Pompy Ciepła Dolne źródła ciepła



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

Jak działają pompy ciepła?

Zasada działania jest podobna do pracy lodówki. Z jej wnętrza, wypompowywuje się ciepło i oddaje do otoczenia.

Gruntowy wymiennik ciepła GWC

Odnawialne źródła energii - pompy ciepła

W kręgu naszych zainteresowań jest:

ZASTOSOWANIE ORAZ DOBÓR POMP CIEPŁA MARKI SILESIA TERM

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

Pompy ciepła - zasada działania

Wykres zapotrzebowania na ciepło w ciągu roku

Pompa ciepła SmartPLUS

Pompa ciepła SmartPLUS Onninen

Alternatywne źródła energii

Działanie 4.1 Rozwój Infrastruktury do Produkcji Energii ze Źródeł Energii

Jasło, ul. Floriaoska 121 Tel./fax: Ekologiczne i ekonomiczne aspekty zastosowania pomp ciepła

Działanie 4.1 Odnawialne źródła energii (OZE) -Panele fotowoltaiczne -Kolektory słoneczne -Pompy ciepła

Symulacja działania instalacji z pompą ciepła za pomocą WP-OPT Program komputerowy firmy WPsoft GbR, Web: info@wp-opt.

Działanie 4.1 Odnawialne źródła energii (OZE) -Panele fotowoltaiczne -Kolektory słoneczne -Pompy ciepła

Działanie 4.1 Odnawialne Źródła Energii

Czym w ogóle jest energia geotermalna?

Wienkra: Hydro Kit - Moduł centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej dla systemów MULTI V

PL B1. POLITECHNIKA RZESZOWSKA IM. IGNACEGO ŁUKASIEWICZA, Rzeszów, PL BUP 10/18

Spotkanie informacyjne Instalacje solarne Pompy ciepła Fotowoltaika

Źródła ciepła darmowego

PL B1. POLITECHNIKA RZESZOWSKA IM. IGNACEGO ŁUKASIEWICZA, Rzeszów, PL BUP 13/18

Wymiary i opis techniczny modułu pompy

Informacja o pracy dyplomowej

ZBIORNIKI Z POLIETYLENU FIRMY CONPLAST

POMPA CIEPŁA DO CIEPŁEJ WODY UŻYTKOWEJ Z 250 l ZASOBNIKIEM C.W.U. I DWIEMA WĘŻOWNICAMI

FOTOWOLTAIKA Jak to działa?

POMPA CIEPŁA DO CIEPŁEJ WODY UŻYTKOWEJ Z 200 l ZASOBNIKIEM C.W.U. I JEDNĄ WĘŻOWNICĄ

POMPA CIEPŁA DO CIEPŁEJ WODY UŻYTKOWEJ Z 200 l ZASOBNIKIEM C.W.U. I JEDNĄ WĘŻOWNICĄ

POMPA CIEPŁA W DOMU JEDNORODZINNYM I BUDYNKU KOMERCYJNYM

PL B1. POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA, Kielce, PL BUP 15/16. STANISŁAW SZEWCZYK, Michałów, PL ZBIGNIEW PIOTROWSKI, Kielce, PL

POMPA CIEPŁA DO CIEPŁEJ WODY UŻYTKOWEJ Z 250 l ZASOBNIKIEM C.W.U. I DWIEMA WĘŻOWNICAMI

COMO ARIA POMPA CIEPŁA DO CIEPŁEJ WODY UŻYTKOWEJ I WSPÓŁPRACY Z ZEWNĘTRZNYM ZASOBNIKIEM C.W.U. COMO ARIA. Pompy ciepła do przygotowania c.w.u.

DOKUMENTACJA TECHNICZNA INSTALACJI POMPY CIEPŁA POWIETRZE-WODA. do grzania c.w.u.

ul. 28 Czerwca 1956 r., 398, Poznań tel. (61) , fax (061) ,

Działanie 4.1 Odnawialne źródła energii (OZE) -Panele fotowoltaiczne -Kolektory słoneczne -Pompy ciepła

POMPA CIEPŁA DO CIEPŁEJ WODY UŻYTKOWEJ I WSPÓŁPRACY Z ZEWNĘTRZNYM ZASOBNIKIEM C.W.U. NR KAT. PRODUKT OPIS CENA [NETTO PLN]

Pompy ciepła

DOKUMENTACJA TECHNICZNA INSTALACJI POMPY CIEPŁA POWIETRZE-WODA. do grzania c.w.u.

