STIEBEL ELTRON: Co to jest i jak działa pompa ciepła?

Transkrypt

1 STIEBEL ELTRON: Co to jest i jak działa pompa ciepła? Pompa ciepła jest urządzeniem grzewczym, niskotemperaturowym, którego zasada działania opiera się na znanych zjawiskach i przemianach fizycznych. W bardzo dużym uproszczeniu, składa się z czterech podstawowych elementów tworzących obieg termodynamiczny - parownika, kompresora, skraplacza, zaworu rozprężnego, a także krążącego w tym obiegu czynnika roboczego czyli gazu posiadającego zdolność wrzenia w niskich temperaturach. Opisując działanie pompy ciepła zauważymy, że w obiegu termodynamicznym, 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. 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 cykl przedstawiony powyżej powtarza się. Obecnie, pompy ciepła oferowane przez wiele firm, jak np. STIEBEL ELTRON, stały się, przy bardzo wysokich kosztach ogrzewania budynków (szybki i wysoki wzrost cen paliw), atrakcyjnym źródłem ciepła. Są urządzeniami ekologicznymi, nowoczesnymi, coraz bardziej przystępnymi inwestycyjne i co najważniejsze, mają niskie koszty eksploatacyjne. Dodatkową, bardzo istotną zaletą systemów grzewczych stosujących pompy ciepła jest ich długi okres eksploatacji ze stałym (w pewnych ustalonych granicach) współczynnikiem efektywności (sprawnością), bez konieczności wykonywania corocznych przeglądów, remontów czy modernizacji. Dzięki zastosowaniu pomp ciepła możemy przy jednorazowym wydatku finansowym uzyskać kilka korzyści: likwidację niskiej emisji, zaspokojenie potrzeb energetycznych domu - c.o. i c.w.u., wymuszoną wentylację, rekuperację, chłodzenie, długą żywotność, możliwie niskie koszty eksploatacyjne. Systemy do C.W.U. i Wentylacji W ofercie pomp ciepła firmy STIEBEL ELTRON znajdują się również urządzenia skonstruowane pod kątem produkcji c.w.u. (ciepłej wody użytkowej), wspomagania wentylacji oraz współpracy z układami solarnymi SOL25S - np. seria LWA252SOL, WWK300SOL. Pompy ciepła przy bardzo małej mocy kompresora, ca 440 W dla P+15/W+45, grzeją zintegrowany z nimi zasobnik 300 litrów wody, wspomagają wentylację, osuszają, schładzają powietrze, wprowadzają efekt klimatyzacji. Atrakcyjna

2 cena tych pomp ciepła powoduje, iż wkrótce na rynku urządzeń do produkcji c.w.u. staną się one codziennością, gdyż przy najniższych liczonych dla całego roku kosztach c.w.u. mają dodatkowo inne zalety, jak: żywotność, niezawodność, funkcję wentylacji wymuszonej, brak corocznych płatnych przeglądów i usług serwisowych. Pompy Ciepła - Solanka / Woda Najczęściej stosowanym i najbardziej stabilnym źródłem ciepła jest grunt. Nazywana potocznie solanka, która jest mieszaniną propylenglikolu i wody cyrkuluje w układzie rur z PE stanowiących kolektor gruntowy. Istnieje co najmniej kilka rozwiązań i sposobów ułożenia kolektora gruntowego, najczęściej wykonywane to układ kolektora spiralnego, płaskiego lub sond pionowych. Warunkiem zastosowania systemu gruntowego w układzie kolektora spiralnego lub płaskiego jest posiadanie odpowiedniej powierzchni gruntu do ułożenia rur kolektora. W bardzo dużym uproszczeniu można przyjąć, iż do ułożenia kolektorów w układzie poziomym potrzebujemy 3 większą powierzchnie niż chcemy ogrzać. W przypadku posiadania małej działki możemy zastosować sondy pionowe. Wielkość kolektora gruntowego jest ściśle uzależniona od mocy pompy ciepła (dokładnie do mocy "chłodniczej" pompy ciepła w punkcie pracy S0/W35), jak również od rodzaju gruntu. Grunty wilgotne, gliniaste stanowią atrakcyjniejsze źródło ciepła niż grunty suche, piaszczyste. Grunty zawierające więcej składników mineralnych są lepszym źródłem od tych, w których tych składników nie ma, dlatego wielkość kolektorów gruntowych może być różna dla tej samej pompy ciepła. Systemu kolektorów gruntowych stosowane są w pompach od mocy kilku kw np. WPF5 5,8 kw S0/W35 do kilkuset kw w układach kaskadowych.

3

4 Pompy Ciepła - Woda / Woda Bardzo dobrym nośnikiem ciepła są wody gruntowe, gdyż ich temperatury wahają się w granicach od 7,5 do 12 C, dla układów typu woda/woda uzyskuje się bardzo wysokie współczynniki efektywności (przykład: pompa ciepła WPF13 W10/W35; moc grzewcza 17,1 kw; pobór mocy 3,0 kw; współczynnik efektywności COP 5,6). Warunkiem jednak zastosowana takiego systemu jest odpowiednia wydajność warstwy wodonośnej w m 3 /h dla przykładu dla pompy ciepła WPF5 o mocy grzewczej 7,2 kw w punkcie pracy W10/W35 wymagany stały przepływ to 1,5 m 3 /h. Bardzo ważnym aspektem są również parametry fizykochemiczne jakim musi odpowiadać woda, minimalna temperatura zastosowania około +7 C, prawidłowy układ to system dwóch studni - eksploatacyjnej i zrzutowej. Przy wykorzystaniu wody jako źródła ciepła należy pamiętać o tym, iż zagadnienia wykorzystania wody, również energetycznego, ujęte są w Dzienniku Ustaw Nr 115 z dnia 11 października 2001; Ustawa z dnia 18 lipca 2001 r. Prawo wodne, co wymaga sporządzenia odpowiedniej dokumentacji - operatu wodnoprawnego. W praktyce systemy woda / woda projektuje się i wykonuje w zakresie mocy od kilku do kilkuset kw. Pompy Ciepła - Powietrze / Woda Najprostszym i bardzo skutecznym rozwiązaniem jest wykorzystanie jako dolnego źródła dla pompy ciepła powietrza zewnętrznego - nawet o temperaturze dochodzącej do minus 20 C, np. pompa ciepła WPL18. Jest to dobre rozwiązanie w przypadku braku miejsca na umiejscowienie kolektora gruntowego, braku możliwości wykorzystania wód gruntowych. Rozwiązanie to bardzo często stosuje się tez wtedy, gdy jesteśmy zmuszeni zastosować ogrzewanie elektryczne, gdyż zawsze jesteśmy w stanie wygospodarować niewielką powierzchnię na posadowienie pompy np. na zewnątrz budynku. Pompy ciepła na bazie powietrza mogą, w zależności od rozwiązań, pracować w systemach monowalentnych (dla obiektów nowoczesnych z małym zapotrzebowaniem energetycznym, około 50 W/m 2, 15W/m 3, nawet do temperatury -18 C - pompy ciepła wyposażone są w układ rozmrażania parownika) lub w systemach biwalentnych. W systemach biwalentnych, w zależności od rozwiązania, ustala się (na etapie doboru pompy ciepła) punkt biwalentny odpowiadający pewnej temperaturze zewnętrznej (np. + 2 C lub -7 C), przy której następuje załączenie drugiej wytwornicy ciepła. Rozwiązanie to jest bardzo korzystne inwestycyjnie, gdyż nie wymaga wykonywania rozległych prac gruntowych (układania kolektora, kopanie studni). Zaczerpnięcie powietrza dla potrzeb odpowiedniej pracy pompy ciepła jest zagadnieniem o wiele prostszym. Firma STIEBEL ELTRON posiada w swoim programie sprzedaży pompy ciepła serii WPL, które można zainstalować na zewnątrz budynku nie prowadząc żadnych prac związanych z wykonaniem instalacji dolnego źródła.

5 KONTAKT STIEBEL ELTRON Polska Sp. z o.o. biuro@stiebel-eltron.pl WWW: Tel: Fax: Adres: Działkowa WARSZAWA