Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Obliczenia skraplacza pompy ciepła – studium przypadku sprężarkowej pompy ciepła 5 MWt

Kalukiewicz Antoni, Gospodarczyk Piotr, Wojciechowski Jerzy, Stopka Grzegorz, Szczotka Krzysztof, Szymiczek Jakub

Rynek Energii

|

2023

|

Nr 6

49--58

PL

Niniejszy artykuł przedstawia wyniki obliczeń parametrów konstrukcyjnych skraplacza, przy pomocy wybranych wzorów kryterialnych. W badaniach użyto trzech różnych modeli dla skraplacza rurowo-płaszczowego o gładkiej powierzchni rurek. Jednego modelu dla skraplacza o żebrowanej powierzchni rurek oraz jednego dla wymiennika płytowego. Obliczenia zostały wykonane dla modelu termodynamicznego i parametrów pracy sprężarkowej pompy ciepła 5 MWt pracującej na czynniku chłodniczym R1336 mzz(Z). W wyniku badań udało się ocenić wpływ współczynników korekcyjnych na uzyskany wynik powierzchni wymiany ciepła oraz jednostkowego obciążenia cieplnego. Porównano również wyniki dla skraplacza o rurach gładkich, żebrowanych oraz płytowego. Badania są częścią projektu NCBiR realizowanego przez Wytwórnię Urządzeń Chłodniczych „PZL-Dębica" S.A.

EN

The paper presents the outcomes of calculations related to the design parameters of a condenser, uti lizing speciﬁc criterial equations. Three different models were used in the study for a smooth shell-and—tube condenser, another one for a ﬁnned tube condenser, and one for a plate heat exchanger. The calculations were per- f formed for a thermodynamic model and the operating parameters of a 5 MWt heat pump compressor working with the refrigerant R1336 mzz(Z). The research yielded insights into how correction coefﬁcients inﬂuence the resulting heat exchange surface and speciﬁc heat load. Results for each of analyzed variants were also compared. The research is part of the NCBiR project carried out by the WUCh "PZL-Dębica" S.A.

2

Analiza termodynamiczna i ekonomiczna hierarchicznej elektrociepłowni gazowo-gazowej sprzęgniętej ze sprężarkową pompą ciepła

Bartnik Ryszard

Nowa Energia

|

2022

|

nr 4

86--100

PL

W pracy [1] przedstawiono analizę termodynamiczną i ekonomiczną hierarchicznych elektrowni i elektrociepłowni gazowo-gazowych (rys. 1). W [2] zaprezentowano ich pracę trójgeneracyjną z wykorzystaniem ziębiarek cieplnych i sprężarkowych.

3

Energetyczno-ekonomiczna analiza instalacji ogrzewania budynku wyposażonej w sprężarkową pompę ciepła. Cz. 4 - Koszty inwestycyjne i eksploatacyjne. Analiza ekonomiczna

Zmywaczyk Janusz, Koniorczyk Piotr, Wizor Małgorzata

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2022

|

T. 53, nr 6

37--41

PL

Przedmiotem badań była sprężarkowa pompa ciepła solanka/ woda WPC 13 o mocy grzewczej 13,2 kW . Stanowisko badawcze znajdowało się w budynku jednorodzinnym o całkowitej powierzchni 340 m2 [1]. Dolnym źródłem pompy ciepła był zbiornik wody zlokalizowany obok budynku. W artykule poddano ocenie porównawczej koszty wytwarzania ciepła do instalacji centralnego ogrzewania biorąc pod uwagę systemy grzewcze oparte na: sprężarkowej pompie ciepła, kotle gazowym, kotle olejowym oraz kotle zasilanym ekogroszkiem.

EN

The test subject was a WPC 13 compressor brine/water heat pump with a heating capacity of 13.2 kW. The test site was located in a single-family building with a total area of 340 m2 [1]. The heat pump was adapted to cooperate with a low-temperature heat exchanger, which was a water tank located next to the building. In the paper a comparative evaluation of the costs of heat generation for the central heating system has been made, taking into account the heating systems based on: compressor heat pump, gas-fired boiler, oil-fired boiler and eco-pea coalfired boiler.

4

Energetyczno-ekonomiczna analiza instalacji ogrzewania budynku wyposażonej w sprężarkową pompę ciepła. Cz. 2 – Opis instalacji budynku i wyniki badań

Zmywaczyk Janusz, Koniorczyk Piotr, Wizor Małgorzata

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2022

|

T. 53, nr 4

10--14

PL

Przedmiotem badań była sprężarkowa pompa ciepła solanka/ woda WPC 13 o mocy grzewczej 13,2 kW. Stanowisko badawcze znajdowało się w budynku jednorodzinnym o całkowitej powierzchni 340 m2 [1]. Pompę cieplna przystosowano do współpracy z niskotemperaturowym wymiennikiem ciepła jakim był zbiornik wodny zlokalizowany obok budynku. W pracy przedstawiono wyniki badań w lutym, marcu, kwietniu oraz październiku, listopadzie i grudniu 2020 r.: temperatury zewnętrznej w dzień i w nocy, temperatury dolnego źródła ciepła, pobranej energii elektrycznej oraz wyprodukowanej na sposób ciepła energii.

EN

The test subject was a WPC 13 compressor brine/water heat pump with a heating capacity of 13.2 kW. The test stand was located in a single-family building with a total area of 340 m2 [1]. The heat pump was adapted to cooperate with a low-temperature heat exchanger, which was a water tank located next to the building. This paper presents the results of February, March, April, and October, November, and December 2020: daytime and nighttime outdoor temperatures, bottom heat source temperatures, electricity consumed, and energy produced by the heat method.

5

Energetyczno-ekonomiczna analiza instalacji ogrzewania budynku wyposażonej w sprężarkową pompę ciepła. Cz. 1 - Zasada działania i budowa sprężarkowych pomp ciepła

Zmywaczyk Janusz, Koniorczyk Piotr, Wizor Małgorzata

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2022

|

T. 53, nr 3

39--44

PL

Przedmiotem badań była sprężarkowa pompa ciepła solanka/ woda WPC 13 o mocy grzewczej 13,2 kW. Stanowisko badawcze znajdowało się w budynku jednorodzinnym o całkowitej powierzchni 340 m2 [1]. Dolnym źródłem pompy ciepła był zbiornik wody zlokalizowany obok budynku. W artykule opisano budowę i zasadę działania sprężarkowych pomp ciepła, ich klasyfikację i podstawowe parametry oraz stosowane rozwiązania konstrukcyjne instalacji pozyskiwania ciepła niskotemperaturowego.

EN

The test subject was a WPC 13 compressor brine/water heat pump with a heating capacity of 13.2 kW. The test site was located in a single-family building with a total area of 340 m2 [1]. The heat pump was adapted to cooperate with a low-temperature heat exchanger, which was a water tank located next to the building. The construction and principle of operation of compressor heat pumps, their classification and basic parameters as well as the applied construction solutions in relation to the bottom heat sources are presented.

6

Energetyczno-ekonomiczna analiza instalacji ogrzewania budynku wyposażonej w sprężarkową pompę ciepła. Cz. 3 – Obliczenia parametrów sprężarkowej pompy ciepła

Zmywaczyk Janusz, Koniorczyk Piotr, Wizor Małgorzata

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2022

|

T. 53, nr 5

30--34

PL

Przedmiotem badań była sprężarkowa pompa ciepła solanka/ woda WPC 13 o mocy grzewczej 13,2 kW. Stanowisko badawcze znajdowało się w budynku jednorodzinnym o całkowitej powierzchni 340 m2 [1]. Pompę ciepła przystosowano do współpracy z niskotemperaturowym wymiennikiem ciepła jakim był zbiornik wodny zlokalizowany obok budynku. W pracy przedstawiono wyniki obliczeń parametrów sprężarkowej pompy ciepła na podstawie uzyskanych w cz. 2 niniejszej pracy pomiarów temperatury zewnętrznej w dzień i w nocy, temperatury dolnego źródła ciepła, pobranej energii elektrycznej oraz wyprodukowanej energii cieplnej w lutym, marcu, kwietniu oraz październiku, listopadzie i grudniu 2020 r.