Informacja dla mieszkańców zainteresowanych udziałem w projekcie montażu odnawialnych źródeł energii

PL B1. Sposób geotermalnego gospodarowania energią oraz instalacja do geotermalnego odprowadzania energii cieplnej

Wybierz pompę ciepła. Dom.pl Wybierz pompę ciepła Copyright DOM.pl Sp. z o.o. -

Zalety instalacji pompy ciepła w domach jednorodzinnych

Zwiększenie Wykorzystania Odnawialnych Źródeł Energii

Fundamentowanie. Odwodnienie wykopu fundamentowego. Ćwiczenie 1: Zakład Geotechniki i Budownictwa Drogowego

DOKUMENTACJA ZGŁOSZENIA ROBÓT BUDOWLANYCH MONTAŻ POMP CIEPŁA. Dz. nr ewid. 368 i 369, w miejscowości Podjazy, gmina Sulęczyno

Źródła energii nieodnawialne, czyli surowce energetyczne, tj. węgiel kamienny, węgiel brunatny, ropa naftowa, gaz ziemny, torf, łupki i piaski

Odnawialne źródła energii- kolektory słoneczne we współpracy z pompami ciepła

- stosunek kosztów eksploatacji (Coraz droższe paliwa kopalne/ coraz tańsze pompy ciepła)

Najnowsze technologie eksploatacji urządzeń grzewczych

DOKUMENTACJA TECHNICZNA INSTALACJI POMPY CIEPŁA SOLANKA-WODA. do grzania c.w.u. i c.o.

Działanie 4.1 ZWIĘKSZENIE WYKORZYSTANIA ODNAWIALNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII

Odnawialne źródła energii w sektorze mieszkaniowym

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

Chłodzenie pompą ciepła


Marek Drożdż. Budynek energooszczędny Czy to się opłaca?

Zasada działania. 2. Kolektory słoneczne próżniowe

4. SPRZĘGŁA HYDRAULICZNE

Sięgnij po ciepło z natury... i wykorzystaj dotacje Gminy Wielka Nieszawka! Ochrona środowiska Gminy Wielka Nieszawka

HYDRO KIT - nowe systemy ogrzewania podłogowego i produkcji wody użytkowej marki LG. Piątek, 15 Czerwiec :58

INSTAL-SANIT ul. Nowe Ogrody 37B/18, Gdańsk NIP: fax ,

Powietrzna pompa ciepła ekologia i nowoczesne ogrzewanie domu

Prezentacja nowoczesnych źródeł ciepła

OSZCZĘDZAJ ODZYSK ENERGII Z WODY ODPŁYWOWEJ SERIA / 1 DZIĘKI MIEDZI

Działanie 4.1 Odnawialne źródła energii (OZE) -Panele fotowoltaiczne -Kolektory słoneczne -Pompy ciepła

DOKUMENTACJA TECHNICZNA

Pompy ciepła - układy hybrydowe

AQUA 1 PLUS 260 LT. POMPA CIEPŁA DO CIEPŁEJ WODY UŻYTKOWEJ Z 260 l ZASOBNIKIEM C.W.U. Powietrzne pompy ciepła do ciepłej wody użytkowej

Wpływ sposobu ogrzewania na efektywność energetyczną budynku

Efektywność energetyczna powietrznych pomp ciepła dla CWU

ANALIZA TECHNICZNO - EKONOMICZNA SYSTEMU GRZEWCZEGO OPARTEGO NA POMPIE CIEPŁA

2-SPRĘŻARKOWE POMPY CIEPŁA Z WTRYSKIEM PARY (EVI), DO MONTAŻU WEWNĘTRZNEGO

NAJSKUTECZNIEJSZE OGRZEWANIE DLA DOMÓW NISKOENERGETYCZNYCH

ciepło po zestawieniu oferowanych urządzeń w układy kaskadowe, kolektorów gruntowych układanych poziomo, lub kolektorów pionowych

POMPY CIEPŁA. mgr inż. Liliana Mirosz

Tower Multi. Wymiennik c.w.u. z trzema wężownicami spiralnymi - SGW(S)M

OGRZEWANIE WENTYLACJA CHŁODZENIE PASYWNE

Pompy ciepła. Gruntowe pompy ciepła. Niezawodne ogrzewanie, duże oszczędności. Ciepło, które polubisz

POMPA CIEPŁA - POWIETRZNA CZY GRUNTOWA?

SCHEMATY HYDRAULICZNE, DOBÓR URZĄDZEŃ DLA INSTALACJI ODBIORU I ŹRÓDŁA CIEPLA POMP CIEPŁA

Odnawialne Źródła Energii

Pytania dotyczące instalacji pompy ciepła Gmina Wierzbica:

Podgrzewanie wody basenowej kiedy pompa ciepła, a kiedy kolektory słoneczne?

Solar. Rurowe kolektory próżniowe ENERGIA SŁONECZNA DLA KOMFORTU CIEPŁA. Ciepło, które polubisz

Gdzie zaczyna się OZE Energia odnawialna w rybactwie

Alternatywne źródła taniej i czystej energii-pompy ciepła i kolektory słoneczne

Instalacje z kolektorami pozyskującymi energię promieniowania słonecznego (instalacje słoneczne)

Pompy ciepła LG wysoka wydajność i efektywność

Materiały techniczne 2019 powietrzne pompy ciepła do montażu zewnętrznego

28 Materiały techniczne 2015/2 powietrzne pompy ciepła do montażu zewnętrznego

Odnawialne Źródła Energii

Z Z S. 56 Materiały techniczne 2019 gruntowe pompy ciepła

Zainwestuj w odnawialne źródła energii!

1 Manometr instalacji górnego źródła ciepła 2 Manometr instalacji dolnego źródła ciepła

Transkrypt:

Pompy Ciepła Dolne źródła ciepła

Podział klasyczny

Kolektor poziomy płaski wykonuje się z rur PE o średnicy 25-40 mm, układanych w wykopie o głębokości ok. 1,5 m, 20-50 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 10-40 W, w zależności od rodzaju gleby. Kolektor gruntowy poziomy płaski

Kolektor gruntowy poziomy płaski cd. Gliniasty i wilgotny grunt oddaje więcej ciepła (30-40 W) niż piaszczysty, suchy (10-20 W). Stąd przy założeniu, że do ogrzewania domu potrzeba ok. 50 W na jeden metr kwadratowy powierzchni pomieszczeń, kolektor poziomy płaski powinien zajmować powierzchnię 1,5-5 razy większą niż powierzchnia domu. Zatem do tego rozwiązania niezbędna jest duża powierzchnia działki (np. ok. 600 m2 dla domu o powierzchni ogrzewanych pomieszczeń ok. 150 m 2, jeśli grunt jest suchy i piaszczysty).

Kolektor gruntowy poziomy płaski cd. Rury kolektora są wypełnione roztworem wodnym glikolu, nazywanym zwyczajowo solanką. W parowniku pompy ciepła glikol oddaje ciepło, ochładzając się o ok. 4 0 C. Średnia temperatura glikolu w kolektorze wynosi ok. 0 0 C, chociaż po słonecznym lecie może osiągnąć nawet +10 0 C, a podczas srogiej zimy może wychłodzić się do kilku stopni poniżej zera. Trzeba pamiętać, że ciepło odbierane przez glikol z gruntu pochodzi głównie z promieni słonecznych - transport ciepła z głębszych warstw ziemi ku powierzchni jest zjawiskiem pomijalnie słabym. Dlatego bardzo ważna jest możliwość pełnej regeneracji cieplnej gruntu latem, przed następnym sezonem grzewczym. Nie ma więc sensu zakopywanie kolektora na głębokościach większych niż 1,8 m, gdzie słabo dochodzi ciepło słoneczne. Nie wolno też utrudniać penetracji energii słonecznej przez np. zabetonowanie powierzchni gruntu nad kolektorem.

