Pompy ciepła. Poradnik

Zastosowanie odnawialnych źródeł energii staje się coraz bardziej istotnym wymogiem współczesnej energetyki i ekologii. W Polsce, podobnie jak w innych państwach o gospodarce rynkowej, dzięki unowocześnianiu konstrukcji i wykorzystaniu ostatnich osiągnięć techniki i technologii, a głównie elektroniki, znacznie wzrosła energetyczna efektywność, a także niezawodność pomp ciepła. Prezentowany poradnik pomoże Czytelnikowi uniknąć podstawowych błędów popełnianych w instalacjach grzewczych z zastosowaniem pomp ciepła.

Autor opisuje budowę, pracę, sposoby doboru, instalację i ogólne cechy pomp ciepła. Jest to zarówno teoretyczny jak i praktyczny poradnik dla osób chcących zapoznać się z systemami ogrzewania opartymi na pompach ciepła jak i osób planujący wykonywać prace z pompami ciepła.

Pierwsze wydanie książki ukazało się we wrześniu 1966 r., a drugie w październiku 1999 r. Od tego czasu wiele zmieniło się w dziedzinie zastosowania pomp ciepła zarówno w Polsce, jak i świecie.
W wielu krajowych zakładach rozpoczęto produkcję lub montaż pomp ciepła, które stają się coraz popularniejszym źródłem ciepła, szczególnie w budownictwie rozproszonym i małych zakładach przetwórczych.
Sprężarkowe pompy ciepła wytwarzane w kraju nie ustępują pod względem energetycznym, funkcjonalnym i estetycznym wyrobom renomowanych firm zagranicznych, przy znacznie niższej cenie. Wiosną 2002 r. powstało Polskie Stowarzyszenie Pomp Ciepła, które podjęło próbę skonsolidowania rynku pomp ciepła w Polsce. Stowarzyszenie to uruchomiło Punkt Konsultacyjny Pomp Ciepła oraz dąży do stworzenia bazy danych wykorzystania pomp ciepła w kraju.
Sprawa zastosowania pomp ciepła w Polsce została również usankcjonowana prawnie. Zgodnie z ustawą z dnia 10 kwietnia 1997 r. Prawo energetyczne (Dz. U. Nr 54, poz. 348) pompy ciepła zostały zaliczone do niekonwencjonalnych źródeł ciepła, które powinny być uwzględnione w planach zagospodarowania przestrzennego gmin. Jednak nadal nie opracowano regulacji prawnych w postaci rozporządzeń wykonawczych do tej ustawy w zakresie formalnych uwarunkowań budowy i eksploatacji pomp ciepła, a głównie gruntowych źródeł ciepła niskotemperaturowego.

Spis Treści:

PRZEDMOWA DO TRZECIEGO WYDANIA 3
1. WSTĘP 1
2. WYTWARZANIE CIEPŁA NA POTRZEBY OGRZEWANIA
I PRZYGOTOWANIA C.W.U 11
2.1. Uwagi ogólne 11
2.2. Charakterystyka tradycyjnych systemów wytwarzania ciepła na potrzeby sektora
bytowo-komunalnego 12
3. TEORETYCZNE PODSTAWY DZIAŁANIA POMP CIEPŁA 18
3.1. Uwagi ogólne 18
3.2. Idealne obiegi pompy ciepła 19
3.3. Sprężarkowe pompy ciepła 24
3.3.1. Zasada działania 24
3.3.2. Straty energetyczne w sprężarkowych pompach ciepła
i rzeczywisty współczynnik wydajności grzejnej 26
3.3.3. Czynniki robocze 30
3.3.3.1. Właściwości termodynamiczne 30
3.3.3.2. Właściwości chemiczne, eksploatacyjne i fizjologiczne 42
3.3.3.3. Wpływ czynników chlorowcopochodnych na środowisko . . . . 46
3.3.3.4. Regulacje prawne dotyczące Substancji Zubożających Warstwę
Ozonową (SZWO) 52
3.3.3.5. Dobór czynników chłodniczych z uwzględnieniem aspektów
energetyczno-ekologicznych w kontekście obecnych uwarunkowań
prawnych 58
3.4. Absorpcyjne pompy ciepła 62
3.5. Termoelektryczne pompy ciepła 65
4. ŹRÓDŁA CIEPŁA NISKOTEMPERATUROWEGO I SPOSOBY
JEGO POZYSKIWANIA 67
4.1. Uwagi ogólne 67
4.2. Powietrze atmosferyczne 70
4.3. Woda 73
4.4. Grunt (gleba) 74
4.4.1. Poziome gruntowe wymienniki ciepła 77
4.4.2. Pionowe gruntowe wymienniki ciepła 86
4.4.3. Nośniki ciepła 92
4.5. Słońce
964.6. Ciepło odpadowe 96
4.7. Koszty instalacji pozyskiwania ciepła niskotemperaturowego 97
4.8. Wpływ rodzaju nośników ciepła na rozwiązania konstrukcyjne pompy ciepła . . 97
5. ELEMENTY KONSTRUKCYJNE SPRĘŻARKOWYCH POMP CIEPŁA 102
5.1. Uwagi ogólne 102
5.2. Sprężarki 102
5.2.1. Sprężarki tłokowe 103
5.2.2. Sprężarki rotacyjne 107
5.2.3. Sprężarki spiralne 107
5.2.4. Sprężarki śrubowe 110
5.2.5. Sprężarki przepływowe (turbosprężarki) 111
5.2.6. Charakterystyki statyczne sprężarek i ich właściwości eksploatacyjne 111
5.3. Wymienniki ciepła 114
5.3.1. Skraplacze 114
5
5.3.2. Parowacze 117
5.3.3. Wpływ wymienników ciepła na działanie pompy ciepła 121
5.4. Urządzenia regulacyjne i sterujące 125
5.4.1. Urządzenia regulacyjne (dławiące) 125
5.4.2. Presostaty i termostaty 128
5.5. Urządzenia pomocnicze i zabezpieczające 128
6. ROZWIĄZANIA KONSTRUKCYJNE POMP CIEPŁA 136
7. CHARAKTERYSTYKI POMP CIEPŁA 148
8. ENERGETYCZNE ASPEKTY STOSOWANIA POMP CIEPŁA 151
9. SPRĘŻARKOWE POMPY CIEPŁA W SYSTEMACH OGRZEWANIA
I PRZYGOTOWANIA C.W.U 154
9.1. Uwagi ogólne 154
9.2. Współpraca pomp ciepła z instalacjami odbiorczymi 156
9.2.1. Monowalentne układy pomp ciepła 157
9.2.2. Biwalentne układy pomp ciepła 163
9.2.3. Przygotowanie c.w.u 166
9.3. Instalacje odbiorcze 168
9.4. Połączenia SPC z instalacjami do pozyskiwania ciepła niskotemperaturowego 171
9.4.1. Wody podziemne (gruntowe) 171
9.4.2. Gruntowe wymienniki ciepła 176
9.4.2.1. Wymienniki poziome 176
9.4.2.2. Pompy obiegowe 182
9.4.2.3. Naczynia wzbiorcze 185
9.4.2.4. Wymienniki pionowe 187
9.4.3. Powietrze zewnętrzne 188
9.5. Izolacja akustyczna 189
9.6. Wskazówki do doboru rodzaju pompy ciepła i systemu jej pracy 192
10. ABSORPCYJNE POMPY CIEPŁA W SYSTEMACH CIEPŁOWNICZYCH
I SYSTEMACH CENTRALNEGO CHŁODZENIA 198
10.1. Uwagi ogólne 198
10.2. Wykorzystanie systemu ciepłowniczego do zasilania urządzeń chłodniczych 199
10.3. Pompy ciepła w systemach ciepłowniczych 215
11. PRAWNE, NORMALIZACYJNE I EKONOMICZNE ASPEKTY
STOSOWANIA POMP CIEPŁA W TECHNICE INSTALACYJNEJ 220
11.1. Aspekty prawne 220
11.2. Aspekty normalizacyjne 221
11.3. Aspekty ekonomiczne 224
12. ŚWIATOWE I KRAJOWE TENDENCJE W DZIEDZINIE POMP CIEPŁA 226
12.1. Uwagi ogólne 226
12.2. Światowe tendencje rozwoju konstrukcji pomp ciepła 230
12.2.1. Problemy ekologiczne 231
12.2.2. Problemy energetyczne 233
12.2.3. Problemy eksploatacyjne 240
12.2.4. Centrale z pompami ciepła 242
13. WYBRANE PRZYKŁADY INSTALACJI Z POMPAMI CIEPŁA I ICH OCENA
TECHNICZNO-EKONOMICZNA 247
13.1. Uwagi ogólne 247
13.2. Przykłady instalacji z pompami ciepła 248
13.3. Podsumowanie 264
14. PIŚMIENNICTWO 266