SPIS TREŚCI

1. Wstęp              3

1.1. Idea działania oraz zastosowanie pomp ciepła              3

1.2. Podstawowe systemy grzewcze budynków mieszkalnych              6

1.3. Cel i zakres pracy              13

2. Charakterystyka urządzenia              14

2.1. Teoretyczna oraz praktyczna zasada działania              14

2.2. Czynnik roboczy              19

2.3. Gruntowe pompy ciepła (solanka-woda)              21

2.4. Powietrzne pompy ciepła (powietrze-woda)              27

2.5. Wodne pompy ciepła (woda-woda)              30

3. Wytyczne niezbędne do zaprojektowania układu grzewczego              33

3.1. Opis techniczny budynku mieszkalnego              33

3.2. Analiza energetyczna domu jednorodzinnego              35

3.3. Projektowana charakterystyka energetyczna budynku              39

3.4. Projektowe starty ciepła przestrzeni ograniczonej (bilans cieplny)              47

4. Projekt instalacji i układu grzewczego              56

4.1. Wariantowa identyfikacja parametrów obiegu              56

4.2. Obieg jednostopniowy              59

4.3. Obieg jednostopniowy z dochłodzeniem (ΔTd = 3K)              62

4.3. Obieg jednostopniowy z rekuperatorem              64

4.4. Charakterystyka obiegu jednostopniowego z rekuperatorem              68

5. Projekt gruntowego wymiennika ciepła              73

5.1. Podstawowe założenia projektowe              73

5.2. Współczynnik przejmowania ciepła              74

5.3. Opory cieplne              75

5.4. Długości wymiennika gruntowego              76

5.5. Obliczenie parametrów chłodziwa              78

6. Dobór i instalacja              81

6.1. Dobór armatury              81

6.2. Instalacja na zewnątrz budynku              83

6.3. Podłączenie armatury w budynku              88

6.4. Uruchomienie i konserwacja - koszty              93

7. Podsumowanie              96

  Literatura              97

  Wykaz Norm              99

   Załącznik              100

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 rysunek 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

-     właś...