Kolektor gruntowy poziomy płaski cd. Energia słoneczna przenika do gruntu głównie z wodą deszczową. Brak możliwości pełnej regeneracji cieplnej gruntu przez lato to ryzyko obniżenia temperatury glikolu zimą poniżej granicznej wartości dla danej pompy, co spowoduje wyłączenie się pompy. Dlatego lepiej przewymiarować kolektor poziomy płaski, czyli zaprojektować go z pewnym zapasem mocy. Moc kolektora płaskiego (jak każdego źródła dolnego) to moc pompy ciepła pomniejszona o moc sprężarki, czyli: Na przykład dla pompy ciepła o mocy 8 kw i COP=4 otrzymujemy P kol =6 kw, co przy gruncie o przeciętnych właściwościach cieplnych (22 W/m 2 ) oznacza konieczność zajęcia powierzchni działki ok. 300 m2.

Kolektor gruntowy poziomy spiralny Kolektor spiralny działa na podobnej zasadzie jak kolektor płaski. Sekcje kolektora mają postać spiralnych zwojów ułożonych w rowach o długości 10-15mb. Kolektory spiralne stanowią alternatywę do kolektorów płaskich. Wykopanie szerokich rowów o długości kilkunastu metrów jest mniej kłopotliwe niż kopanie wąskich rowków. Długość wykopów jest o 30% mniejsza. Odległość pomiędzy sekcjami nie powinna być mniejsza niż 4m. Długość przewodów dla kolektorów płaskich spiralnych trzeba zwiększyć o 30%, gdyż charakteryzują się mniejszym odbiorem jednostkowym z m2 gruntu. Szerokość wykopu powinna umożliwić ułożenie płasko na dnie wykopu kręgów rur, z reguły to 1-1,2m szerokości na dnie. Zatem na 10mb wykopu wymagana ilość rur to 111mb.

Kolektor gruntowy poziomy spiralny Z powodu oporów przepływu zaleca się, aby długość pojedynczej pętli nie przekraczała maksymalnie 200mb/pętlę. Przy tym rozwiązaniu zaleca się zastosowanie kolektorów słonecznych. Energia promieniowania słonecznego niewystarczająca do grzania wody użytkowej (powyżej 45 C) zostaje wykorzystana przez pompę ciepła podnosząc jej wskaźnik sprawności. Dodatkowym efektem jest szybka regeneracja energii gruntu pod koniec i po zakończeniu sezonu grzewczego, a przed sezonem grzewczym temperatura zasilania może być nawet o 3 C wyższa. Zalecana minimalna powierzchnia kolektorów słonecznych to 2m2/10kW mocy chłodniczej pompy (optymalnie 4m2/10kW).

Kolektor gruntowy poziomy spiralny Zaletą kolektora spiralnego jest to, że wykopanie kilku rowów o szerokości do 1m i długości do 20 m jest łatwiejsze niż zdjęcie niemal dwumetrowej warstwy gruntu z dużej powierzchni działki. Warto tutaj przypomnieć, że źródłem ciepła jest grunt a nie rura, więc niezależnie od sposobu jej ułożenia (rzędami czy spiralnie) dla pobrania określonej ilości ciepła z gruntu wymagana jest określona powierzchnia pracującego gruntu. W praktyce powierzchnia pracy kolektora spiralnego jest o ok. 1/3 mniejsza niż kolektora płaskiego o identycznej mocy, natomiast powierzchnia prac gruntowych jest ponad pięciokrotnie mniejsza. Przykładowy układ pętli kolektora spiralnego

Kolektor gruntowy poziomy z bezpośrednim parowaniem W systemie bezpośredniego parowania czynnik chłodniczy cyrkuluje jako medium przenoszące ciepło w kolektorze gruntowym, gdzie odrazu odparowuje. Poprzez bezpośrednie parowanie osiągamy najwyższe współczynniki efektywności i najwyższe bezpieczeństwo użytkowania, ponieważ odpadają dodatkowe wymienniki ciepła i pompy obiegowe. Instalacja dolnego źródła jest wykonane w postaci poziomego kolektora gruntowego. 75 m rurki kolektora wykonane są z miedzi oraz izolacji z polietylenu (PE). Montaż kolektora zależnie od warunków wymaga zgłoszenia bądź pozwoleń. Schemat pompy ciepła typu solanka/woda Schemat pompy ciepła z bezpośrednim parowaniem

Kolektor gruntowy poziomy z bezpośrednim parowaniem W takim wydłużonym obiegu termodynamicznym krąży specjalny czynnik (np. propan R 290 lub R 407C), który odparowuje w kolektorze, pobierając ciepło z gruntu. Rury kolektora wykonuje się z miedzi pokrytej warstwą PE. Wyeliminowanie wymiennika ciepła i pompy obiegowej (wymuszającej obieg cieczy w tradycyjnych kolektorach z glikolem) pozwala na zwiększenie sprawności COP o ok. 20%. Zasady układania nitek kolektora w gruncie są identyczne jak dla kolektora płaskiego z glikolem. Czynnik roboczy nie traci swoich właściwości w funkcji czasu, a więc nie wymaga wymiany w całym okresie eksploatacji. Pompa ciepła pracująca na zewnątrz

Wymienniki w technologii GRD - Geothermal Radial Drilling W 2009 roku na polskim rynku pojawiła się nowa technologia pozyskiwania ciepła z gruntu ziemi. Jest nią technologia GRD (Geothermal Radial Drilling) polegająca na tym, że sondy ziemne układane są promieniowo, skośnie w różnych kierunkach i pod różnym kątem. Ilość oraz długość odwiertów zależy od warunków architektonicznych i glebowych. Cała instalacja sond wykonywana jest przez jedną maszynę wiercącą GeoDRILL, która w gruncie instaluje sondy radialnie pod kątem 35-65 na głębokości od 10 do 20 metrów. System wiertniczy, składający się z jednostki transportującej ze stacją hydrauliczną i wiertnicy samojezdnej z pierścieniem (wieńcem), może być obsługiwany jedynie przez dwie osoby.

Nowa technologia posiada wiele zalet: odwierty wykonywane są z jednej studni, dzięki czemu nie następuje duża ingerencja w środowisko naturalne (minimalna dewastacja terenu działki); jedna zwarta maszyna o małych gabarytach, która potrzebuje do pracy niewielkiej powierzchni. Dzięki swojemu rozmiarowi bez problemu może dotrzeć do gęsto zabudowanych terenów i nie pozostawia po sobie widocznych śladów w podłożu; idealny system przy modernizacji systemu grzewczego; najbardziej energetyczne warstwy gleby zostają maksymalnie wykorzystane; istnieje możliwość wykorzystania tej technologii w każdych warunkach glebowych (skała, piaski...); sondy ziemne instalowane są szybko i ekonomicznie, dzięki czemu koszty wykonania instalacji zostają obniżone; trójwymiarowe wykrywanie poziomu wody podziemnej umożliwia maksymalne wydobycie ciepła z gruntu, dzięki czemu zostaje zoptymalizowana ilość i długość odwiertów.

Wymienniki gruntowy pionowy Najskuteczniejszym rozwiązaniem w przypadku ograniczonej ilości miejsca jest kolektor pionowy. Do odwiertów głębokości 30 150 m (uwaga konieczne jest zezwolenie) wkłada się sondy pionowe, czyli rury zgięte w kształcie litery U, w których krąży glikol. Z 1 m odwiertu można uzyskiwać 30 70 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.

Kolektor pionowy, w porównaniu z kolektorem płaskim, ma same zalety: - zajmuje niewielką powierzchnię działki -glikol ma stabilną temperaturę w ciągu całego roku (3 7 C). Wymienniki gruntowy pionowy Jest tylko jedna wada wysoka cena. O ile kolektor poziomy dla domu 150 m² kosztuje ok. 5000 zł, to pionowy może kosztować ok. 10 000 zł, a zdarzają się oferty na poziomie powyżej 15 000 zł. Ilość i długość sond głębinowych zależy od warunków geologicznych, dlatego często w trakcie wiercenia otworów wprowadza się korekty do wstępnego projektu. Na podstawie zdobywanych w trakcie wiercenia informacji o rzeczywistych warunkach geologicznych można zweryfikować długość sond.

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).

Woda gruntowa Najczęściej są dwie studnie czerpalna do poboru wody, chłonna do odprowadzenia (zrzutu) wody schłodzonej, która wypływa z pompy ciepła. W typowych warunkach geologicznych, gdy woda jest czerpana z warstwy wodonośnej na głębokości 6 15 m, koszt budowy takich dwóch studni wynosi ok. 2000 zł. Odległość pomiędzy studnią czerpalną i chłonną powinna być jak największa (co najmniej 15 m), żeby chłodna woda zrzucana nie mieszała się z wodą czerpaną, niekorzystnie obniżając jej temperaturę. Obie studnie muszą korzystać z tej samej warstwy wodonośnej, przy czym studnia czerpalna powinna znajdować się przed chłonną względem kierunku przepływu wody w tej warstwie. Chodzi o to, by woda schłodzona nie wracała do studni czerpalnej.

