Dział: Pompy ciepła

 

Dowiedz się, jak działają pompy ciepła:

 

pompy ciepła


Pompy ciepła to nowoczesne i co bardzo ważne ekologiczne urządzenia grzewcze, które pozwalają w wydajny sposób ogrzewać dom oraz podgrzewać wodę użytkową.

Pompy ciepła wzbudzają coraz większe zainteresowanie pomimo wysokich kosztów inwestycyjnych, ponieważ są bezobsługowe, zautomatyzowane, ekonomiczne i bezinwazyjne. Dzięki pompom ciepła właściciel domu może liczyć na niskie koszty ogrzewania budynku oraz zmniejszenia zużycia paliw konwencjonalnych.

 pompy ciepła w pigułce »

fot. pixabay

 


 

Pobierz pełny numer miesięcznika Rynku Instalacyjnego 7-8/2017

WYDANIE BEZPŁATNE - ZAREJESTRUJ konto w portalu 

Pompy ciepła w pętli wodnej – opis systemu WLHP

Water Loop Heat Pumps – description of WLHP system
Pompa ciepła przygotowana do uruchomienia
Pompa ciepła przygotowana do uruchomienia
Fot. archiwum autora (R. Sosnowski)

W wielu budynkach występuje różne zapotrzebowanie na energię do chłodzenia i ogrzewania w poszczególnych obszarach i pomieszczeniach. Energię – ciepło lub chłód – można odbierać z miejsc, gdzie jest jej w nadmiarze, i przetransportować oraz wykorzystać w innym miejscu. Umożliwiają to systemy WLHP oparte na pompach ciepła w pętli wodnej. Mogą one stanowić alternatywę dla konwencjonalnych układów klimatyzacyjno­‑grzewczych, tym bardziej, że układy WLHP nie podlegają ograniczeniom i obowiązkom wynikającym z regulacji dotyczących F-gazów.

Obecne trendy w budownictwie wskazują, że inwestorzy poszukują rozwiązań z obszaru HVAC o niskich rocznych kosztach eksploatacji i jednocześnie zapewniających wymagany komfort termiczny użytkownikom. W analizach układów klimatyzacji i ogrzewania coraz częściej brane są pod uwagę m.in. systemy oparte na pompach ciepła wpiętych w pętlę wodną (WLHP), które charakteryzują się dużą efektywnością energetyczną.

WLHP – Water Loop Heat Pump

Technologia WLHP (Water Loop Heat Pump) jest znana od lat 50. ubiegłego wieku. W literaturze można się też spotkać z inną nazwą opisywanych systemów – WSHP (Water Source Heat Pump). Obecnie największym rynkiem pomp WLHP są Stany Zjednoczone, skąd pochodzi większość dostępnej literatury i materiałów.

System WLHP jest układem wielu pomp ciepła typu woda/powietrze połączonych instalacją hydrauliczną. Pojedyncza pompa ciepła jest niezależnym układem chłodniczym składającym się ze sprężarki, wymienników powietrze/czynnik chłodniczy oraz woda/czynnik chłodniczy, a także elementów armatury chłodniczej (rys. 1).

Rys. 1. Przykład układu WLHP z elementami składowymi instalacji [10]
Rys. 1. Przykład układu WLHP z elementami składowymi instalacji [10]

Układ taki pozwala na transport energii pomiędzy powietrzem a wodą z wykorzystaniem sprężarkowego obiegu chłodniczego. W przypadku pracy w trybie chłodzenia energia pobrana z pomieszczenia przekazywana jest do wody krążącej w pętli wodnej. Tryb grzania „odwraca” kierunek przepływu energii – w tym przypadku ciepło jest pobierane z wody i przekazywane do powietrza ogrzewającego pomieszczenie. Systemy WLHP są systemami zdecentralizowanymi, gdyż wytwarzanie mocy chłodniczej lub cieplnej odbywa się w miejscu instalacji. Jest to idea przeciwna do tradycyjnych systemów opartych na klimakonwektorach, gdzie ciepło/chłód jest wytwarzane centralnie. W układach WLHP musi zostać przewidziane źródło ciepła i chłodu. Źródło chłodu mogą zapewniać agregaty chłodnicze, dry coolery lub, najczęściej, wieże chłodnicze. Jako źródło ciepła mogą zostać wykorzystane najbardziej popularne urządzenia grzewcze, takie jak kotły olejowe i gazowe, albo ciepło sieciowe. Bardzo dobrym rozwiązaniem jest wykorzystywanie ciepła odpadowego pochodzącego ze skraplaczy agregatów chłodniczych czy skraplaczy pomp ciepła pracujących w trybie chłodzenia.

