CASE STUDY Resublimacyjna Pompa Ciepła na naturalny gaz propan
Ocena użytkowników: / 8
SłabyŚwietny 
Data dodania: 28.04.2016

Wielu użytkowników poszukuje rozwiązań ekologicznych oraz wysoce wydajnych, które wpłyną pozytywnie na rentowność systemu grzewczego. Wynikiem tego od kilku lat obserwuje się stały wzrost zainteresowania pompami ciepła jako alternatywy dla konwencjonalnych źródeł ciepła.

 

 

 

2016 4 42 1

 

 

Dobrym przykładem urządzenia ekologicznego, a zarazem wysoce sprawnego jest innowacyjne urządzenie Resublimacyjna Pompa Ciepła. W poniższym artykule opisany zostanie model QH 16/81, aktualnie największe z urządzeń w typoszeregu producenta. Cały typoszereg obejmuje dodatkowo jednostki w wielkościach: QH 8/48 (EN 14511, 8,6 kW) oraz QH 12/61 (EN 14511, 10,7 kW). Producent posiada dokumentację patentową na wszystkie swoje urządzania.

 

 

Informacje wstępne

 

Moc osiągana przez model QH 16/81 w warunkach zimowych przy temperaturze -18°C wynosi 12,0 kW (COP powyżej 2,0) – im temperatura otoczenia będzie wyższa osiągana moc grzewcza oraz COP będą wzrastać. Według parametrów EN 14511 urządzenie posiada moc grzewczą nominalną Q = 16,7 kW, natomiast współczynnik efektywności COP 4,1. Transformator ciepła zaopatruje w ciepłą wodę na cele c.w.u. o temperaturze +55°C oraz c.o. o temperaturze +45°C. Maksymalne zaobserwowane COP wyniosło ponad 6,0. Urządzenie osiągnęło taki współczynnik na instalacji u jednego z Klientów.

 

Przytoczone urządzenie mimo faktu, że zostało sklasyfikowane jako pompa ciepła typu powietrze/woda, do swojej pracy nie potrzebuje wentylatorów, niweluje to dodatkowe źródło hałasu oraz zmniejsza pobór mocy. Resublimacyjna Pompa Ciepła QH 16/81 jest urządzeniem dwufunkcyjnym, które może zostać wykorzystane do celów c.o. oraz c.o./c.w.u. W przypadku pracy w trybie jednofunkcyjnym konieczne jest zastosowanie zbiornika buforowego lub dla pracy dwufunkcyj- nej – zbiornika buforowego oraz zbiornika ciepłej wody użytkowej (c.w.u.) z wężownicą. Resublimacyjna Pompa Ciepłą może współpracować z instalacjami niskotemperaturowymi, jako układy biwalentne, a także z różnymi źródłami ciepła takimi jak węzły ciepłownicze, kotły na paliwo stałe, ciekłe i gazowe. 

 

 

Układ chłodniczy

 

Maszyna realizuje tradycyjny lewobieżny obieg termodynamiczny, czerpiąc ciepło pary wodnej z powietrza atmosferycznego (resublimacja i skraplanie) i transportuje je do odbiorcy na cele ciepłej wody użytkowej (c.w.u.) oraz centralnego ogrzewania (c.o.). W transformatorach ciepła wykorzystywany jest ekologiczny czynnik R290 (propan), który nie wpływa zubożająco na warstwę ozonową oraz ma znikomy wpływ na efekt cieplarniany. Układ chłodniczy (cześć zewnętrzna) składa się z agregatu chłodniczego wraz z radiatorowym wymiennikiem ciepła pracującym jako parownik (QH 16/81 – 2 parowniki, składające się z 6 profili). Specjalna konstrukcja wymienników ciepła pozwala na zastąpienie ok. 1 000 m rury, jak w przypadku realizacji gruntowych pomp ciepła. Agregat chłodniczy na propan, w całości produkowany jest przez firmę Cool Craft, skonstruowany jest z najwyższej jakości komponentów. Na podstawowe wyposażenie składają się: sprężarka spiralna Copeland, podwójny zawór rozprężny Parker Sporlan, pełna linia cieczowa (Parker Sporlan) oraz płytowy skraplacz Onda. Cały agregat zamknięty jest w wytłumionej i wyciszonej obudowie (40 dB z 1 m). Całość układu chłodniczego zmontowana jest na wspólnej ramie i dostarczana jako jedno urządzenie.

 

 

2016 4 44 1

Rys. 1. Radiatorowy wymiennik ciepła

 

 

Układ hydrauliczny

 

Resublimacyjna Pompa Ciepła jako urządzenie grzewcze do odpowiedniej pracy potrzebuje układu odbioru ciepła skraplania. Ciepło to oddawane jest poprzez wymiennik płytowy. Odbiór ciepła odbywa się za pomocą wewnętrznego układu hydraulicznego. Schemat ideowy referencyjnego układu hydraulicznego współpracującego z kotłem olejowym został przedstawiony na rysunku nr 2. Wewnętrzny układ składa się z maksymalnie 17 dodatkowych urządzeń. Do najważniejszych należą zbiornik buforowy 300 dm3 CO, zbiornik ciepłej wody użytkowej 400 dm3 z wężownicą, zawór regulacyjny oraz zawór kulowy trójdrogowy. Połączenie układu hydraulicznego z częścią chłodniczą powinno być wykonane z rury preizolowanej.

 

 

2016 4 44 2

Rys. 2. Logika pracy instalacji źródła ciepła – układ hydrauliczny pompy ciepła współpracujący z kotłem olejownym

 

 

Monitorning i sterowanie

 

Resublimacyjna Pompa Ciepła mogą zostać w opcji dodatkowej wyposażone w system zdalnego sterowania oraz monitoringu. Dzięki temu możliwy jest podgląd oraz regulacja parametrów pracy, co jest pomocne w diagnozowaniu ewentualnych nieprawidłowości w pracy układu. System monitoringu oraz sterowania obejmuje część hydrauliczną źródła ciepła oraz stronę czynnika chłodniczego. Przykład parametrów mierzonych z instalacji, przedstawia rysunek nr 3.

 

 

2016 4 45 1

Rys. 3. Ekran aplikacji monitoringu Resublimacyjnej Pompy Ciepła

 

 

System sterowania przygotowany został tak aby pracować w układach biwalentnych. Gdy dobór urządzeń przeprowadzony został w sposób prawidłowy, możliwe jest wyznaczenie temperatury punktu biwalentnego. Poniżej przedstawione zostały propozycje biwalentnego trybu pracy. Realizacja poniższych trybów jest możliwa dla pojedynczych lub zespołów pomp ciepła:

  • alternatywny – powyżej temperatury punktu biwalentnego, efekt grzewczy samodzielnie zapewnia Resublimacyjna Pompa Ciepła (RPC), a w przypadku gdy temperatura spadnie załącza się kocioł;
  • alternatywny autorski Quality Heat – powyżej temperatury punktu biwalentnego, efekt grzewczy zapewnia Transformator Ciepła, poniżej tej temperatury RPC przełącza się w tryb c.w.u., natomiast kocioł zapewnia efekt grzewczy c.o.;
  • równoległy klasyczny – powyżej temperatury punktu biwalentnego, efekt grzewczy samodzielnie zapewnia RPC, gdy temperatura spada kocioł pokrywa defi cyt mocy grzewczej. Urządzenia podłączone są równolegle do sprzęgła hydraulicznego;
  • równoległy autorski QH – powyżej temperatury punktu biwalentnego, efekt grzewczy samodzielnie zapewnia RPC, gdy temperatura spada transformator ciepła będzie wspierał pracę dodatkowego źródła ciepła poprzez podnoszenie temperatury na powrocie. Pozwala to na zmniejszenie zużycia paliwa. 

 

 

Porównanie z konwencjonalnymi źródłami ciepła

 

Dla każdego projektu może zostać przeprowadzona analiza kosztów eksploatacyjnych zastosowania transformatorów ciepła z porównaniem z konwencjonalnym źródłem ciepła. Celem analizy jest przedstawienie korzyści i oszczędności związane z zastosowaniem Resublimacyjnej Pompy Ciepła. Poniżej zostaną przedstawione wyniki oraz wnioski z wykonanej analizy montażu 4 jednostek TC 16/81 na cele c.w.u. Porównanie wykonano dla budynku Zakladu Opiekuńczo-Leczniczego, w którym głównym źródłem ciepła jest kocioł na olej opałowy lekki. W ciągu dnia w budynku przebywa ok. 200 osób, zużywając wodę na cele CWU oraz CO. Wszelkie dane oraz parametry zostały udostępnione przez Użytkownika.