Woda gruntowa Wydajność pompowania wody gruntowej powinna wynosić ok. 1,5 m³/h (szczegółowe obliczenia w ramce obok), do czego wystarcza pompa samozasysająca o mocy 200 W (jeśli lustro wody jest nie głębiej niż 6 m). Nie zawsze warunki gruntowo-wodne są korzystne dla tego rozwiązania. Podstawowym przeciwwskazaniem może być głęboki poziom lustra wody gruntowej, co zmusza do stosowania droższych rozwiązań pomp głębinowych i głębokich wierceń. Uwaga na studnie głębsze niż 30 m wymagane jest pozwolenie wodnoprawne. Jest też drugi warunek (nie zawsze przestrzegany), że trzeba niezależnie od głębokości studni mieć pozwolenie wodnoprawne na czerpanie wody w ilości większej niż 15 m3/dobę.

Woda gruntowa Do producenta pompy ciepła należy ocena, czy złe parametry jakościowe wody mogą istotnie wpłynąć na niszczenie lub złą pracę pompy ciepła. Groźne i, niestety, dość częste w naszych warunkach jest nadmierne zażelazienie wody. Żelazo nie jest szkodliwe dopóki się nie utleni. Osad tlenku żelaza może zatkać wymiennik, także studnię chłonną. Dlatego w przypadku mocno zażelazionej wody niezmiernie ważne jest, by cały układ od poboru wody w studni czerpalnej do zrzutu w studni chłonnej był szczelny i nie nabierał powietrza. Niektórzy producenci oferują opcjonalnie parowniki w specjalnym wykonaniu, odpornym na korozyjne działanie wody o złych parametrach. Stosuje się też dodatkowy wymiennik ciepła odporny na złą wodę. W obiegu wtórnym takiego wymiennika, pośredniczącym między wodą ze studni a parownikiem pompy ciepła, krąży woda z 10% zawartością etylenu.

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).

Wymienniki powietrzne

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.

Trendy rozwojowe w zakresie dolnych źródeł energii Źródło ciepła powinno charakteryzować się następującymi cechami: jak najwyższa temperatura i jej stabilność w czasie; łatwa dostępność; duża pojemność cieplna; brak zanieczyszczeń powodujących korozję materiałów instalacyjnych; niskie koszty inwestycyjne i eksploatacyjne. Źródła ciepła naturalne charakteryzują się dużą zmiennością temperatury, zależną przede wszystkim od pory roku. Ich wydajność często może także nie zaspokajać szczytowego zapotrzebowania. Niemniej jednak są dostępne praktycznie w każdym miejscu. Sztuczne źródła ciepła, najczęściej pochodzenia przemysłowego mogą być bardzo różnorodne. Temperatury ścieków, spalin czy wód przemysłowych zależą od procesów, podczas których powstają. Ich ewentualne wykorzystanie wiąże się jedynie z miejscem ich obecności.

Dolne źródła ciepła wykorzystujące promieniowanie słoneczne Energia Słońca może być wykorzystywana w układzie pompy ciepła połączonej z kolektorem słonecznym. Sposób odbioru ciepła przez absorber niczym nie różni się od rozwiązania stosowanego w klasycznym kolektorze słonecznym. Padające promienie słoneczne pochłanianie są przez zbudowany ze specjalnych materiałów absorber i dostarczają energię cieplną, nośnikowi, którym może być albo woda (lub inny czynnik roboczy), albo powietrze. Kolektor może pracować z pompą w układzie pośrednim, w którym ogrzane medium po dotarciu do parowacza, oddaje swoją energię czynnikowi roboczemu pompy ciepła (dwa obiegi nośników energii). Układ bezpośredni to taki, w którym ten sam czynnik odbiera energię od promieniowania słonecznego i następnie krąży w obiegu termodynamicznym pompy. Systemy takie charakteryzują się wysoką temperaturą dolnego źródła, jednak silnie zależną od warunków atmosferycznych, oraz wysokimi kosztami inwestycji.

