Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Wykorzystanie ciepła odpadowego do zwiększenia efektywności energetycznej pompy ciepła powietrze/woda pracującej w warunkach klimatu górskiego

Analiza pracy pompy ciepła dla klimatu górskiego
Autorzy między innymi opisują metodę obliczeniową zawartą w normie PN-EN 15316-4-2 [1] określającej sezonowy wskaźnik efektywności energetycznej pompy ciepła (SCOP).
Autorzy między innymi opisują metodę obliczeniową zawartą w normie PN-EN 15316-4-2 [1] określającej sezonowy wskaźnik efektywności energetycznej pompy ciepła (SCOP).
Rys. redakcja RI
Ciąg dalszy artykułu...

Analiza pracy pompy ciepła dla klimatu górskiego

Opis analizy i założenia

W artykule przedstawiono efekty pracy pompy ciepła powietrze/woda służącej do ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej dla części obiektu wypoczynkowego zlokalizowanego w regionie górskim – Schroniska PTTK Na Hali Szrenickiej.

Na podstawie analizy zmierzonych w obiekcie wartości temperatury powietrza zewnętrznego w poszczególnych miesiącach na przestrzeni kilku lat stwierdzono ich największą zgodność ze statystycznymi danymi meteorologicznymi dla Jeleniej Góry. Z tego powodu analizę pracy pompy ciepła powietrze/woda z wykorzystaniem metody przedstawionej w normie PN‑EN 15316 [1] przeprowadzono na ich podstawie.

Zapotrzebowanie na energię grzewczą, obciążenie cieplne zaopatrywanej części budynku oraz parametry pracy instalacji zestawiono w tab. 1.

Założono pracę pompy ciepła na potrzeby centralnego ogrzewania oraz produkcji c.w.u. w dwóch wariantach – standardowej pracy jedynie na powietrzu zewnętrznym oraz pracy na powietrzu wewnętrznym (pobieranym z pomieszczenia strychu z wykorzystaniem stale generowanego w tej przestrzeni ciepła odpadowego, co szczegółowo opisano w dalszej części artykułu).

Doboru pompy ciepła powietrze/woda dla instalacji dokonano w oparciu o standardowe wytyczne dla pracy z wykorzystaniem powietrza zewnętrznego.

W analizowanym przypadku punkt biwalentny (poniżej którego konieczne jest zastosowanie dodatkowego źródła ciepła – grzałki elektrycznej) dla centralnego ogrzewania (z uwzględnieniem sprawności instalacji) występuje przy temperaturze Tzew = –9,0°C, co przy chłodnym klimacie w rejonach górskich jest zasadne. Dane zastosowanej pompy ciepła zawierają tab. 2 i tab. 3.

Tabela 1. Dane instalacji do analiz pracy pompy ciepła
Tabela 1. Dane instalacji do analiz pracy pompy ciepła
Tabela 2. Zakres mocy pompy ciepła (dane wg PN-EN 14511)
Tabela 2. Zakres mocy pompy ciepła (dane wg PN-EN 14511)
Tabela 3. Zakres COP pompy ciepła (dane wg PN-EN 14511)
Tabela 3. Zakres COP pompy ciepła (dane wg PN-EN 14511)

Wyniki dla standardowej pracy na powietrzu zewnętrznym

Na rys. 1 przedstawiono wyniki analizy wykonanej dla powyższych założeń według wytycznych normy PN‑EN 15316-4-2 [1]. Wartości SCOP dla poszczególnych potrzeb przedstawiono w tab. 4. Warto zauważyć, że pomimo stosunkowo chłodnego klimatu SCOP dla trybu ogrzewania jest dość satysfakcjonujący. Zdecydowanie niższą efektywność urządzenie osiąga jednak dla trybu przygotowania c.w.u.

