Pompy ciepła. Podział pomp ciepła. Ogólnie możemy je podzielić: ze wzgledu na sposób podnoszenia ciśnienia i tym samym temperatury czynnika roboczego

Transkrypt

1 Pmpy ciepła W naszym klimacie bardz isttną gałęzią energetyki jest energetyka cieplna czyli grzewanie. W miesiącach letnich kwestia ta jest mniej isttna, jednak z nadejściem jesieni jej znaczenie rśnie. Od wieków najbardziej znanym spsbem na wyprdukwanie ciepła jest gień. Spalamy węgiel, drewn, gaz, d jakiegś czasu również pewne dpady kmunalne. D prcesu spalania ptrzebujemy paliwa które trzeba gdzieś magazynwać, w czymś spalać a przede wszystkim kupić. Wszystk t wiąże się z ksztami. Rzwiązaniem jest spsób pzyskiwania energii cieplnej nie wymagający spalania żadneg paliwa czyli bazujący na energii dnawialnej a ściślej mówiąc ciepła gruntu wdy lub pwietrza. Pdział pmp ciepła Ogólnie mżemy je pdzielić: ze wzgledu na spsób pdnszenia ciśnienia i tym samym temperatury czynnika rbczeg sprężarka elektryczna d napędu sprężarki wykrzystywana jest energia elektryczna pzyskana z sieci elektrenergetycznej bądź źródeł dnawialnych np. gniw słnecznych lub turbin wiatrwych

2 sprężarka termiczna w tym przypadku wykrzystuje się zjawisk absrbcji ze względu na źródł nisktemperaturwe pwietrze ciepł pbierane jest z pwietrza, jest t najtańszy układ pmpy ciepła pnieważ nie wymaga instalwania klektrów grunt najczęściej wykrzystywane źródł, ze względu na dbrą dstępnść. Mżna wyróżnić trzy pcje: sndy pinwe (dwierty nawet pwyżej 100m), klektry pzime w frmie sieci rur k 1,5-3m pd pwierzchnią ziemi wda najlepsze z mżliwych nisktemperaturwe źródł, ze względu na dbrą akumulację ciepła a c za tym idzie większą sprawnść instalacji. Wykrzystywane są zarówn wdy gruntwe jak i pwierzchniwe zbirników wdnych. Budwa Pmpa ciepła zbudwana jest z 4 pdstawwych elementów: 1. Parwnik 2. Sprężarka 3. Skraplacz 4. Zawór rzprężający

3 Ddatkw urządzenia teg typu psiadają sterwnik czuwający nad parametrami pracy i dstswujący je, za pmcą szeregu czujników i pmp, d warunków panujących w mieszkaniu. Schemat instalacji

4 Zasada działania Pmpa ciepła pracuje na tej samej zasadzie c każdemu chyba znana ldówka. Różnica plega na tym że ldówka ddaje ciepł ze sweg wnętrza a pmpa ciepła ma za zadanie dstarczyć ciepł d wnętrza dmu. Sercem układu jest sprężarka. T właśnie dzięki niej źródła nisktemperaturwe mgą dstarczyć wystarczającą ilść ciepła d grzania dmu. Jak t się dzieje że z gruntu któreg temperatura wynsi średni k 7-13 stpni Celsjusza trzymujemy temperatury czynnika grzewczeg rzędu 70 stpni Celsjusza? Otóż wykrzystuje się tutaj jedn z praw fizyki stanwiące, że gaz w stałej bjętści zmienia swą temperaturę na wyższą wraz ze wzrstem ciśnienia. Krążący pmiędzy pszczególnymi elementami czynnik rbczy pdlega cyklicznym zmianm temperatury i ciśnienia (wartść tych parametrów zależy d rdzaju użytej substancji). W mmencie, gdy znajduje się n przed parwnikiem, siąga swją najniższą temperaturę i ciśnienie i jest w stanie ciekłym. Przepływając następnie przez parwnik, pddawany jest działaniu nisktemperaturweg ciepła z tczenia, a pnieważ jeg temperatura jest jeszcze niższa, pdgrzewa się, pbierając ciepł i jedncześnie parując przechdzi ze stanu ciekłeg w stan gazwy. Jeg ciśnienie nie pdlega przy tym zmianie. W pstaci gazwej przechdzi d sprężarki, w której następuje jeg sprężenie i jednczesny znaczny wzrst zarówn ciśnienia, jak i temperatury. Następną stacją jest skraplacz, czyli miejsce, w którym grący czynnik rbczy ddaje wysktemperaturwe ciepł np. systemwi grzewczemu, chładza się przy tym i przechdzi z pwrtem ze stanu gazweg w stan ciekły. W tej pstaci trafia d statnieg elementu, jakim jest zawór rzprężający. Pdlega w nim gwałtwnemu rzprężeniu, a przy tym gwałtwnemu zmniejszeniu zarówn ciśnienia, jak i temperatury. W tym miejscu bieg się zamyka i czynnik rbczy pwtórnie trafia d parwnika, aby pbrać ciepł z tczenia. Efektywnść Efektywnść pmp ciepła kreśla się na pdstawie stsunku zużytej energii elektrycznej d całści ddanej energii cieplnej. W nwczesnych systemach współczynnik ten wynsi k 4. C znacza że ciepł dstarczne d wnętrza dmu składa się w trzech czwartych z ciepła uzyskaneg np z gruntu a w jednej czwartej z użytej d napędu sprężarki energii elektrycznej.

5 Ciekawstki: pmpa ciepła jest najbardziej eklgicznym spsbem na pzyskanie energii cieplnej pnieważ energia elektryczna ptrzebna d jej zasilania mże być wyprdukwana przez turbinę wiatrwą lub gniwa słneczne w kresie letnim pmpa ciepła mże służyć d chłdzenia wnętrza dmu przy duż mniejszym zużyciu prądu niż w przypadku klimatyzacji (warunkiem jest dpwiednia przystawka umżliwiająca dwrócne działanie pmpy) w przypadku pmp pbierających ciepł z gruntu istnieją pewne graniczenia i tak: w przypadku użycia klektrów pzimych trzeba brać pd uwagę fakt iż klektry te pwinny mieć k 2-3razy większą pwierzchnię niż pwierzchnia grzewaneg budynku a ddatkw utrudniają późniejsze gspdarwanie działką np budwa garażu czy instalacji liniwych takich jak wda, gaz, telefn czy prąd. Z klei przy wykrzystaniu snd pinwych trzeba brać pd uwagę wyższe kszty ich wyknania raz kniecznść inwentaryzacji gelgicznej c pciąga za sbą klejne kszty pmpy ciepła mgą pracwać w układach hybrydwych np z klektrami słnecznymi