SPIS TREŚCI

1. Wstęp

1.1. Idea działania oraz zastosowanie pomp ciepła

1.2. Podstawowe systemy grzewcze budynków mieszkalnych

1.3. Cel i zakres pracy

2. Charakterystyka urządzenia

2.1. Teoretyczna oraz praktyczna zasada działania

2.2. Czynnik roboczy

2.3. Gruntowe pompy ciepła (solanka - woda)

2.4. Wodne pompy ciepła (powietrze - woda)

2.5. Powietrzne pompy ciepła (woda - woda)

3. Wytyczne niezbędne do projektu układu

3.1. Opis budynku mieszkalnego

3.2. Analiza energetyczna domu jednorodzinnego

3.3. Projektowana charakterystyka energetyczna budynku

3.4. Projektowe starty ciepła przestrzeni ograniczonej (bilans cieplny)

4. Projekt instalacji i układu

4.1. Obieg jednostopniowy

4.2. Obieg jednostopniowy z dochłodzeniem (ΔTd = 3K)

4.3. Obieg jednostopniowy z rekuperatorem

4.4. Charakterystyka obiegu jednostopniowego z rekuperatorem

5. Projekt gruntowego wymiennika ciepła

5.1. Podstawowe założenia projektowe

5.2.Współczynnika przejmowania ciepła

5.3. Opory cieplne

5.4. Długości wymiennika gruntowego

5.5. Obliczenie parametrów ziębiwa

6. Dobór i instalacja popy ciepła

6.1. Dobór armatury

6.2. Wykonanie odwiertów

6.3. Instalacja w pomieszczeniu

6.4. Uruchomienie i konserwacja- koszty

7.Podsumowanie

Literatura

Załączniki

Załącznik A   Rzut partery domu jednorodzinnego

Załącznik B   Rzut boku domu jednorodzinnego

Załącznik C   Obieg grzewczy i c.w.u.

Załącznik D   Instalacja urządzenia

Załącznik E   Konserwacja pompy ciepła i systemu grzewczego

Załącznik F   LANDMAX GT - Dane techniczne

1. Wstęp

1.1.  Idea działania oraz zastosowanie pomp ciepła

Pompy ciepła są obecnie, obok kolektorów słonecznych, najbardziej popularnymi systemami grzewczymi budynków mieszkalnych. Są tym samym, najnowocześniejszymi urządzeniami gromadzącymi energię bez konieczności użycia tradycyjnego pieca czy też paliw naturalnych – potrzebny jest jedynie stały dostęp do prądu elektrycznego. Ilości doprowadzanej energii elektrycznej do urządzenia, są niemal kilka razy niższe od ilości otrzymanej energii cieplnej – a zatem jest to bardzo opłacalne. Zainteresowanie tego typu urządzeń grzewczych, z roku na rok, staje się coraz większe, a co za tym idzie, powoli stają się stałym elementem rynku urządzeń grzewczych. Powodem ich coraz większej popularności, jest niezaprzeczalnie fakt o posiadaniu przez nie wszechstronność grzewczej, a także niski koszt eksploatacji urządzeń wchodzących w skład całej instalacji. Pompy ciepła, charakteryzują się zatem funkcją ogrzewania całego budynku, możliwością jego chłodzenia, a także możliwością podgrzewania ciepłej wody użytkowej (c.w.u.).

Zasada ich działania, nie należy do bardzo skomplikowanych i prosty jej schemat pokazuje rys. 1.1. Pompy ciepła pozwalają na wykorzystanie zakumulowanej energii cieplnej (słonecznej) w gruncie, wodzie a także w samym powietrzu. Pobierając ciepło z otoczenia, podnoszą tym samym jego temperaturę oraz oddają je systemowi grzewczemu. A zatem można stwierdzić, iż działają na tej samej zasadzie co typowa lodówka czy też klimatyzator. Jednakże, do ich celów nie należy odbieranie ciepła (np. od produktów znajdujących się wewnątrz lodówki), lecz  dostarczenie ciepła, czyli to, co lodówka wykonuje na wymienniku umieszczonym z tyłu obudowy.  

Rys. 1.1. Schemat zasady działania pompy ciepła [20]

Ogrzewanie pompą ciepła składa się z czterech podstawowych elementów:

·         naturalnego źródła ciepła,

·         właściwego typu pompy ciepła,

·         systemu rozdzielającego,

·         systemu akumulacyjnego.

W zamkniętym obiegu pompy ciepła medium robocze (np. solanka) przejmuje zadanie przekazywania i transportowania ciepła. Właściwy odzysk ciepła ze środowiska zachodzi w parowniku instalacji. Wykorzystuje się do tego właściwość płynnego środka chłodzącego, który podczas wrzenia paruje, również przy panujących ujemnych temperaturach, gromadząc przy tym pobraną energię. Objętość środka chłodniczego, który przyjmuje postać parową, zostaje następnie zmniejszona w sprężarce. Wzrasta przy tym znacznie ciśnienie, a przez to również jego własna temperatura. Gorący środek chłodniczy kolejno płynie dalej do skraplacza, wymiennika ciepła, w którym ciepło odzyskane ze środowiska zostaje w naturalny sposób przekazane systemowi grzewczemu (rys. 1.1). Środek chłodniczy, który przez ochłodzenie wrócił to swojej początkowej ciekłej postaci, może po obniżeniu ciśnienia i temperatury w zaworze rozprężnym, znowu pobierać ciepło z otoczenia. Wówczas obieg zaczyna się powtarzać od początku.

Pompy ciepła o mocy od kilku do kilkunastu kilowatów, służą gównie do ogrzewania typowych domów jednorodzinnych o średniej powierzchni mieszkalnej wynoszącej do 175 m2. Znaczna większość z nich pobiera ciepło z powietrza atmosferycznego, oraz współpracuje z innymi systemami grzewczymi np. z elektrycznym bądź centralnym. Latem ,w czasie upałów, działają jak typowy klimatyzator. Jeżeli chodzi natomiast o pompy ciepła małej mocy (rzędu kilku kilowatów), świetnie nadają się do podgrzewania samych, stosunkowo małych, ilości wody użytkowej.

Jednakże, stosowanie ich nie ogranicza się jedynie do samego ogrzewania budynków mieszkalnych, ale także do np. ogrzewania magazynów oraz hal przemysłowych, produkcyjnych czy też ...