EN

The test subject was a WPC 13 compressor brine/water heat pump with a heating capacity of 13.2 kW. The test stand was located in a single-family building with a total area of 340 m2 [1]. The heat pump was adapted to cooperate with a low-temperature heat exchanger, which was a water tank located next to the building. This paper presents the results of compressor heat pump performance calculations based on measurements of day and night outdoor temperature, bottom heat source temperature, electricity consumed, and heat energy produced obtained in Part 2 of this study in February, March, April, and October, November, and December 2020.

7

Analiza eksploatacji lokalnego systemu ciepłowniczego wykorzystującego niskotemperaturowe geotermalne źródło ciepła do chłodzenia i ogrzewania budynków

Nitkiewicz Anna, Sekret Robert

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2019

|

T. 50, nr 11

403--407

PL

W artykule przedstawiono analizę możliwości chłodzenia budynków za pomocą lokalnego systemu ciepłowniczego współpracującego z niskotemperaturowym źródłem ciepła o temperaturze 19°C. Stworzono koncepcję sieci ciepłowniczej zasilającej zespół budynków użyteczności publicznej. Na potrzeby analizy przyjęto, że rozwiązania obejmować będą system zaopatrujący budynki zarówno w ciepło, jak i chłód (pokrycie potrzeb w zakresie ogrzewania i chłodzenia budynków przez cały rok). W artykule rozważono dwa warianty źródeł ciepła: sprężarkową oraz absorpcyjną pompę ciepła. Jako wariant bazowy przyjęto system ciepłowniczy z kotłem gazowym. Analizę wykonano w trzech różnych warunkach temperatury zasilania i powrotu sieci tj. 60/50°C, 50/40°C oraz 40/30°C. Na potrzeby analizy energetycznej systemów chłodzenia przyjęto system bezpośredniego chłodzenia wodą geotermalną, w którym założono wykorzystanie wody geotermalnej do chłodzenia budynków w układzie bezpośrednim, przy wykorzystaniu istniejącej sieci ciepłowniczej oraz system chłodzenia aktywnego za pomocą pompy ciepła, w którym założono, że istniejące w systemie ciepłowniczym pompy ciepła (sprężarkowa i absorpcyjna) w okresie letnim pracują w trybie rewersyjnym, produkując wodę chłodzącą o temperaturze 7/12°C. Woda lodowa zasila centralę klimatyzacyjną zlokalizowaną w budynku. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że największe zużycie energii pierwotnej przez system w okresie letnim i zimowym występuje w przypadku układów ze sprężarkową pompą ciepła. Jednostkowy wskaźnik zapotrzebowania na energię pierwotną w układach SPC z wykorzystaniem wody geotermalnej wyniósł 0,497 GJEP/GJg+ch, podczas gdy w systemie z absorpcyjną pompą ciepła wyniósł 0,722 GJEP/GJg+ch, a w układach z kotłem gazowym 1,164 GJEP/GJg+ch. Najmniejszą emisja zanieczyszczeń do atmosfery w ciągu całego roku, charakteryzują się systemy z absorpcyjną pompą ciepła. Również emisja tlenków azotu i ditlenku siarki są w układach z absorpcyjną pompą ciepła dwu- i trzykrotnie mniejsze niż w układach ze SPC.

EN

The paper presents an analysis of the possibility of cooling buildings by means of a local heating system cooperating with a low-temperature heat source with a temperature of 19oC. The concept of a district heating network supplying the complex of public utility buildings was assumed. It was assumed for the purpose of the analysis, that the solutions would include a system supplying buildings with both heat and cold (covering the heating and cooling needs of buildings throughout the year). In the article, two variants of heat sources are considered: compressor and absorption heat pump. The baseline variant is a district heating system with a gas-fired boiler. The analysis was performed in three different conditions of supply and return temperatures, i.e. 60/50oC, 50/40oC and 40/30oC. For the purpose of energy analysis of the cooling systems, a direct geothermal cooling system has been assumed, where geothermal water is used for direct cooling of the buildings by means of existing district heating network and an active cooling system with a heat pump. The system assumes work in a reverse mode in summer season of compressor and absorptive heat pumps that exist in the district heating network, producing cooling water of 7/12°C. The chilled water supplies the air handling unit located in the building. It has been found, basing on the results obtained, that the highest primary energy consumption by the system in summer and winter occur in the case of systems with a compressor heat pump. The unit primary energy demand index in SPC systems using geothermal water was 0,497 GJEP/GJg+ch while in the absorptive heat pump system it was 0,722 GJEP/GJg+ch, and in the gas boiler system was 1,164 GJEP/GJg+ch. The lowest emission of pollutants to the atmosphere during the whole year were observed in systems with absorption heat pumps. Also, the emission of nitrogen oxides and sulphur dioxide were two to three times lower in systems with an absorption heat pump than in systems with SPC.

8

Studies on the Field Type Ground Heat Exchanger Coupled with the Compressor Heat Pump (Part 1)

Dolna O., Mikielewicz J.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2017

|

Tom 19

240--252

EN

Present work concerns the CFD analysis of the Field type ground heat exchanger and its influence on the compressor heat pump performance. The coaxial vertical ground heat exchanger has been chosen as in most studies the U-pipe is being considered (Yang et al., 2010). Therefore, Field type ground heat exchanger’s heat-flow characteristics are not available in the literature. Conjunction of 0D-3D level programming enabled FGHE-coupled compressor heat pump system analysis in terms of a quasi-steady continuous work lasting 170 hours. The ground coupled compressor heat pump may work in the monovalent system and complitely fulfil demand on heat, however, the heat exchange system of the low heat source needs to be designed in a proper way. Additionally, the CHP working medium needs to be chosen carefully (Bohdal et al., 2015). The CFD simulations were executed using a commercial software. Compressor heat pump cycle calculations were carried out using the author’s computational programme. The FGHE of varying geometry was investigated in terms of a long term continuous work. Varying temperature boundary conditions were taken into account. This work provides qualitative data, which may be useful at ground coupled compressor heat pump system modelling.

PL

Niniejsza praca dotyczy analizy CFD gruntowgo wymiennika ciepła typu Field’a oraz zbadania wpływu jego pracy na działanie sprężarkowej pompy ciepła. W pracy podjęto problem gruntowego pionowego wspólosiowego wymiennika ciepła, ponieważ zdecydowana część prac naukowo-bawdawczych poświęcona jest wymiennikom gruntowym typu U-rura (Yang et al., 2010). Wobec powyższego, brak jest w literaturze cieplno-przepływowych charakterystyk gruntowego wymiennika ciepła typu Fielda. W pracy przedstawiono analizę quasi-stacjonarnej pracy gruntowej sprężarkowej pompy ciepła, co było możliwe dzięki sprzęgnięciu programowania na poziomie 0D i 3D. Praca całego systemu miała charakter ciągły i trwała 170 godzin. Sprężarkowa gruntowa pompa ciepła może pokryć zapotrzebowanie na ciepło pracując nawet w obiegu monowalentnym, ale system wymiany ciepła dolnego źródła ciepła musi być prawidłowo zaprojektowany. Ponadto, należy starannie dobrać właściwy pod względem efektywności czynnik roboczy sprężarkowej pomy ciepła (Bohdal i in., 2015). Obliczenia CFD zostały przeprowadzone przy użyciu komercyjnego oprogramowania. Natomiast, obliczenia obiegu sprężarkowej pomy ciepła zostały wykonane przy użyciu autorskiego programu. Przeanalizowano pracę GWCF o zdywersyfikowanej geometrii w trybie pracy nieprzerywanej. Zaimplementowano zmienne temperaturowe warunki brzegowe na jednej powierzchni domeny obliczeniowej. Praca zawiera jakościową analizę systemu gruntowej pompy ciepła, której wyniki mogłyby zostać wykorzystane w procesie projektowania gruntowych sprężarkowych pomp ciepła.

9

Studies on the Field Type Ground Heat Exchanger Coupled with the Compressor Heat Pump (Part 2)

Dolna O., Mikielewicz J.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2017

|

Tom 19

253--269

EN

This work concerns the numerical research on the ground coupled compressor heat pump quasi-steady intermittent work. To reach the goal 0D-3D level programming coupling was applied. The work contains also the analysis of the influence of a single Field type vertical ground heat exchanger on the surrounding ground. Numerical model was validated using Bose-Parker’s algorithm and penetration theory modified by J. Mikielewicz. In order to determine the ground’s ability to thermal regeneration, CFD simulations of the Field type ground heat exchanger were carried out.

PL

Niniejsza praca poświęcona została badaniom numerycznym quasi-stacjonarnej przerywanej pracy gruntowej sprężarkowej pompy ciepła. By osiągnąć zamierzony cel sprzęgnięto programowanie na poziomie 0D i 3D. W pracy zawarto również analizę szerokości strefy wpływu pojedynczego GWCF. Powyższe należy rozumieć jako obszar termicznego oddziaływania na grunt pionowego współosiowego gruntowego wymiennika ciepła. Walidacja modelu numerycznego została przeprowadzona w oparciu o algorytm Bosego-Parkera oraz teorię penetracji zmodyfikowaną przez J. Mikielewicza. Chcąc określić zdolność gruntu do termicznej regeneracji przeprowadzono symulacje CFD, których wyniki załączono w niniejszej pracy.

10

Ograniczenia i efektywność wykorzystania sprężarkowych pomp ciepła w polskich ciepłowniach geotermalnych

Pająk L., Hołojuch G.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2010

|

nr 439 (1)

155--158

PL

W artykule zaprezentowano uwarunkowania techniczne i ekonomiczne, jakim muszą sprostać sprężarkowe pompy ciepła w polskich instalacjach grzewczych wykorzystujących wody geotermalne. W rozważaniach uwzględniono wymagane parametry pracy instalacji geotermalnych oraz strukturę zużycia nośników energii wykorzystywanych do produkcji energii elektrycznej napędzającej pompy ciepła. Mając na uwadze istniejące ograniczenia, określono warunki energetycznej i ekonomicznej opłacalności stosowania sprężarkowych pomp ciepła. Stwierdzono, że najmniej wymagającym kryterium opłacalności stosowania sprężarkowych pomp ciepła w polskich warunkach jest kryterium opłacalności energetycznej – aby było ono spełnione, przyjmując węgiel kamienny za paliwo odniesienia, konieczne jest uzyskanie średniorocznej wartości COP (współczynnik wydajności grzejnej pomp ciepła) powyżej 2,2, co jest w pełni osiągalne. Zdecydowanie ostrzejsze jest kryterium opłacalności ekonomicznej. Ustalono, że w odniesieniu do najpowszechniej stosowanych paliw konwencjonalnych średnioroczne wartości COP muszą zawierać się w przedziale: 5,0–7,7 dla węgla kamiennego; 3,3–5,6 dla sieciowego wysokometanowego gazu ziemnego; 1,7–2,0 dla lekkiego oleju opałowego i 1,0–1,4 dla sieciowej energii elektrycznej. Na tej podstawie stwierdzono, że osiągnięcie ekonomicznej opłacalności stosowania sprężarkowych pomp ciepła w odniesieniu do węgla kamiennego jest praktycznie nieosiągalne

EN

The paper presents the technical and economic conditions that compressor heat pumps have to cope with in the Polish heating systems utilizing geothermal water. Required operating parameters of geothermal installations and the structure of energy consumption used for production of electricity driven heat pumps were taken into consideration. Given the existing restrictions, the terms of energy and economic viability of compressor heat pumps were determined. It was found that the least demanding criterion of effectiveness for compressor heat pumps utilization in Poland is the criterion of primary energy saving effectiveness (taking coal as the reference fuel it is necessary to obtain the annual average COP value above 2.2 – which is fully achievable). A definitely more stringent criterion is the economic viability. It was found that, for the most commonly used conventional fuels, the average COP value must be 5.0–7.7 for coal, 3.3–5.6 for network natural gas with a high methane content, 1.7–2.0 for light heating oil and 1.0–1.4 for network electricity. On this basis, the economic viability of compressor heat pumps for coal is practically unattainable.

11

Pompy ciepła - część 8. Energetyczne, ekologiczne i ekonomiczne aspekty stosowania sprężarkowych pomp ciepła (cd.)

Rubik M.

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2008

|

R. 39, nr 12

14-16

12

Pompy ciepła - część 6. Dolne źródła ciepła - budowa i wymiarowanie gruntowych wymienników ciepła (cd.) Spężarkowe pompy ciepła w systemach ogrzewania i przygotowania c.w.u.

Rubik M.

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2008

|

R. 39, nr 10

42-47

13

Termodynamiczna i ekonomiczna celowość stosowania sprężarkowych pomp ciepła w systemach grzewczych

Bartnik R.

Energetyka

|

2006

|

nr 11

839-846

PL

Główną motywacją do budowy i eksploatacji pomp ciepła jest fakt, że ilość ciepła grzejnego przez nie dostarczanego do przestrzeni ogrzewanej lub do strumienia czynnika ogrzewanego jest zawsze większa o bezpłatne ciepło odpadowe od zużytej płatnej energii do ich napędu. Gdzie istnieje źródło niskotemperaturowej bezpłatnej energii odpadowej, o dużym stopniu pewności i odnawialności, należy przeanalizować możliwość zastosowania pompy ciepła pozwalającej "przenieść" je na wyższy poziom energetyczny do przestrzeni ogrzewanej. Źródłem takim jest wiele procesów technologicznych w zakładach przemysłowych. Warunkiem koniecznym ekonomicznej opłacalności stosowania pomp są bardzo niskie ceny napędzającej jej energii elektrycznej przy wysokich cenach paliwa zasilającego alternatywne źródła energii.

EN

Main motivation for construction and use of heat pumps consists in fact that quantity of heat not delivered to heated space or to the stream of heating medium is always greater by free waste heat from used payable energy utilized for their drive. If then exists a source of low temperature free waste energy with a great grade reliability and it ability to be renewed, the possibility of use of the heat pump enabling to "relocate" this energy on higher energy level into the heated space must be analyzed. Many technological processes in industrial plants are such a source. Necessary condition of economic profitability of the pump use are very low prices of electricity used for the drive at high prices of fuels for alternative energy sources.

14

Badania eksploatacyjne pomp ciepła z pionowymi kolektorami gruntowymi

Kołaczkowski B.

Mechanika / Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica

|

2004

|

T. 23, z. 3

371-380

PL

W artykule opisano stanowisko badawcze składające się z trzech jednakowych sprężarkowych pomp ciepła współpracujących z układem grzejników. Każda pompa korzysta z osobnego dolnego źródła ciepła w postaci pionowych wymienników gruntowych. Dla jednej pompy jest to klasyczny kolektor głębinowy 2 x 30 m, w dwu pozostałych zainstalowano grupy wymienników (5 i 10 sztuk) typu „rura w rurze" wciskanych w grunt na głębokość 7 m. Przedstawiono metodykę badań oraz wyniki z dwóch sezonów grzewczych, które porównano w celu oceny skuteczności stosowanych rozwiązań. Zaproponowano sposób analizy wyników pomiarów temperatury solanki. Wyprowadzono wnioski.

EN

The testing site described in the article consists of three equal compressor heat pumps cooperating with the system of heaters. Each pump uses separate lower source in the form of vertical ground heat exchangers. One of the pumps uses classic depth collector (2 x 30 m), and two others work with "pipe in pipe" exchanger groups (5 and 10 exchangers in a group) pushed down 7 meters deep to the ground. Research methodology and results from 2 heating seasons arę shown compared in order to evaluate the efficacy of applicated solution. Analysis manner of glikoc temperature measurements was also proposed. Conclusions were driven.