35 Instalacje solarne w Polsce - STATYSTYKI RYNKU Wielkość zainstalowanej powierzchni kolektorów w Polsce - 19% przyrost powierzchni instalowanych kolektorów solarnych w porównaniu do 2011r. - Obroty na rynku kolektorów solarnych w 2012r. wyniosły ok. 670 mln zł.

36 Instalacje solarne w Polsce - STATYSTYKI RYNKU Tempo wzrostu skumulowanej powierzchni kolektorów w Polsce - 40% - Średnie tempo wzrostu sektora w latach

37 Instalacje solarne w Polsce - STATYSTYKI RYNKU Sprzedaż kolektorów solarnych w latach w podziale na województwa

38 Instalacje solarne w Polsce - STATYSTYKI RYNKU Sprzedaż kolektorów solarnych w Polsce w oparciu o dotacje NFOŚiGW oraz sprzedaż rocznie ogółem

39 Instalacje solarne w Polsce - STATYSTYKI RYNKU Coroczna sprzedaż kolektorów solarnych płaskich i próżniowych w Polsce w latach

40 Instalacje solarne w Polsce - STATYSTYKI RYNKU Ceny ofertowe kolektorów solarnych (powierzchnia czynna/m 2

41 Instalacje solarne w Polsce - STATYSTYKI RYNKU Producenci i dystrybutorzy kolektorów solarnych

42 Instalacje solarne w Polsce - STATYSTYKI RYNKU Rozwój rynku na tle KPD na rzecz OZE w Polsce

43 Instalacje solarne w Polsce - STATYSTYKI RYNKU Podsumowanie statystyki rynku instalacji solarnych w Polsce

44

45 Kolektory solarne

46 Instalacja solarna

47 Instalacja solarna

48 Kolektory można podzielić na: płaskie - gazowe - cieczowe - dwufazowe rurowe (nazywane też próżniowymi, w których rolę izolacji spełniają próżniowe rury) skupiające (prawie zawsze cieczowe) specjalne (np. okno termiczne, izolacja transparentna)

49

50 Kolektor płaski

51 Kolektor płaski

52

53

54

55

56

57

58 Porównanie kolektorów płaskich i próżniowych

59 Kolektory próżniowe Kolektory próżniowe możemy podzielić ze względu na dwa kryteria. budowę próżniowej rury: - rury termosowe o podwójnej ściance szkła gdzie absorber napylany jest na zewnętrzną ściankę wewnętrznej rury. - rury o pojedynczej ściance gdzie płaski absorber umieszczony jest wewnątrz próżniowej rury. ze względu na sposób wymiany ciepła: - o przepływie bezpośrednim gdzie wymiana ciepła jest jednofazowa analogicznie jak w kolektorze płaskim - heat pipe (ciepłowód, gorąca rurka) gdzie wymiana ciepła jest dwufazowa.

60 Obecnie stosowane w Polsce kolektory próżniowe możemy podzielić uwzględniając dwa kryteria: Ze względu na sposób wymiany ciepła: kolektory o przepływie bezpośrednim kolektory o przepływie pośrednim z rurkami typu heat pipe

61 Przepływ pośredni z rurkami typu Heat pipe

62 Przepływ bezpośredni

63 Ze względu na budowę próżniowej rury: kolektory z rurami termosowymi o podwójnej ściance szkła kolektory z rurami o pojedynczej ściance

64 Istota działania rurki heat-pipe

65 Rozwój rurek typu heat-pipe

66 W rurkach ciepła znajduje się łatwoodparowywująca ciecz (temperatura wrzenia 30 C), która w przy ogrzewaniu rur przez słońce zaczyna parować i para konwekcyjnie przechodzi do końcówki rury (kondensatora), umiejscowionej w kanale zbiorczym będącym wymiennikiem ciepła. Kolektor próżniowy

67 Kolektory próżniowe Ogrzewanie płynu w rurach próżniowych może działać na dwa sposoby w zależności od typu kolektora: I. Podobnie jak w kolektorach płaskich poprzez kanały przepływowe z czynnikiem grzewczym, które mają postać litery U w rurze próżniowej (ogrzewanie płynu następuje przy jego przepływie przez kanał).

68 Pierwszy sposób ogrzewania płynu w rurach próżniowych Na podstawie szacunków Europejskiego Centrum Energii Odnawialnej.

69

70 Kolektor próżniowy rury termosowe o przepływie bezpośrednim Na podstawie szacunków Europejskiego Centrum Energii Odnawialnej.

71 II. Poprzez zamkniętą pojedynczą rurę nazywaną także rurką ciepła i działającą na zasadzie kondensatora.

72 1 - aluminiowa powłoka 2 - rura próżniowa 3 - zamknięcie 4 - rurka cieplna Heat-pipe

73

74 Rury jednościenne z bezpośrednim i pośrednim przepływem

75

76

77

78

79

80 Instalacja solarna

81

82

83

84

85 Na podstawie szacunków Europejskiego Centrum Energii Odnawialnej.

86 Układ kolektorów słonecznych do podgrzewania basenu oraz zasobnika Po nagrzaniu zasobnika do określonej temperatury elektrozawór tródrożny przekierowuje cieplo do ogrzewania basenu

87 Schemat instalacji solarnej gdzie kolektory umieszczone są na dwóch przeciwległych połaciach / wschodnia - zachodnia / Elektrozawór trójdrożny przekierowuje glikol w tą połać która osiąga wyższą temperaturę

88 Schemat instalacji ciepłej wody użytkowej, basenu kąpielowego i wspomagania ogrzewania dla budynku zasilanego energią z baterii kolektorów słonecznych, kotła c.o. i kominka

89 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