Pompy ciepła i efektywność energetyczna Dorota Chwieduk

Spis treści książki

Wprowadzenie XI 1. Czym są współczesne pompy ciepła 1 2. Efektywność energetyczna a pompy ciepła 9 2.1. Czym jest efektywność energetyczna 9 2.2. Rola pomp ciepła w poprawie efektywności energetycznej 12 2.3. Pompy ciepła w polityce energetycznej Polski 19 3. Rys historyczny powstania i rozwoju pomp ciepła 25 3.1. Wprowadzenie 25 3.2. Chronologia ważniejszych wydarzeń, które wpłynęły na rozwój pomp ciepła 26 3.3. Podsumowanie 34 4. Podstawy termodynamiczne działania pomp ciepła 37 4.1. Idealny obieg Carnota. Silnik cieplny 38 4.2. Idealny obieg Carnota wstecz. Pompa ciepła, chłodziarka 41 4.3. Działanie pompy ciepła. Obieg idealny i teoretyczny 44 4.4. Straty w rzeczywistych obiegach parowych 48 4.5. Obiegi termodynamiczne parowych pomp ciepła w układzie ciśnienie-entalpia 53 5. Dolne i górne źródła pomp ciepła sprężarkowych 57 5.1. Podstawy wyboru i podział źródeł ciepła pompy ciepła 58 5.2. Powietrze atmosferyczne 62 5.3. Grunt 67 5.3.1. Podstawowe cechy gruntu jako dolnego źródła pompy ciepła 67 5.3.2. Powstanie idei wykorzystania gruntu jako źródła ciepła 71 5.3.3. Wymienniki gruntowe 74 5.4. Wody gruntowe 81 5.5. Wody powierzchniowe 83 5.6. Źródła ciepła odpadowego 86 6. Zapotrzebowanie na energię użytkową, końcową i pierwotną. Rola pomp ciepła w zmniejszaniu zużycia energii 89 6.1. Konieczność ograniczenia zużycia energii 90 6.2. Zapotrzebowanie na energię użytkową 93 6.3. Zapotrzebowanie na energię końcową 96 6.4. Zapotrzebowanie na energię pierwotną 100 6.5. Wyznaczanie zużycia energii końcowej i pierwotnej w hipotetycznym budynku z pompą ciepła 103 7. Systemy sprężarkowych pomp ciepła 111 7.1. Rożne systemy pomp ciepła i systemy z pompami ciepła 112 7.2. Sprężarkowa parowa pompa ciepła jako system energetyczny 113 7.2.1. Rewersyjna pompa ciepła 113 7.2.2. Kaskadowa pompa ciepła 116 7.2.3. Pompy ciepła z wielostopniowym sprężaniem 119 7.3. Sprężarkowe pompy ciepła realizujące gazowe obiegi chłodnicze 121 8. Współczynniki wydajności cieplnej pomp ciepła 127 8.1. Ocena efektywności energetycznej pomp ciepła 128 8.2. Współczynnik wydajności cieplnej COP 128 8.3. Sezonowy współczynnik wydajności cieplnej SCOP 132 8.4. Sezonowy współczynnik efektywności energetycznej SPF 135 8.5. Współczynniki opisujące współpracę pompy ciepła ze słoneczną instalacją grzewczą 136 8.6. Współczynniki efektywności energetycznej urządzeń chłodniczych 138 9. Integracja pomp ciepła z niskotemperaturowymi sieciami ciepłowniczymi małej skali 141 9.1. Wprowadzenie 142 9.2. Perspektywiczne rozwiązania technologiczne w sieciach ciepłowniczych 143 9.3. Pilotażowe instalacje sieci niskotemperaturowych 144 9.3.1. Pierwsze niskotemperaturowe sieci ciepłownicze 144 9.3.2. Instalacja pilotażowa w Lystrup - Dania 145 9.3.3. Instalacja pilotażowa w Kassel Feldlager - Niemcy 146 9.4. Analiza hipotetycznej niskotemperaturowej sieci ciepłowniczej zasilającej osiedle domów jednorodzinnych w warunkach krajowych 147 9.4.1. Hipotetyczne osiedle 147 9.4.2. Niskotemperaturowy system grzewczy osiedla 149 9.4.3. Zapotrzebowanie na ciepło w budynkach 150 9.4.4. Działanie systemu grzewczego osiedla 151 10. Pompy ciepła w systemach energetycznych nowoczesnych zeroemisyjnych miast 157 10.1. Formalne wsparcie do wykorzystania pomp ciepła w miastach 158 10.2. Metoda LCA - Ocena cyklu życia 160 10.3. Pompy ciepła w inteligentnych miastach 163 10.4. Osiedla dodatnie energetycznie 168 11. Czynniki robocze stosowane w pompach ciepła 175 11.1. Czynniki robocze obiegów podstawowych 176 11.1.1. Charakterystyka czynników roboczych w sprężarkowych pompach ciepła 177 11.1.2. Nazewnictwo 179 11.2. Wymagania prawne dotyczące stosowania czynników roboczych 181 11.3. Podział czynników ze względu na skład i budowę cząsteczkową 186 11.4. Właściwości najpopularniejszych obecnie i perspektywicznych czynników roboczych 190 11.5. Czynniki robocze w układach sorpcyjnych 204 11.5.1. Woda-wodny roztwór bromku litu 204 11.5.2. Amoniak-woda 204 11.6. Czynniki robocze obiegów pośredniczących 205 11.6.1. Wodne roztwory soli 206 11.6.2. Wodne roztwory glikolu 207 11.6.3. Roztwory alkoholi jednowodorotlenowych 208 11.7. Podsumowanie 209 12. Przykłady obliczeniowe funkcjonowania sprężarkowych pomp ciepła 213 12.1. Wprowadzenie do obliczeń energetycznych sprężarkowych pomp ciepła 214 12.2. Przykłady obliczeniowe 221 13. Absorpcyjne pompy ciepła 241 13.1. Wprowadzenie do obiegów absorpcyjnych 242 13.2. Zasada działania absorpcyjnej pompy ciepła 243 13.3. Absorpcyjna pompa ciepła pracująca wg obiegu idealnego - obieg Carnota 246 13.4. Właściwości roztworów 249 13.5. Czynniki stosowane w absorpcyjnych pompach ciepła 252 13.6. Model obliczeniowy absorpcyjnego urządzenia (pompy ciepła/ urządzenia chłodniczego) z zespołem sorpcyjnym H2O-LiBr 254 13.7. Model obliczeniowy absorpcyjnego urządzenia (pompy ciepła/ urządzenia chłodniczego) z zespołem sorpcyjnym NH3-H2O 259 13.8. Przykład obliczeniowy z wyznaczeniem bilansu energetycznego dla absorpcyjnego urządzenia z zespołem sorpcyjnym H2O-LiBr 265 Załącznik 1 269 Załącznik 2 270 14. Adsorpcyjne pompy ciepła 271 14.1. Wprowadzenie 272 14.2. Zasada działania adsorpcyjnych pomp ciepła/urządzeń adsorpcyjnych 273 14.3. Obieg termodynamiczny złoża adsorpcyjnego 276 14.4. Zaawansowane obiegi adsorpcyjne 280 14.5. Zespoły sorpcyjne do adsorpcyjnych pomp ciepła 283 14.6. Podsumowanie 285 15. Wysokotemperaturowe pompy ciepła w zastosowaniach ciepłowniczych 287 15.1. Przesłanki do wykorzystania pomp ciepła w systemach ciepłowniczych 288 15.1.1. Przesłanki natury prawnej 288 15.1.2. Przesłanki natury technicznej 290 15.2. Warunki techniczne 292 15.2.1. Uwarunkowania po stronie sieci ciepłowniczej 292 15.2.2. Dostępne źródła ciepła 293 15.2.3. Konfiguracja układów 295 15.2.4. Czynniki robocze 299 15.3. Strategie doboru i sterowania pomp ciepła 301 15.4. Uwarunkowania ekonomiczne 303 16. Zastosowania pomp ciepła. Budownictwo jednorodzinne - mikroskala 307 16.1. Ogólna charakterystyka i wymagania stawiane układom z pompami ciepła stosowanym w budownictwie jednorodzinnym 307 16.2. Podział rozwiązań z pompami ciepła w zależności od sposobu przygotowania ciepłej wody 309 16.2.1. Pompa ciepła z kompaktowym modułem wewnętrznym 309 16.2.2. Pompa ciepła z naściennym modułem wewnętrznym oraz podgrzewaczem wody o dużej pojemności 311 16.2.3. Pompa ciepła z naściennym modułem wewnętrznym oraz podgrzewaczem wody do współpracy z kolektorami słonecznymi na potrzeby wspomagania przygotowania ciepłej wody użytkowej 312 16.2.4. Pompa ciepła z naściennym modułem wewnętrznym i kolektorami słonecznymi na potrzeby wspomagania ogrzewania budynku i przygotowania ciepłej wody. System z warstwowym zbiornikiem wielofunkcyjnym i przepływowym podgrzewaczem wody 315 16.2.5. Pompa ciepła z naściennym modułem wewnętrznym i kolektorami słonecznymi na potrzeby wspomagania ogrzewania budynku i przygotowania ciepłej wody. System ze zbiornikiem buforowym z wbudowanym dodatkowym zbiornikiem ciepłej wody 317 16.2.6. Pompa ciepła z naściennym modułem wewnętrznym i kolektorami słonecznymi na potrzeby wspomagania ogrzewania budynku i przygotowania ciepłej wody. System ze zbiornikiem buforowym wbudowaną wężownicą pełniącą rolę przepływowego podgrzewacza