Istnieje wiele możliwości wykorzystania pomp ciepła w układzie WLHP. Najczęstszym rozwiązaniem są układy oparte na zamkniętych pętlach wodnych prowadzonych wewnątrz budynku. System taki składa się z wielu pomp ciepła WLHP, źródła ciepła, wieży chłodniczej oraz pomp wody (rys. 2).

Rys. 2. Przykład instalacji z wieloma pompami ciepła WLHP, źródłem ciepła i wieżą chłodniczą [10]

Inny typ aplikacji może wykorzystywać jako źródło ciepła zasoby geotermalne. Układy te mogą pobierać i oddawać ciepło nie tylko z gruntu, ale także z wód w rzekach i jeziorach.

Budynek

Większość budynków ma stałą energię własną, która przy zastosowaniu systemów konwencjonalnych jest bezpowrotnie tracona poprzez odprowadzanie na zewnątrz do atmosfery. W systemach WLHP stosujących pompy ciepła typu woda/powietrze energia własna budynku jest przechwytywana i akumulowana w zamkniętym obiegu wodnym, który jest aktywnym czynnikiem (medium) wymiany energii cieplnej. W systemie takim cała energia będzie pobierana z pomieszczeń wymagających chłodzenia i przetransferowana do pomieszczeń potrzebujących ogrzania.

Czytaj też: Wpływ doboru pompy ciepła powietrze/woda na koszty eksploatacyjne instalacji grzewczej >>>

Pętla wodna

Jaka jest funkcja pętli wodnej w układach WLHP? Układ hydrauliczny gra rolę akumulatora energii. Woda krążąca w obiegu spełnia funkcję czynnika transportującego energię pomiędzy strefami/pomieszczeniami w budynku. Jest górnym lub dolnym źródłem ciepła dla zainstalowanych pomp ciepła – w zależności od trybu pracy. W dokumentacji producentów pomp ciepła określone są „koperty pracy” dla trybów grzania oraz chłodzenia. Ważne, żeby utrzymywana temperatura w pętli wodnej pozwalała na pracę w wymaganym trybie w danym pomieszczeniu. Przykładowy rekomendowany obszar pracy dla pomp ciepła pokazano na rys. 3.

Rys. 3. Rekomendowany obszar pracy dla pomp ciepła Systemair w układach WLHP [10]

Pompa ciepła podczas montażu przed podpięciem instalacji wodnej i powietrznej; fot. archiwum autora (R. Sosnowski)

Zgodnie z tym wykresem utrzymanie temperatury w zakresie 18–32°C pozwala pracować pompom ciepła w obu trybach – grzania lub chłodzenia – przy zasilaniu wodą o identycznej temperaturze. Powyższy zakres temperaturowy bezpośrednio wpływa na możliwości akumulacyjne energii. Ilość energii zakumulowanej w pętli wodnej opisuje się prostym wzorem. Dla zobrazowania potencjału magazynowania energii w pętli wodnej przeprowadzono stosowne obliczenia. Przy cieple właściwym wody (4,2 kJ/(kg · K), różnicy temperatur wynoszącej 14 K oraz pojemności pętli wodnej 10 m3 w pętli może zostać zakumulowane 588 MJ energii. Energia ta może zostać swobodnie wykorzystana przez każdą z pomp ciepła.

W momencie gdy temperatura w pętli wodnej mieści się w powyższych wartościach (18–32°C), układ budynku znajduje się w równowadze termodynamicznej. Oznacza to, że nie ma potrzeby dostarczania lub odbierania energii z pętli wodnej przy wykorzystaniu źródeł ciepła (np. kotły lub ciepło sieciowe) oraz chłodu (np. wieże chłodnicze), dlatego że pompy ciepła zasilane wodą w tym zakresie temperatur mogą pracować w obu trybach w zależności od potrzeb pomieszczenia. Brak potrzeby pracy centralnych źródeł ciepła/chłodu, gdy budynek znajduje się w równowadze termodynamicznej, znacząco obniża koszty eksploatacyjne funkcjonowania systemów grzewczo-chłodzących w budynku. Warto nadmienić, że występujące w pętli wodnej temperatury sprawiają, iż takich rurociągów nie trzeba izolować (niższe koszty instalacji), nie ma bowiem obawy osiągnięcia punktu rosy i wykroplenia się wilgoci.

Literatura

1. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2012/27/UE z dnia 25 października 2012 r. w sprawie efektywności energetycznej, zmiany dyrektyw 2009/125/WE i 2010/30/UE oraz uchylenia dyrektyw 2004/8/WE i 2006/32/WE Tekst mający znaczenie dla EOG (Dz.Urz. UE L 315/1).
2. Rozporządzenie Komisji (UE) 2016/2281 z dnia 30 listopada 2016 r. w sprawie wykonania dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/125/WE ustanawiającej ogólne zasady ustalania wymogów dotyczących ekoprojektu dla produktów związanych z energią w odniesieniu do wymogów dotyczących ekoprojektu dla produktów do ogrzewania powietrznego, produktów chłodzących, wysokotemperaturowych agregatów chłodniczych i klimakonwektorów wentylatorowych (Dz.Urz. UE L 346/1).
3. Ustawa z dnia 15 maja 2015 r. o substancjach zubożających warstwę ozonową oraz o niektórych fluorowanych gazach cieplarnianych (DzU 2015, poz. 881).
4. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1005/2009 z dnia 16 września 2009 r. w sprawie substancji zubożających warstwę ozonową (Dz.Urz. UE L 286/1).
5. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 517/2014 z dnia 16 kwietnia 2014 r. w sprawie fluorowanych gazów cieplarnianych i uchylenia rozporządzenia (WE) nr 842/2006 (Dz.Urz. UE L 150/195).
6. Juszczyk G., WLHP – Water Loop Heat Pumps, „Chłodnictwo i Klimatyzacja” nr 6/2009, s. 24–28.
7. Adamski B., Monoblokowe centrale dachowe typu rooftop – zasada działania i nowe konstrukcje (cz. 2), „Rynek Instalacyjny” nr 9/2010, s. 106–112.
8. Adamski B., Systemy WLHP – mity i fakty, „Chłodnictwo i Klimatyzacja” nr 8/2009, s. 61–67.
9. Adamski B., Galerie handlowe. Czy warto zastosować system WLHP, „Chłodnictwo i Klimatyzacja” nr 7/2011, s. 42–46.
10. Materiały techniczne firmy Systemair.
11. 2008 ASHRAE Handbook, HVAC Systems and Equipment, p. 8.14–8.18.
12. Montgomery R., McDowall R., Fundamentals Of HVAC Control Systems IP Edition, ASHRAE Elsevier 2008, p. 247–249.
13. The benefits of using water-source heat pumps, https://www.csemag.com/single-article/the-benefits-of-using-water-source-heat-pumps/8bfa42b6392f343f15b66b996f350bab.html.
14. Evans J.A. (ed.), Foster A.M. (ed.), Sustainable Retail Refrigeration, 10.3.4. Heat recovery with water loop heat pumps (WLHPs).

streszczenie

W artykule omówiono zasadę działania systemów WLHP, ich zalety i wady oraz możliwe obszary zastosowań. W dobie wysokich kosztów energii energooszczędne systemy WLHP mogą stanowić alternatywę dla obecnie stosowanych układów klimatyzacyjnych opartych na klimakonwektorach, belkach chłodzących czy układach VRF. Dodatkowym atutem systemów klimatyzacyjnych z pompami ciepła WLHP jest fakt, że nie będą one podlegać rejestracji w zakresie F-gazów w Centralnym Rejestrze Operatorów i tym samym obowiązkowi prowadzenia przez operatorów m.in. kart jednostek i okresowych kontroli szczelności.



abstract

The article describes the principle of operation of WLHP systems, their advantages and disadvantages, and possible areas of application. During time of high costs of energy WLHP systems can be an alternative for currently used air conditioning systems based on fan coils, chilled beams or VRF systems. An additional advantage of WLHP systems is the fact that they can be not considered as products to be registered in the Central Registry of Operators and avoid some obligation to lead by operators, like running documentation or periodic cards leak testing.


Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!


[powietrze,pompy ciepła,systemy WLHP,ogrzewanie biura]

   24.08.2018
Dostęp do pełnej treści tego artykułu jest BEZPŁATNY, wymaga jednak zalogowania.
Logowanie
zapomniałem hasła
Załóż konto
Jeśli nie masz jeszcze Konta Użytkownika - prosimy o wypełnienie formularza rejestracyjnego. Czas potrzebny na założenie Konta Użytkownika to max. 1 minuta.
Chcę założyć konto użytkownika
Dlaczego warto założyć konto użytkownika?
otrzymujesz bezpłatny dostęp do wielu przydatnych informacji: artykułów znanych ekspertów, przeglądów produktów, porad i raportów
co tydzień otrzymasz bezpłatny Newsletter informujący o nowych artykułach, produktach i wydarzeniach związanych z izolacjami i rynkiem budowlanym
będziesz miał możliość brania udziału w konkursach z cennymi nagrodami
utworzysz swój Profil, dzięki któremu będziesz mógł brać udział w dyskusjach na Forum, wymieniać się poglądami z innymi użytkownikami oraz pisać opinie i komentarze
będziesz otrzymywać powiadomienia o promocjach i rabatach w naszej Księgarni Technicznej oraz zniżkach w sklepach naszych partnerów biznesowych.
Jednocześnie zapewniamy Cię, iż podczas rejestracji nie zbieramy żadnych szczegółowych danych personalnych i teleadresowych. W każdej chwili możesz zmienić swoje dane lub zażądać usunięcia konta.
Przed założeniem Konta sugerujemy zapoznać się z regulaminem.

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Nowoczesne rozwiązania dla oczyszczalni ścieków  »

 oczyszczanie ścieków

Dowiedz się więcej »


 



Czy wiesz, w jaki sposób obniżyć koszty zużycia energii? » Wybierz właściwy system wentylacji do budynku, domu, mieszkania »
oszczedzanie energii oprogramowanie
Niskie zużycie energii jest ważne zarówno ze względów ekonomicznych jak i ochrony środowiska. W systemie grzewczym jest wiele czynników, które wpływają na całkowitą wydajność. (...) czytam więcej »  czytam więcej »

 


Co zrobić aby ocieplić dom jeszcze lepiej »

ocieplanie domu

 

Dowiedz się więcej »


 



Dobierz klimatyzator do swojego mieszkania » Jesteś Instalatorem? Odbierz kod na darmową kawę »
program lojalnościowy dla instalatorów kawa dla instalatora
czytam więcej » spróbuj już dziś »

 



Poznaj nowe style w kolekcji sanitarnej » Zdradzamy błędy przy projektowaniu systemów tłocznych kanalizacji ściekowej »
kolekcja sanitarna  klimatyzator
czytam więcej » Na system tłoczny składają się przepompownie (pompy), współpracujące z nimi rurociągi tłoczne oraz studnie rozprężne. Najprostszym układem jest współpraca jednej przepompowni z rurociągiem tłocznym bez bocznych dopływów ciśnieniowych (...) czytam 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
11/2018

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 11/2018
W miesięczniku m.in.:
  • - O programie Czyste Powietrze
  • - Narzędzia do modelowania budynku
Zobacz szczegóły
DAB PUMPS POLAND Sp. z o.o. DAB PUMPS POLAND Sp. z o.o.
DAB oferuje innowacyjne rozwiązania technologiczne , zapewniające niezawodność, efektywność oraz optymalizację zużycia energii w...
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