Dolne źródła ciepła wykorzystujące ciepło ścieków w oczyszczalniach albo w kanałach ściekowych Oprócz korzyści technicznych i finansowych liczy się tutaj także aspekt ekologiczny, co przy stworzonych możliwościach dofinansowania nabiera coraz większego znaczenia. Osadniki ścieków, zwane reaktorami biologicznymi, można traktować jak wymiennik gruntowy poziomy o dużym nasączeniu wodą i wyższej, stabilnej temperaturze. Ponieważ temperatura ścieków nie spada poniżej +10 C, temperatura solanki na wlocie do parownika pompy ciepła będzie wynosić co najmniej +3 G. Wartości te są podane z dużym marginesem bezpieczeństwa, gdyż współczynnik wymiany ciepła z gruntu nasączonego wodą jest niższy od współczynnika wymiany woda/woda. Wymiennik wykonać można z rur PEHD stosowanych w przepompowniach ścieków i przymocować do ścian reaktorów. Najczęściej mamy do czynienia z dwoma reaktorami biologicznymi działającymi zamiennie, dlatego też należy zaprojektować podwójny, poziomy wymiennik gruntowy złożony każdy z maksymalnie 16 stumetrowych pętli. Solanka jest doprowadzana do pompy ciepła jednym przewodem PE od kolektora zbiorczego, do którego należy podłączyć poszczególne pętle. Dzięki wykorzystaniu ciepła ze ścieków praktycznie niemożliwe jest wychłodzenie dolnego źródła.

Dolne źródła ciepła wykorzystujące ciepło ścieków W normalnym układzie traconego bezpowrotnie. Ze ściekami bytowymi wypływa bezpowrotnie do 4kWh energii cieplnej/osobę/dobę. Przeliczając to na 4-osobową rodzinę może to być nawet 1000 złotych rocznie. Odzyskując ciepło ze ścieków bytowych można się spodziewać, że do 50% energii traconej zostanie wykorzystane przez pompę ciepła. Celem realizacji założonego odzysku wymagane jest już na etapie budowy oddzielenie ścieków bytowych (ciepłych) od fekalnych (zimnych). Wiąże się to głównie z budową oddzielnych pionów kanalizacyjnych. Ścieki bytowe odprowadzane są do odrębnej studni najlepiej izolowanej (komora szamba, itp.) gdzie umieszczony jest kolektor źródła dolnego pompy ciepła, a następnie przelewowo do następnej komory lub bezpośrednio do kanalizacji. Kolektor w studni może być dedykowany bądź przeprowadzone przez nią przewody (zawsze powrotne z gruntu do pompy) kilku pętli kolektorów ziemnych. Ważnym jest aby długość przewodów w komorze ściekowej zapewniała dostateczną powierzchnię wymiany ciepła. Jednostkowy odbiór ciepła przez rurę PE 32 można zakładać na bezpiecznym poziomie do 40W/mb. Przykładowa wężownica ułożona w zbiorniku retencyjnym

Dolne źródła ciepła wykorzystujące ciepło ścieków W USA opracowano urządzenie o nazwie GFX. Jest to prosty w budowie przepływowy wymiennik pionowy odzyskujący ciepło ze ścieków w budynkach. Wymiennik ten instalowany jest w dostępnej, pionowej części przewodu kanalizacyjnego (pionu) w budynku. Urządzenie składa się z 3' lub 4' rury, przez którą przepływają ciepłe ścieki oraz 1' miedzianej spirali owiniętej wokół rury kanalizacyjnej. Ciepło jest przekazywane ze ścieków przepływających przez pion, do zimnej wody płynącej jednocześnie ku górze w spirali okalającej tę rurę. Badania wykazały, że koszt montażu GFX w mieszkaniach zwraca się po 2 5 latach. Badania zostały przeprowadzone na zamontowanym GFX (koszt 500 USD), a oszczędności sięgnęły 800 2300 kwh rocznie, w zależności od liczby łazienek w budynku. Opłacalność takiej inwestycji rosła wraz z liczbą codziennych kąpieli pod prysznicem. Ponadto, oprócz redukcji kosztów energii, zastosowanie tego wymiennika pozwala na skrócenie czasu potrzebnego na podgrzanie wody, a ma to znaczenie, jeśli w danej chwili z prysznica korzysta więcej osób niż zazwyczaj.

Przykłady Dolne źródła ciepła wykorzystujące ciepło ścieków

Dolne źródła ciepła wykorzystujące ciepło ścieków Przykłady Układ skojarzony Oczyszczalnia Ścieków w Żywcu

Dolne źródła ciepła wykorzystujące ciepło ścieków w oczyszczalniach albo w kanałach ściekowych

Dolne źródła ciepła wykorzystujące ciepło ścieków w oczyszczalniach albo w kanałach ściekowych Latem temperatura wody w kanalizacji wynosi ok. 20 C, zimą spada do 10 12 C. Dzięki zastosowaniu specjalnych wymienników umiejscowionych w dolnej części grawitacyjnego kanału kanalizacyjnego można odzyskać ciepło zawarte w ściekach. Wymienniki mogą być elementem nowych sieci lub mogą być dodawane do istniejących już kanałów. Ścieki napływające do przewodu kanalizacyjnego na długości rurociągu z wymiennikiem oddają ciepło i jest ono poprzez medium kierowane do pompy ciepła. Podnosi to efektywność pompy ciepła do takiego poziomu, że jest ona w stanie zapewnić odpowiednią temperaturę (ok. 50 C) do ogrzewania. W okresie letnim pompy ciepła mogą przekazywać ciepło do kanalizacji i dostarczać chłód do budynków. Obecnie pompy ciepła osiągają COP powyżej 4,5, a nawet 5. Oznacza to, że jedna jednostka energii elektrycznej daje 5 jednostek ciepła. Prawie 1,5 kwh ciepła można uzyskać z 1 m 3 ścieków o różnicy temperatur 1 K pomiędzy ściekami i chłodnym medium. Np. zbiorczy kanał kanalizacyjny o przepływie 100 l/s może dostarczyć ok. 500 kw ciepła. Uzyskiwanie energii można prowadzić w trzech miejscach: w budynkach, sieciach kanalizacyjnych oraz kanałach wychodzących z oczyszczalni.

Dolne źródła ciepła wykorzystujące ciepło ścieków w oczyszczalniach albo w kanałach ściekowych Wykorzystanie ciepła ze ścieków zależy m.in. od - temperatury ścieków w przewodach kanalizacyjnych, - ich ilości (natężenia chwilowego i średniego przepływu), - zagęszczenia, - przekroju poprzecznego kanału, - odległości pomiędzy wymiennikiem a odbiorcą ciepła, - wielkości przepływu i możliwości wykorzystania odzyskanego ciepła przez odbiorcę, - innych warunków sanitarnych w kanale i wynikających z jego budowy. Na etapie projektowania układów odzyskiwania ciepła z kanalizacji popełniane są pomyłki, m.in. błędne oszacowanie ilości ścieków bytowych i deszczowych; przewymiarowanie urządzeń, w tym pomp; nadmierny hałas pomp ciepła; nieuwzględnianie powstawania biofilmu na wymienniku; niewystarczająca dokumentacja i brak odpowiednich uzgodnień pomiędzy stronami. Każdy przypadek różni się bardzo wieloma danymi, począwszy od ilości ścieków i ich natężenia przepływu oraz stosunku ścieków bytowych i deszczowych po rodzaj kanału odprowadzającego ścieki, materiał z jakiego jest wykonany, jego rozmiary i przekrój poprzeczny i dlatego znalezienie gotowych, uniwersalnych rozwiązań dla tego typu układów jest niemożliwe.

Dolne źródła ciepła do pomp dużej mocy budownictwo wielorodzinne, budynki użyteczności publicznej

Dolne źródła ciepła do pomp dużej mocy budownictwo wielorodzinne, budynki użyteczności publicznej

Dolne źródła ciepła do pomp dużej mocy - budownictwo wielorodzinne

Dolne źródła ciepła do pomp dużej mocy budownictwo wielorodzinne

Dolne źródła ciepła do pomp dużej mocy budownictwo wielorodzinne

Dolne źródła ciepła do pomp dużej mocy - przykład

Dolne źródła ciepła do pomp dużej mocy - przykład