wody 319 16.2.7. Projektowanie instalacji ze zbiornikiem wielofunkcyjnym 321 16.3. Rozwiązania z pompami ciepła typu powietrze-woda. Podział w zależności od budowy pompy ciepła 322 16.3.1. Pompy ciepła powietrze-woda typu split 322 16.3.2. Pompy ciepła powietrze-woda typu monoblok do montażu na zewnątrz budynku 323 16.3.3. Monoblokowe pompy ciepła powietrze-woda do montażu wewnątrz budynku 326 16.4. Typowe schematy hydrauliczne z pompami ciepła powietrze-woda typu split 328 16.4.1. Układ z bezpośrednim zasilaniem instalacji grzewczej 328 16.4.2. Układ ze zbiornikiem buforowym z funkcją sprzęgła hydraulicznego 329 16.4.3. Układ ze zbiornikiem buforowym w układzie szeregowo-równoległym 331 16.5. Typowe schematy hydrauliczne z pompami ciepła monoblok do montażu na zewnątrz budynku 332 16.5.1. Układ z bezpośrednim zasilaniem instalacji grzewczej 332 16.5.2. Układ ze zbiornikiem buforowym z funkcją sprzęgła hydraulicznego 334 16.6. Schematy hydrauliczne z pompami ciepła współpracującymi z dolnym źródłem w postaci sond gruntowych, z wykorzystaniem funkcji chłodzenia pasywnego 335 16.6.1. Układ z bezpośrednim zasilaniem instalacji grzewczej 335 16.6.2. Układ z wielofunkcyjnym zbiornikiem buforowym, kolektorami słonecznymi i chłodzeniem pasywnym 337 17. Zastosowania pomp ciepła. Budownictwo wielorodzinne, budynki użyteczności publicznej - mała i średnia skala 339 17.1. Ogólna charakterystyka i wymagania stawiane układom z pompami ciepła stosowanym w budownictwie wielorodzinnym i budynkach użyteczności publicznej 340 17.2. Rozwiązania z pompami ciepła powietrze-woda. Zastosowanie indywidualnych pomp ciepła dla poszczególnych mieszkań 341 17.3. Rozwiązania z zastosowaniem zbiorczego układu pomp ciepła zasilającego instalację w budynku wielorodzinnym 343 17.4. Rozwiązania mieszane z centralną instalacją niskotemperaturowych pomp ciepła oraz mieszkaniowymi pompami ciepła niskiej mocy podnoszącymi temperaturę czynnika 350 17.4.1. Przykłady rozwiązań mieszanych - połączenie centralnej instalacji pomp ciepła z mieszkaniowymi pompami ciepła na potrzeby ogrzewania oraz przygotowania ciepłej wody 350 17.4.2. Przykłady rozwiązań mieszanych - mieszkaniowe pompy ciepła współpracujące z sondami gruntowymi 352 17.4.3. Przykłady rozwiązań mieszanych - połączenie centralnej instalacji pomp ciepła z ogrzewaniem podłogowym i mieszkaniowymi pompami ciepła woda-woda na potrzeby przygotowania ciepłej wody 353 17.4.4. Przykłady rozwiązań mieszanych w budynkach użyteczności publicznej, w szczególności budynkach biurowych - połączenie centralnej instalacji z pompą ciepła oraz pętlą wodną, miejscowymi pompami ciepła powietrze-woda/woda-powietrze i wieżą chłodniczą 355 17.4.5. Przykłady rozwiązań z pompami ciepła w budynkach użyteczności publicznej, obiekt hotelowy z instalacją pomp ciepła na potrzeby ogrzewania i chłodzenia budynku 356 17.4.6. Przykłady rozwiązań z pompami ciepła w budynkach użyteczności publicznej, wykorzystanie magistrali wodociągowej w funkcji dolnego źródła pomp ciepła 358 17.4.7. Przykład rozwiązania z pompami ciepła z wykorzystaniem ciepła odpadowego w małej i średniej skali 359 18. Zastosowania pomp ciepła. Skala makro 363 18.1. Obiekty wielkokubaturowe - ogrzewanie i chłodzenie budynków, przygotowanie ciepłej wody 363 18.2. Pompy ciepła w sieciach ciepłowniczych 364 18.3. Pompy ciepła w zakładach produkcyjnych, gospodarka obiegu zamkniętego w procesach o temperaturze poniżej 100°C 365 18.4. Pompy ciepła w zakładach produkcyjnych, gospodarka obiegu zamkniętego. Pilotażowe instalacje z pompami ciepła w procesach o temperaturze powyżej 100°C

pokaż cały spis treści

ukryj recenzje