Porównanie efektywności absorpcyjnych i sprężarkowych pomp ciepła wykorzystujących energię geotermalną w systemie ciepłowniczym

• Autorzy: Pierzchała Karol , Pająk Leszek

Identyfikatory

DOI

10.15199/9.2024.4.1

Warianty tytułu

EN

Comparison of the Efficiency of Absorption and Compressor Heat Pumps Utilizing Geothermal Energy in a District Heating System

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule porównano efektywność i opłacalność zamiany dotychczasowego węglowego źródła ciepła, w istniejącej ciepłowni na pompę ciepła. Analizie poddano sprężarkowe oraz absorpcyjne pompy ciepła, wykorzystujące energię geotermalną jako dolne źródło ciepła. Opisano model obliczeniowy, w którym założono kilka trybów możliwej pracy systemu w ciągu roku, zależnych od projektowych parametrów sieci oraz wymagań odbiorcy. Z przeprowadzonych analiz wynika, że pompy ciepła mogą być z powodzeniem eksploatowane w tzw. podstawie krzywej zapotrzebowania na moc, jako główne źródła ciepła, redukując znacząco czas pracy źródła węglowego. Wyniki wskazują, że technologia absorpcyjnych pomp ciepła, przy obecnym zużyciu nośników energii pierwotnej wykorzystywanych do produkcji prądu, jest konkurencyjna pod względem energetycznym i ekonomicznym w stosunku do technologii sprężarkowych pomp ciepła, które zdominowały rynek pomp ciepła w Polsce.

EN

The article compares the efficiency and profitability of replacing the current coal heat source with a heat pump in an existing heating plant. Compressor and absorption heat pumps using geothermal energy as a lower heat source were analyzed. The computational model used was described, which assumed several modes of possible system operation, depending on the network design parameters and the recipient’s requirements during the year. The analyses show that heat pumps can successfully operate in the so-called base of the power demand curve as the main heat sources. Significantly reducing the operating time of the coal source. Assuming the current consumption of primary energy carriers used to produce electricity the absorption heat pump technology is competitive in terms of energy and economics for compressor heat pump technologies, which dominate the heat pump market in Poland.

Słowa kluczowe

PL

pompy ciepła; efektywność energetyczna; źródła energii; energia geotermalna; sieć ciepłownicza

EN

heat pumps; energetic effectiveness; heat sources; geothermal energy; district heating

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja
• Rocznik: 2024
• Tom: T. 55, nr 4
• Strony: 3--8
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Pierzchała Karol

• Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk w Krakowie

• https://orcid.org/0009-0007-4976-7922

autor

Pająk Leszek

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska; Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk w Krakowie

• https://orcid.org/0000-0002-6341-9218

Bibliografia

• [1] Urząd Regulacji Energetyki. 2023. „Energetyka cieplna w liczbach – 2022”. Warszawa.
• [2] Kępińska Beata. 2021. “Proceedings World Geothermal Congress 2020+1, Reykjavik, Iceland (2021)”. In: Geothermal Energy Country Update Report from Poland, 2015-2019. Reykjavik.
• [3] Pająk Leszek, Pierzchała Karol, Miecznik Maciej, Kasztelewicz Aleksandra. 2023. „Wpływ termomodernizacji budynku na obniżenie temperatury zasilania instalacji grzewczej”. Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja (1): 8-12. https://doi.org/10.15199/9.2023.7-8.1.
• [4] “Global heat pump sales continue double-digit growth – Analysis – IEA”. https://www.iea.org/commentaries/global-heat-pump-salescontinue-double-digit-growth. Accessed 29 Jan 2024.
• [5] Hamid Khalid, Sajjad Uzair, Ulrich Ahrens Marcel, et al. 2023. “Potential evaluation of integrated high temperature heat pumps: A review of recent advances”. Appl Therm Eng 230. https://doi. org/10.1016/j.applthermaleng.2023.120720.
• [6] Wang Zheng, Luther Mark B, Amirkhani Mehdi, et al. 2021. “State of the Art on Heat Pumps for Residential Buildings”. Buildings 11: 350. https://doi.org/10.3390/buildings11080350.
• [7] Rubik Marian. 2021. „Chłodnictwo i pompy ciepła”, 2nd ed. MEDIUM GRUPA, Warszawa.
• [8] Sun Jian, Wang Yinwu, Qin Yu, et al. 2023. “A Review of Super-High-Temperature Heat Pumps over 100°C”. Energies (Basel) 16.
• [9] Scoccia Rossano, Toppi Tommaso, Aprile Marcello, Motta Mario. 2018. “Absorption and compression heat pump systems for space heating and DHW in European buildings: Energy, environmental and economic analysis”. Journal of Building Engineering (16): 94-105. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2017.12.006.
• [10] Urząd Regulacji Energetyki. „Rejestry i wykazy”: https://rejestry.ure.gov.pl/c/1.
• [11] Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisją. 2021. „Dane z Krajowej bazy o emisjach gazów cieplarnianych i innych substancjach”.
• [12] Górecki Wojciech. 2006. „Atlas zasobów geotermalnych na Niżu Polskim. Formacje mezozoiku”. Ministerstwo Środowiska, ZSE AGH.
• [13] “JRC Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS) – European Commission”. https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/tools.html #TMY. Accessed 25 Jan 2024.
• [14] Strzeszewski Michał, Wereszczyński Piotr. 2009. „Norma PN-EN 12831 Nowa metoda obliczania projektowego obciążenia cieplnego Poradnik”. Poland.
• [15] Recknagel Hermann, Sprenger Eberhard, Schramek Ernst Rudolf. 2008. „Kompendium wiedzy ogrzewnictwo, klimatyzacja, ciepła woda, chłodnictwo”. OMNI-SCALA, Wrocław

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).