Pompy ciepła

Energia jest wszędzie w ziemi powietrzu i wodzie

    Pompa ciepła jest urządzeniem, w którym następuje transformacja energii cieplnej z niższego na wyższy poziom temperaturowy. Inaczej mówiąc pompa ciepła pobiera energię cieplną z ośrodka o niskiej temperaturze i oddaje ją do ośrodka o temperaturze wyższej. Zgodnie z zasadą termodynamiki przepływ ciepła następuje zawsze od ciała o wyższej temperaturze do ciała o temperaturze niższej. Pompa ciepła dokonuje odwrotnego procesu. Odbywa się on przy udziale dodatkowej porcji energii dostarczonej z zewnątrz. W przypadku sprężarkowej pompy ciepła, ta dodatkowa energia dostarczana jest, w formie energii elektrycznej, do napędu sprężarki chłodniczej zamontowanej w pompie ciepła.

    Na rys.1 schematycznie przedstawiono różne sposoby przenoszenia energii cieplnej z tzw. dolnego źródła ciepła do górnego źródła ciepła. Jak widać sprężarkowa pompa ciepła ma taki sam schemat przepływu energii jak doskonale znana chłodziarka. Różnica polega tylko na innych poziomach temperatur źródeł ciepła. Przepływ energii w sprężarkowej pompie ciepła odbywa się pomiędzy źródłem ciepła o niskiej temperaturze tzw. dolnym źródłem ciepła (w zakresie od -15°C do +15°C), a źródłem ciepła o wysokiej temperaturze tzw. górnym źródłem ciepła (od +35°C do +60°C). Proces ten zachodzi dzięki energii elektrycznej dostarczonej do napędu sprężarki. Energetyczny bilans pompy ciepła ma postać (dla obiegu doskonałego):

Q_q  = Q_o  +  L
gdzie:
Q_q- energia cieplna oddana w górnym źródle ciepła
Q_o - energia cieplna pobrana z dolnego źródła ciepła
L - praca sprężarki (energia napędowa)

    W praktyce obieg doskonały nie istnieje i występują wszelkiego rodzaju straty energii poprzez tarcie elementów mechanicznych, straty ciepła przez ścianki urządzenia, itp. Miarą doskonałości pompy ciepła jest współczynnik wydajności grzejnej COP. Daje on informację jak duży udział energii napędowej jest w ilości energii przekazanej do górnego źródła ciepła.

Współczynnik wydajności grzejnej (teoretyczny) określa wzór:

    Pożądane jest aby współczynnik ten miał jak najwyższą wartość. Wówczas ilość energii zużytej do napędu pompy ciepła "daje" największą ilość ciepła do wykorzystania po stronie górnego źródła ciepła. W obecnie produkowanych pompach ciepła współczynnik ten waha się granicach od 2,5 do 6,6 ( w szczególnych wypadkach nawet do 15 ) w zależności od warunków pracy. Współczynnik wydajności grzejnej jest tym wyższy im niższa jest różnica temperatur pomiędzy dolnym a górnym źródłem ciepła. W celu najbardziej ekonomicznej eksploatacji pompy ciepła należy dążyć tego, aby dolne źródło ciepła miało jak najwyższą temperaturę, a górne źródło ciepła – jak najniższą. Dlatego pożądane jest zasilanie np. instalacji centralnego ogrzewania czynnikiem grzewczym o jak najniższej temperaturze.

Zasada pracy pompy ciepła:

• Czynnik*) obiegu dolnego źródła płynąc w wężownicy odbiera energię cieplną z gruntu, powietrza lub wody
• W parowniku pompy podgrzany czynnik obiegu dolnego źródła oddaje ciepło zimnemu czynnikowi chłodniczemu**) obiegu wewnętrznego pompy ciepła. Czynnik chłodniczy podgrzewa się i odparowuje, stając się gazem.
• Gaz zostaje sprężony przez sprężarkę. Wytworzone w tym procesie ciepło jest przekazywane w skraplaczu do systemu instalacji centralnego ogrzewania budynku.
• Skroplony gaz po przejściu przez zawór rozprężny obniża swoje ciśnienie oraz temperaturę i przepływa do parownika, gdzie ponownie odbiera ciepło od czynnika obiegu dolnego źródła i proces zaczyna się ponownie.

    Podstawą działania pompy ciepła jest wzrost temperatury gazu przy jego sprężaniu i spadek temperatury przy rozprężaniu. Podobny efekt ogrzewania powstaje przy sprężaniu powietrza w pompce rowerowej. Przykładem chłodzenia wskutek rozprężania jest rozpylenie dezodorantu na rękę.

* Czynnik obiegu dolnego źródła jest cieczą niezamarzającą, np. mieszaniną wody i alkoholu lub glikolu.

** ze względu na ochronę środowiska stosowane są obecnie freony hydrofluorowęglowodorowe (HFC) zamiast niebezpiecznych dla warstwy ozonowej freonów wodoro chloro fluoro węglowodorowych (HCFC);czynnik chłodniczy znajduje się w obiegu zamkniętym w pompie ciepła i nie ma kontaktu z otoczeniem.

Rodzaje dolnych źródeł pomp ciepła

    Ze względu na sposób odbioru energii z otoczenia, przekazywanej późnej do pompy ciepła można określić kilka wariantów. O ile odbiór energii naturze został już wielokrotnie opisany w literaturze, o tyle odzysk ciepła w procesach technologicznych stanowi daje pewne novum. O ile odbiór energii naturze ( z większym, czy mniejszym skutkiem ) mogą zrealizować standardowe firmy, to w przypadku procesów technologicznych sprawa staje się bardziej skomplikowana ( ale też efekty stosowania takich rozwiązań mogą być dużo lepsze ) i tu trzeba się zdać na odpowiedzialnego i profesjonalnego Partnera posiadającego ponad standardową wiedzę w tym zakresie

    Tu najbardziej kompetentnym partnerem, który wskaże najbardziej optymalny wybór dolnego źródła jest neon !!!

Dom, działka i rodzaj gruntu – wstępne pytania, które odpowiedzą jaki typ dolnego źródła zastosować ?

Dom

    W celu optymalnego doboru pompy ciepła należy podać firmie wykonawczej podstawowe informacje o obiekcie / inwestycji.

• Czy obiekt jest jedno, dwupoziomowy, czy jest podpiwniczony lub posiada strych?
• Powierzchnia domu
• Specjalna architektura – pokój typu "open space", wysoki sufit, duża ilości przeszkleń,
• Czy są plany przyszłej rozbudowy inwestycji (dodatkowa powierzchnia użytkowa, basen, itp).

Działka i rodzaj gruntu

    Jaka powierzchnię ma działka?
Jeżeli dolnym źródłem będzie gruntowy wymiennik poziomy to działka powinna mieć co najmniej 3 razy powierzchnię od domu wolnej przestrzeni (uwaga! działka tylko pod dolne źródło, nie cała działka budowlana). Terenie pod którym została położona wężownica można przeznaczyć na ogród, za wyjątkiem sadzenia drzew.

    W przypadku kiedy dolnym źródłem jest odwiert pionowy, należy jedynie zachować odstęp między odwiertami ok. 6 – 8 metrów (im większy odstęp tym lepiej – wskazane badania geologiczne).

Jakiego rodzaju jest grunt/podłoże ?

    Dolne źródło i koszt jest przygotowania zaleczy również od jakości gruntu. Najlepsze są gleby mokre, wilgotne, gliniaste zaś najsłabsze są gleby suche i piaszczyste. Na cenę dolnego źródła może mieć również wpływ ukształtowania terenu, w rejonie górzystym lub skalnym trudniej będzie wykonać odwiert.
Przy trudnych warunkach geologicznych warto zastanowić się na wyborem powietrznej pompy ciepła.

Jak głęboki będzie odwiert przy pionowym wymienniku gruntowym?

    Głębokość odwiertu zależy od jakości gleby oraz od mocy pompy ( bezpieczne założenie to uzysk 35-40 W z 1 mb odwiertu ). Najczyściej max. głębokością 1 odwiertu jest do 100 m, jeżeli dolne źródło musi mieć więcej głębokości to robiony jest kolejny odwiert, itd.

Czy nasz sąsiad ma pompę ciepła, jeżeli tak to jakie posiada dolne źródło i gdzie jest umiejscowione?

    Istotnym jest czy nasz sąsiad korzysta z pompy ciepła, jakie ma dolne źródło i gdzie jest ono zlokalizowane. Zbyt bliska odległość odwiertu sąsiada w stosunku do naszego odwiertu może osłabić jego efektywność.

    Jak odzyskać ciepło z technologii ?

    Skontaktuj się z neon !!!

ALTHERMA – alternatywa ogrzewania domu

    Na uwagę zasługuje szczególnie jedno rozwiązanie niskotemperaturowe, którego wartość została udowodniona w niskich temperaturach na Północy Europy – technologia pompy ciepła. Daikin, lider przemysłowy z ponad 40 letnim doświadczeniem w technologii pomp ciepła wprowadza na rynek Altherma, pompę ciepła przeznaczoną do ogrzewania domów, uzyskiwania ciepłej wody użytkowej oraz chłodzenia z wysoką oszczędnością energii.

Energia za darmo

    System powietrze – woda Altherma uzyskuje wystarczającą ilość ciepła do ogrzania domu z powietrza atmosferycznego, nawet przy najniższych temperaturach w okresie zimowym. Podczas gdy tradycyjne kotły mogą uzyskać efektywności energetyczne mniejsze od 1, Altherma osiąga efektywności energetyczne 3 lub większe. Powoduje to zużycie mniejszej ilości paliwa i zmniejszenia emisji CO2. Altherma może być podłączona do wszystkich standardowych grzejników niskotemperaturowych i instalacji ogrzewania podłogowego i jest odpowiednia do nowych oraz remontowanych instalacji.

Szybki i łatwy montaż
    Instalacja Althermy jest łatwa i szybka. Nie wymaga instalacji kominów, zbiorników paliwa i połączeń gazowych. Głównym podzespołem Althermy jest jednostka zewnętrzna i wewnętrzny moduł hydro. Kompaktową jednostkę zewnętrzną można umieścić na zewnątrz domów i apartamentów, zarówno nowych i istniejących budynków, nawet przy ograniczonej ilości miejsca. Pompa ciepła pobiera dostępne ciepło z powietrza i przenosi do modułu hydro, tam ciepło jest przekazywane do podgrzania wody, która jest pompowana do grzejników i elementów grzewczych w podłodze. Kompaktowy moduł hydro nie wymaga oddzielnego pomieszczenia technicznego i obejmuje wszystkie elementy sterowania oraz interfejs użytkownika.

Opcje ciepłej wody użytkowej i opcje chłodzenia

    Dostępna opcja ciepłej wody użytkowej zapewnia pełne wykorzystanie wydajności pompy ciepła przy podgrzewaniu ciepłej wody do temperatury 65º C lub większej. Można to osiągnąć dzięki zbiornikowi, którego dolna część jest ogrzewana wodą podgrzaną do 55°C za pomocą pompy ciepła. Dodatkowa grzałka elektryczna umieszczona w górnej części zbiornika ze stali nierdzewnej podwyższa dodatkowo temperaturę do wymaganego poziomu. Pełna możliwość współpracy z systemem solarnym neosol.

    Dostępna jest również opcja chłodzenia za pomocą modułu hydro. Umiarkowane chłodzenie jest osiągalne dzięki obiegowi wody chłodzącej przez grzejniki i podłogowy system grzewczy. Moduł hydro można również ustawić na maksymalne chłodzenie przez klimakonwektory.

Pewny i wydajny komfort przez cały rok

    Oprócz zwiększonej wydajności i zmniejszonej emisji wynikającej z pobierania ciepła z powietrza atmosferycznego, system charakteryzuje się również niezawodnością i wymaga niewielkich zabiegów konserwacyjnych. Altherma gwarantuje całoroczny komfort, nawet w klimatach o najniższych temperaturach. Najbardziej popularna konfiguracja to zwymiarowanie pompy ciepła na pokrycie pełnego obciążenia grzewczego przez 90-95% roku i użycie dodatkowego grzejnika elektrycznego do obsługi 5-10% obciążenia w najzimniejsze dni. Niniejsza opcja daje w rezultacie najlepszą równowagę kosztów montażowych i ciągłe zużycie energii, co potwierdza popularność urządzenia w np. Szwecji i Norwegii oraz coraz częściej w Polsce.

    Gwałtowny postęp w technologii grzewczej oraz usprawnienia w izolacji budynków sprawiają, że woda o temperaturze 55°C lub niższej wystarcza do ogrzania całego domu, nawet przy wyjątkowo niskich temperaturach zewnętrznych. Można zatem osiągnąć wysoki poziom komfortu, a dodatkowo niższe zużycie energii, dzięki mniejszej różnicy pomiędzy temperaturą emitera ciepła, a samego pomieszczenia. Najnowocześniejsze wodne systemy grzewcze działają w niskich temperaturach, dostarczając ciepło poprzez grzejniki lub systemy podłogowe, samodzielnie lub w połączeniu z innymi urządzeniami.
Optymalne wykorzystanie technologii pompy ciepła Altherma

    Pompy ciepła są czyste i niezawodne i standardowo wykorzystują technologię ‘woda-woda’ lub ‘powietrze-powietrze’. System ‘powietrze-woda’ Altherma stanowi najlepszą z obu technologii, łącząc w sobie wykorzystanie powietrza jako:

• źródła ciepła,
• niskie koszty inwestycji,
• działanie bez emisji zanieczyszczeń,
• łatwy montaż i eksploatację z komfortem zastosowania wodnego systemu grzewczego

Darmowa energia z powietrza

    Źródła ciepła dla niskotemperaturowych systemów grzewczych to m.in. konwencjonalne paliwowe kotły grzewcze oraz energia elektryczna. Altherma jest alternatywnym, o wiele bardziej wydajnym rozwiązaniem. Ponad 2/3 energii wykorzystywanej przez Althermę przez cały rok jest swobodnie dostępne w powietrzu. System może działać w temperaturach nawet do -20°C. Dzięki temu Altherma jest w stanie wytworzyć ilość ciepła niezbędną do komfortowego ogrzania domu. Aby podnieść niską temperaturę, każda pompa ciepła potrzebuje energii elektrycznej. Przykładowo, Altherma może dostarczyć budynkowi 3,8kW ciepła zużywając zaledwie 1 kW energii elektrycznej.
 

Elastyczne zastosowanie, łatwy montaż

    System Altherma składa się z dwóch kompaktowych jednostek – zewnętrznej:

 i wewnętrznej:

hydobox

     Jednostkę zewnętrzną można umieścić na zewnątrz nowego lub istniejącego już budynku mieszkalnego. Jednostkę wewnętrzną można zamontować w dowolnym miejscu, ponieważ nie wymaga ona specjalnego pomieszczenia technicznego.

    Pozostałymi elementami systemu są:
- wewnętrzne elementy grzejne w postaci:
 

    klimakonwektor
lub nisko temperaturowe ogrzewanie płaszczyznowe (np. podłogowe, ścienne ) ewentualnie standardowe grzejniki dobrane w opcji pracy niskich parametrów 40/30 ^oC.

- układ sterowania:

    system regulacyjny
- a także układ przygotowania cieplej wody użytkowej:

    zasobnik CWU – także dostępny w układzie do współpracy z systemem kolektorów słonecznych

System ALTHERMA® jest nieskomplikowanym systemem grzewczym. Ale jak każde rozwiązanie techniczne aby spełniało założone funkcje musi odpowiednio zwymiarowane !!!
w tej kwestii kompetentnym partnerem jest  neon !!!

Nasi partnerzy: