Reklama
Reklama
 
 
 
Praca pompy ciepła powietrze-woda z czynnikami chłodniczymi o niskim GWP
Ocena użytkowników: / 0
SłabyŚwietny 
Data dodania: 11.04.2017

Czynniki chłodnicze o oznaczeniach R134a, R404A, R410A to najpopularniejsze czynniki stosowane w sprężarkowych powietrznych pompach ciepła. Z uwagi na niekorzystne oddziaływanie czynników chłodniczych na środowisko obecnie poszukuje się nowych, najlepiej neutralnych w odniesieniu do atmosfery ziemskiej. Alternatywne substancje powinny cechować się zerową wartością liczby ODP oraz niską wartością współczynnika GWP. 

 

 

Pompy ciepła z roku na rok stają się coraz bardziej popularne na polskim rynku. Głównym zadaniem pompy ciepła jest wykorzystanie energii odnawialnej, niskotemperaturowej, zawartej w gruncie, wodzie lub powietrzu. Następnie przetransportowanie jej na wyższy poziom energetyczny do wytworzenia ciepła o wyższej temperaturze, przy wykorzystaniu zewnętrznej energii: mechanicznej, cieplnej lub elektrycznej [2]. Z uwagi na rodzaj dolnego źródła ciepła wyróżniamy pompy ciepła: gruntowe (poziome, pionowe), powietrzne i wodne.

 

Do poprawnej pracy pompy ciepła niezbędny jest czynnik chłodniczy, który krąży wewnątrz układu chłodniczego i podlega procesom parowania, sprężania, skraplania oraz dławienia, pośrednicząc w wymianie ciepła. Ciepło pobierane jest z dolnego źródła ciepła podczas wrzenia czynnika w parowniku w niskiej temperaturze i pod niskim ciśnieniem, a następnie przekazywane do górnego źródła ciepła w skraplaczu w procesie skraplania. Proces skraplania przebiega pod wysokim ciśnieniem i w wysokiej temperaturze.

 

Do prawidłowego działania powietrznej pompy ciepła potrzebny jest również czynnik chłodniczy. Ten jednak (w większości przypadków) charakteryzuje się szkodliwym wpływem na środowisko.

 

Parlament Unii Europejskiej w celu ochrony środowiska wprowadził regulacje prawne dotyczące substancji, które wpływają na wzmożenie efektu cieplarnianego i niszczenie warstwy ozonowej. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady nr 517/2014 z dnia 16 kwietnia 2014 roku jest obecnie obowiązującym aktem prawnym i dotyczy fluorowanych gazów cieplarnianych. Głównym celem ustawy jest ochrona środowiska poprzez zmniejszenie emisji fluorowanych gazów cieplarnianych poprzez odzyskiwanie czynników, ograniczanie bądź zaniechanie ich stosowania. Według przyjętych założeń do 2030 roku poprzez unikanie wykorzystywania fluorowanych gazów cieplarnianych ich emisja powinna zostać zredukowana o 2/3 w stosunku do emisji odnotowanej w roku 2010. Natomiast do 2050 roku emisja gazów cieplarnianych powinna być zredukowana o około 85% w odniesieniu do poziomu z roku 1990. Szczegóły dotyczące wycofywania z użycia omawianych gazów znajdują się załączniku wyżej wymienionego rozporządzenia [1].

 

 

2017 02 57 1

Rys. 1. Sprzedaż pomp ciepła w Polsce w latach 2010−2015, na podstawie [3]

 

 

Polski rynek pomp ciepła

 

Sprzedaż pompy ciepła w Polsce z roku na rok jest coraz większa. Zainteresowanie tego typu urządzeniami systematycznie rośnie. W główniej mierze wykorzystywane są w budownictwie jednorodzinnym do ogrzewania budynku oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej. Wykorzystując dane przedstawione przez Polską Organizację Rozwoju Technologii Pomp Ciepła (PORT PC), na rysunku 1. zaprezentowano ogólną sprzedaż pomp ciepła w Polsce w latach 2010−2015. Natomiast rysunek 2. przedstawia sprzedaż powietrznych pomp ciepła powietrze-woda, powietrze- woda CWU oraz woda-woda [3]. Średnio co roku sprzedaż wzrasta o około 20%. Na przełomie roku 2012/2013 wystąpiła największa dynamika sprzedaży. Analizując rysunek 2. można zauważyć, że rynek pomp ciepła woda-woda jest ustabilizowany. Średnia sprzedaż roczna oscyluje w granicach 4700 sztuk. W przypadku pomp ciepła pracujących w układzie powietrzewoda sprzedaż systematycznie wzrasta. Na rysunku 3. przedstawiono udział poszczególnych rodzajów pomp ciepła w 2015 r. Największym zainteresowaniem cieszyły się urządzenia przeznaczone do przygotowania CWU. Udział tego typu pomp ciepła wyniósł około 40%. W roku 2015 największy wzrost sprzedaży dotyczył pomp ciepła powietrze-woda. W stosunku do roku poprzedzającego, sprzedano o 70% więcej urządzeń tego typu. Przyczyny tak dużego zainteresowania tego rodzaju pompami ciepła mogą wynikać z: ƒƒ

  • niskich kosztów zakupu i eksploatacji, ƒƒ
  • zmian w warunkach technicznych dla budynków dokonanych w 2014 roku dotyczących izolacyjności przegród oraz planowanej nowelizacji na rok 2017, ƒƒ
  • łagodniejszych okresów zimowych w ostatnich latach, ƒƒ
  • większej tendencji do budowania domów o powierzchni nie przekraczającej 130 m2, ƒƒ
  • większej świadomości ludzi do korzystania z odnawialnych źródeł energii.

 

 

2017 02 57 2

Rys. 2. Sprzedaż powietrznych pomp ciepła w Polsce w latach 2010−2015, na podstawie [3]

 

2017 02 58 1

Rys. 3. Sprzedaż poszczególnych rodzajów pomp ciepła w Polsce w 2015 r., na podstawie [3]

 

 

Charakterystyka czynników chłodniczych o niskim współczynniku GWP

 

(...)

 

Analiza współpracy pompy ciepła z zastosowaniem czynników o niskim współczynniku GWP

 

(...)

 

Podsumowanie

 

Wybór odpowiedniego czynnika chłodniczego dla układu pompy ciepła jest trudnym zagadnieniem. Podczas doboru należy wziąć pod uwagę kilka aspektów: wydajność urządzenia, bezpieczeństwo dla środowiska oraz bezpieczeństwo użytkownika, a następnie dokonać wyboru optymalnego czynnika. Wymagania prawne oraz troska o środowisko naturalne wymusza na producentach stosowanie w układach chłodniczych czynników chłodniczych o niskich wartościach współczynnikach GWP. Z kolei klient wymaga od produktu jak największej sprawności i wydajności. W przypadku analizowanych czynników, nowe substancje są bezpieczniejsze dla środowiska, ale wartości współczynników COP na ogół przyjmują niższe wartości, wyjątkiem jest propan (R290). Różnica zazwyczaj nie przekracza 5%. Przy tak małych różnicach pomiędzy uzyskanymi wartościami współczynników COP, ochrona środowiska ma większe znaczenie. Propan (R290) wydaje się być bardzo dobrym zamiennikiem. W porównaniu do czynnika, dla którego ma być zamiennikiem, uzyskał wyższe wartości współczynnika COP. Ponadto posiada dużą wartość jednostkowego ciepła parowania. Wpływa to na zmniejszenie ilości czynnika w układzie chłodniczym. Niekorzystną cechą jest wysoka klasa palności, która negatywnie wpływa na bezpieczeństwo użytkowania. Wprowadzanie nowych czynników na ogół zawsze wywołuje kontrowersje i wzbudza obawę wśród projektantów, serwisantów oraz użytkowników. Rynek chłodniczy również wymaga czasu na przygotowanie i przystosowanie się do nowych wymagań. Dlatego też wycofywanie z użytku substancji o wysokich wartościach współczynnika GWP jest stopniowe i rozciągnięte w długim okresie czasu. Niekorzystny wpływ czynników chłodniczych na atmosferę można zaobserwować dopiero po pewnym okresie czasu. W związku z tym należy wcześniej podejmować odpowiednie kroki, aby chronić atmosferę ziemską. Poszukiwać nowych czynników chłodniczych, które będą odpowiednimi zamiennikami już istniejących a następnie wprowadzać je do użytku.

 

 

2017 02 62 1

 

 

 

mgr inż. Piotr KOPEĆ
Wydział Mechaniczny Instytutu Inżynierii
Cieplnej i Procesowej,
Politechnika Krakowska

 

 

LITERATURA:

[1] Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) NR 517/2014 z dnia 16 kwietnia 2014 r.

[2] ZALEWSKI Wojciech: Pompy ciepła sprężarkowe, sorpcyjne i termoelektryczne. Gdańsk. Wydawnictwo IPPU Masta. 2001.

[3] Spektakularny wzrost rynku powietrznych pomp ciepła w 2015 roku! Port PC. Chłodnictwo&Klimatyzacja. 1-2 (204). s.31–32. 2016.

[4] WESOŁOWSKI Andrzej: Kontrowersje związane z R1234yf jako czynnikiem chłodniczym. Chłodnictwo&Klimatyzacja. 10 (146). s.16–19. 2010.

[5] BONCA Zenon, BUTRYMOWICZ Dariusz, DAMBEK Dariusz, DEPTA Albert, TARGAŃSKI Waldemar: Poradnik Czynniki chłodnicze i nośniki ciepła – własności cieplne, chemiczne i eksploatacyjne. Gdańsk. Wydawnictwo IPPU Masta. 1998.

[6] BOHDAL Tadeusz, CHARUN Henryk, KUCZYŃSKI Waldemar: Analiza wyboru czynników roboczych dla sprężarkowych wysokotemperaturowych powietrznych pomp ciepł”. Chłodnictwo 9. s.24–32. 2015.

[7] BOHDAL Tadeusz, CHARUN Henryk, KUCZYŃSKI Waldemar: Wybrane aspekty prawnotechniczne i ekologiczne stosowania sprężarkowych pomp ciepła. Annual Set The Environment Protection 17. s.461–484. 2015.

[8] TARGAŃSKI Waldemar: Alternatywne syntetyczne czynniki chłodnicze. Chłodnictwo&Klimatyzacja. 1–2 (204). s.58–61. 2016.

[9] KAŁUŻA Janusz, ZASADA Dominik: Co nowego w sprawie F-gazów? Chłodnictwo&Klimatyzacja. 4 (206). s.10–11. 2016.

[10] Czynniki chłodnicze – raport Bitzer wydanie 18.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PODOBNE ARTYKUŁY:

Reklama

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2017

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2018

  • Pompy ciepła 2015

  • Pompy ciepła 2016

  • Pompy ciepła 2017

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2015

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2016

  • Pompy ciepła 2014

  • Pompy ciepła 2012

  • Pompy ciepła 2013

Reklama

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.