 

Na podstawie wykonanych pomiarów, wynika, że średnie godzinowe zapotrzebowanie w ciągu dnia na ciepłą wodę na cele c.w.u. wynosi 2 m3/h. Według tych danych moc źródła ciepła została obliczona na 109 kW. Aby w pełni pokryć takie zapotrzebowanie, nawet przy temperaturze powietrza -20°C, zespół pomp ciepła powinien składać się z 8 jednostek QH 16/81. Przy temperaturze otoczenia +2°C, zespół ten będzie w stanie wytworzyć 134 kW mocy. Przewyższa to jednak realne zapotrzebowanie na moc cieplną, dlatego zaproponowane zostało zastosowanie 4 jednostek pomp ciepła, aby precyzyjniej dowymiarować docelowy układ.

 

Budynek, dla którego przeprowadzono analizę zużywa około 30 m3 wody ciepłej użytkowej na dobę. Energia cieplna, która jest potrzebna aby wytworzyć taką ilość wynosi 1641 kWh. Na podstawie wartości opałowej oleju opałowego, zgodnie z Rozporządzeniem Ministra W = 42 MJ/kg oraz sprawności kotła (80%) obliczona została energia cieplna z jednego litra oleju opałowego w wartości 8,02 kWh (2,88 zł brutto/litr). Resublimacyjna pompa ciepła potrzebuje natomiast tylko 2,11 kWh energii elektrycznej (COP=3,8, Taryfa G11 na rok 2015 – 1 kWh = 0,56 zł brutto). Koszt energii elektrycznej koniecznej do napędu pompy ciepła (taka sama ilość energii co w przypadku kotła) wynosi 1,18 zł, gdy dla kotła 2,88 zł. Zatem w celu przygotowania 30 m3 wody należy w ciągu doby zużyć odpowiednio 204,16 litrów oleju oraz 432 kWh energii elektrycznej.

 

 

Wnioski

 

Jak widać z wyżej przedstawionych wartości, eksploatacja Resublimacyjnej Pompy Ciepła jest opłacalna. Różnica w kosztach eksploatacyjnych (na podstawie realnych zużyć oraz cen) wynosi: 587,98 zł koszt oleju opałowego – 241,92 koszt energii elektrycznej RPC, co daje 345,60 zł zysku dziennie. Realny czas zwrotu inwestycji wynosi 1,5 roku. Resublimacyjna Pompa Ciepła może być traktowana jako nowy odbiorca energii elektrycznej, w takim przypadku realna obniżka ceny energii elektrycznej wyniesie nawet do 40%.

 

Resublimacyjna Pompa Ciepła jest urządzeniem bezobsługowym, wysoce sprawnym oraz ekologicznym. Dzięki zastosowaniu najwyższej jakości materiałów oraz komponentów, gwarancja na urządzenie może wynosić nawet do 15 lat. W celu podniesienia sprawności układu energię elektryczną można pozyskiwać również ze źródeł OZE, jakim są ogólnodostępne panele fotowoltaiczne. Instalacja pomp ciepła wpływa na zwiększenie efektywności energetycznej budynków, dlatego dostępne są specjalne kredyty oraz formy dofinansowania inwestycji. 

 

 

Zachęcam do odwiedzenia naszej strony www.lns.com.pl, gdzie znajduje się szczegółowy opis Resublimacyjnej pompy ciepła oraz wszelkie informacje.

 

 

mgr inż. Bartosz JAGIEŁA
Specjalista ds. techniczno-handlowych,
LNS Sp. z o.o

 

lns 300

LNS Sp. z o.o.
ul. Żernicka 9
55-010 Święta Katarzyna
tel: +48 71 716 44 50
fax: +48 71 716 44 51
e-mail: Adres poczty elektronicznej jest chroniony przed robotami spamującymi. W przeglądarce musi być włączona obsługa JavaScript, żeby go zobaczyć.
www.lns.com.pl

 

 

 

PODOBNE ARTYKUŁY:

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Pompy ciepła 2015

  • Pompy ciepła 2016

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2015

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2016

  • Pompy ciepła 2014

  • Pompy ciepła 2012

  • Pompy ciepła 2013

  • Termografia w podczerwieni 2009

  • Pompy ciepła 2010

  • Pompy ciepła 2011

 

 

  02 ss2  omii   kig 134x45 left  

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.