Rys. 1. Analiza energetyczna pracy instalacji na powietrzu zewnętrznym; rys. archiwum autorów (K.Piechurski, E.Stefanowicz, A.Chmielewska, M.Szulgowska-Zgrzywa)
Rys. 1. Analiza energetyczna pracy instalacji na powietrzu zewnętrznym; rys. archiwum autorów (K.Piechurski, E.Stefanowicz, A.Chmielewska, M.Szulgowska-Zgrzywa)
Tabela 4. Efekty energetyczne odzysku ciepła
Tabela 4. Efekty energetyczne odzysku ciepła

Na rys. 1 przedstawiono przebieg zapotrzebowania na moc grzewczą do ogrzewania i przygotowania c.w.u. w zakresie temperatur zewnętrznych występujących w wybranej lokalizacji w zestawieniu z danymi dotyczącymi pracy pompy ciepła (moc i COP) oraz zapotrzebowaniem na energię elektryczną do zasilenia pompy ciepła i grzałki elektrycznej.

Dzięki temu, że metoda obliczeniowa bazuje na energii użytkowej, możliwe jest uwzględnienie w bilansie zysków ciepła (np. promieniowania słonecznego w przypadku zapotrzebowania na energię do ogrzewania) oraz sprawności instalacji. W efekcie analizy przeprowadzane są na prawdopodobnie bardziej realnym chwilowym zapotrzebowaniu na moc cieplną niż w przypadku, gdy punktem wyjścia do analiz jest projektowe obciążenie cieplne budynku i szacowana moc potrzebna do przygotowania c.w.u.

Z drugiej jednak strony wymagana energia cieplna rozdzielana jest proporcjonalnie do liczby godzin występowania danej temperatury, co może nie być do końca słuszne np. w okresie zimowym, gdy nasłonecznienie bywa niewielkie.

Podobnie rozdzielane jest zapotrzebowanie na energię do przygotowania ciepłej wody użytkowej. W praktyce pompy ciepła uruchamiają się dopiero przy ustalonym deficycie energii w zbiorniku, co nie ma związku z temperaturą zewnętrzną.

Analizę wpływu rzeczywistego profilu zużycia c.w.u. na efektywność pomp ciepła powietrze/woda szerzej omówiono w artykule [7]. W przeprowadzonych analizach postępowano jednak zgodnie z wytycznymi normy PN‑EN 15316 [1].

Analizując rys. 1, zauważyć można prawdopodobny punkt biwalentny systemu, wynikający z zapotrzebowania na energię końcową instalacji centralnego ogrzewania.

Grzałka elektryczna wspomaga pracę pompy ciepła na potrzeby ogrzewania od temperatury zewnętrznej ok. –9°C. Spowodowane jest to niedoborem mocy urządzenia przy tak niskich temperaturach dolnego źródła. Proces przygotowania ciepłej wody użytkowej jest wspomagany grzałką elektryczną w całym zakresie pracy ze względu na zbyt niską temperaturę zasilania generowaną przez pompę ciepła (52°C), co przekłada się na obniżoną wartość SCOP dla tego obiegu (1,96).

Czytaj też: Rekuperacja w budynkach – nowe urządzenia >>>

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!
   22.09.2017
dr inż.  Małgorzata Szulgowska-Zgrzywa
dr inż.  Małgorzata Szulgowska-Zgrzywa
Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska więcej »
inż.  Krzysztof  Piechurski
inż.  Krzysztof  Piechurski
Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Wrocławska więcej »
mgr inż.  Agnieszka  Chmielewska
mgr inż.  Agnieszka  Chmielewska
Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Wrocławska więcej »
mgr inż.  Ewelina  Stefanowicz
mgr inż.  Ewelina  Stefanowicz
Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Wrocławska więcej »

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Zdradzamy sposób na projektowanie instalacji najwyższej jakości »

projektowanie

 



Z jakiego powodu tworzywa sztuczne zdominowały rynek wod-kan » Jak bez problemowo przeprowadzić iniekcję mikropali, kotew i gwoździ gruntowych »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go dziś »

 


Czy można dobrze odseparować wodę kanalizacyjną od gruntowej »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jak zabezpieczyć wentylatory dachowe »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Przedłuż certyfikat HVAC bez wychodzenia z firmy »

szkolenia hvac

 



Czy łatwo zainstalować podwieszaną toaletę » Z jakego powodu ta pompa wyprzedza przyszłość »
podwieszana toaleta pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
10/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Ogrzewanie obiektów przemysłowych
  • - Wentylacja domów jednorodzinnych
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl