Page 15 - Informator Instalacyjny-murator 2014 DEMO

❘ ❘ ❘ Zasada działania pomp ciepła
Pierwszy obieg to dolne źródło, czyli akumulator energii słonecznej
znajdujący się w otaczającym nas środowisku. Może być nim grunt,
woda gruntowa lub powietrze. Aby odzyskać energię z gruntu, ukła-
damy w nim kolektor gruntowy poziomy lub sondy pionowe w postaci
przewodów polietylenowych o średnicy 32−40 mm, wypełnionych
wodnym roztworem glikolu. Wwypadku wody gruntowej pobieramy ją
ze studni głębinowej poprzez pośredni wymiennik płytowy, skąd ciepło
przekazywane jest na „krótki obieg” glikolu dopływającego do pompy.
Układ taki jest zalecany w celu zabezpieczenia wymiennika zainstalowa-
nego w pompie ciepła przed osadami pochodzącymi z wody gruntowej.
Zrzut wody schłodzonej powinien następować do drugiej studni, tzw.
chłonnej. Gdy dolnym źródłem jest powietrze, odzysk ciepła następuje
z zewnętrznego lub wewnętrznego powietrza wentylacyjnego za pomocą
wentylatora umieszczonego w pompie ciepła.
Odebrane ze środowiska ciepło transportujemy do układu chłodni-
czego pompy, na który składają się: dwa wymienniki ciepła nazywane
(od pełnionych funkcji) parownikiem i skraplaczem, sprężarka i zawór
rozprężny. Oprócz tych elementów urządzenie powinno być fabrycznie
wyposażone w dwie pompy obiegowe: dolnego i górnego źródła, oraz
czujniki temperatur i system sterowania. Temperatura uzyskana z dolne-
go źródła jest wystarczająca, aby w wymienniku płytowym (parowniku)
odparował czynnik chłodniczy drugiego obiegu. W postaci gazowej jest
on następnie sprężany przez sprężarkę. Znacznemu wzrostowi ciśnienia
towarzyszy duży przyrost temperatury i gaz ze sprężarką może osiągnąć
nawet 90°C. W postaci przegrzanej pary czynnik chłodniczy wpływa
do kolejnego wymiennika (skraplacza), w którym następuje wymiana
ciepła do obiegu trzeciego – systemu grzewczego (wody grzewczej).
W skraplaczu gaz ulega skropleniu i w postaci ciekłej dopływa do za-
woru rozprężnego, w którym następuje redukcja ciśnienia, a wraz z nim
temperatury. Ochłodzony czynnik chłodniczy po raz kolejny wpływa do
parownika, zamykając cykl pracy. Woda grzewcza, która może osiągać
temperaturę 65°C, używana jest do przygotowania ciepłej wody kotło-
wej, wykorzystywanej do podgrzewania wody użytkowej, ogrzewania
budynku, a także w procesach technologicznych urządzeń przemysło-
wych poprzez instalację grzewczą, np. grzejnikową, płaszczyznową lub
mieszaną. Do pracy pompy ciepła potrzebna jest więc wyłącznie energia
elektryczna napędzająca sprężarkę i pompy obiegowe oraz prawidłowo
wykonane dolne i górne źródło ciepła.
❘ ❘ ❘ Błędy związane z instalowaniemdolnego źródła
Najczęściej spotykanym błędem w wykonawstwie instalacji na bazie
pomp ciepła jest złe zwymiarowanie kolektora gruntowego, a wła-
ściwie jego niedowymiarowanie. Wynika to zwykle z błędnej oceny
przewodności cieplnej gruntu i zastosowania do wyliczeń zbyt wyso-
kiego współczynnika przewodzenia gruntu λ [W/(mK)] lub braku
zachowania minimalnych odległości poszczególnych pętli kolektora
gruntowego. Użycie zbyt małych wymienników ciepła i długotrwała
praca w trybie pełnego obciążenia mogą skutkować, przez stosun-
kowo krótki okres, bardzo niskimi temperaturami źródeł ciepła, aż
do osiągnięcia dolnej granicy temperatury zastosowania urządzenia
(w przypadku pomp gruntowych zazwyczaj – 5oC) i zablokowania jego
pracy. Na uniknięcie tego typu błędu pozwala wykonanie rozpoznania
geologicznego na podstawie map geologicznych i wyliczenie średniej
wartości współczynnika przewodzenia ciepła λ jako średniej ważonej
dla różnych warstw gruntu, w których zostanie zabudowany wymien-
nik ciepła. W przypadku wykonywania projektów i ofert wstępnych
zaleca się przyjmowanie sugerowanej wartości jednostkowej mocy
chłodniczej 40 W/m dla kolektora gruntowego pionowego i 20 W/
m2 dla kolektora gruntowego poziomego (dla parametrów dolnego
źródła B0/W35 i czasu pracy sprężarki do 2000 h), zgodnie z wytycz-
nymi PORT PC [1]. Prawidłowe zwymiarowanie ułatwia stosowanie
programów symulacyjnych do doboru wymienników ciepła, które
uwzględniają bezpieczne wartości współczynników przewodzenia.
Należy pamiętać, że przy przekroczeniu czasu pracy 2000 h/rok trzeba
proporcjonalnie zwiększyć wielkość wymiennika dolnego źródła.
Informator Instalacyjny-murator 2014
Profesjonalista profesjonaliście
Więcej informacji o produktach w serwisie /produkty
Błędy, skutki i sposoby ich unikania
w instalacjach z pompami ciepła
Systemy z pompą ciepła stanowią zależne od siebie obiegi (dolne źródło
– pompa ciepła − system grzewczy), które można porównać do trzech kół
zębatych. Gdy jedno z nich się zatrzyma, przestanie pracować całość.
dr inż. Małgorzata Smuczyńska
kierownik działu odnawialnych źródeł energii, Nibe-Biawar
ekspert
Więcej na ten temat czytaj w nowym
„Informatorze Instalacyjnym-
-murator” 2014