Wodne pompy ciepła są w Polsce najrzadziej stosowanymi pompami ciepła. Jest to spowodowane wysokimi kosztami inwestycyjnymi oraz skomplikowanymi uwarunkowaniami prawnymi. Cechują się one jednak wysokim współczynnikiem efektywności energetycznej w stosunku do innych rozwiązań. Prace takiego urządzenia rozpatrywać można w dwóch stanach, konwekcji swobodnej, kiedy mamy do czynienia ze zbiornikami wodnymi w których występują jedynie konwekcyjne ruchy wody spowodowane różnicą gęstości (stacjonarne zbiorniki wodne takie jak jeziora, stawy, przydomowe baseny) oraz konwekcji wymuszonej, kiedy istnieje ukierunkowany przepływ wody w zbiorniku (rzeki, morza, ścieki kanalizacyjne). Wydajność oraz efektywność energetyczna wodnej pompy ciepła w tych dwóch stanach znacznie się różni. Jak wynika z analiz teoretycznych oraz badań wstępnych przeprowadzonych na modelu wodnej pompie ciepła znajdującej się na Wydziale Techniki Morskiej i Transportu, wymuszony ruch wody na powierzchni parowacza wpływa korzystnie na charakterystyki energetyczne urządzenia. Badania wstępne w warunkach konwekcji wymuszonej prowadzone były w okresie letnim oraz zimowym, a poprzedzone zostały dokładnymi badaniami w warunkach konwekcji swobodniej w okresie całego roku. Obecnie trwają analizy oraz przygotowania do prowadzenia właściwych badań kształtowania się efektywności energetycznej wodnej pompy ciepła w warunkach konwekcji wymuszonej w okresie zimowym (w niskiej temperaturze wody, tw = 1-4°C
EN
Water source heat pumps are the least frequently used heat pumps in Poland. It follows high investment costs and the increasingly complex legal conditions. However, they are characterized by a high rate of energy efficiency compared to other solutions. The work of such a device may be viewed in two states, natural convection, when we are dealing with water reservoirs in which there are only a convective movement of water caused by different density (stationary water reservoirs such as lakes, ponds, backyard swimming pools) and forced convection, when there is a directed flow of water in the reservoir (rivers, sea, sewage drainage). Performance and energy efficiency water source heat pumps in these two states varies greatly. As follows from theoretical analysis and preliminary studies conducted on a model water source heat pump located at the Faculty of Maritime Technology and Transport, forced movement of water on the surface of the evaporator has a beneficial effect on the energy performance of the device. Preliminary studies in conditions of forced convection were conducted during the summer and winter, and were preceded by accurate research in the natural convection conditions throughout the year. Currently, analysis, and preparations are being made to conduct proper research development of the energy efficiency water source heat pump in conditions of forced convection for the winter (in the low water temperature, tw = 1-4°C).
Artykuł stanowi kontynuację tematyki eksploatacji urządzeń chłodniczych i pomp ciepła, podjętej w „Bezpieczeństwie Pracy” nr 3/2017. Przedstawiono w nim procedurę wykrywania nieszczelności oraz odzysku czynnika chłodniczego w instalacji chłodniczej oraz klimatyzacyjnej za pomocą urządzeń do tego przeznaczonych. Wskazano możliwości ograniczenia emisji czynników chłodniczych oraz zmniejszenia wielkości wskaźnika TEWI dla analizowanej instalacji wodnej pompy ciepła. Oszacowano również wartość wskaźnika TEWI dla różnych wielkości współczynnika emisyjności β [kgCO2/kWh].
EN
The article is a continuation of the problem of exploitation of refrigeration and heat pumps. In the second part of the article shows the procedure leak detection and recovery of refrigerant in a refrigeration system and the air conditioning using devices designed for this purpose. Identified opportunities to reduce emissions of refrigerants and reduce the size of the index TEWI analyzed for water source heat pump system. It estimated the value of the TEWI index for different sizes emissivity factor ß [kgCO2/kWh].
W artykule przedstawiony został problem eksploatacji instalacji chłodniczych i pomp ciepła pod względem emisji czynnika chłodniczego do atmosfery. Substancje te odpowiedzialne są za niszczenie warstwy ozonowej oraz w dużej mierze powstawanie efektu cieplarnianego. Bezpieczna eksploatacja urządzeń, które zawierają czynniki chłodnicze ma na celu ograniczenie ich emisji oraz zmniejszenie zużycia energii do ich napędu. W artykule zamieszczono definicję wskaźników ODP i GWP. Dokonano analizy wartości wskaźnika TEWI dla wodnej pompy ciepła w okresie eksploatacyjnym 10 lat oraz zinterpretowano jego poszczególne składowe. Obliczenia przeprowadzono dla czterech czynników chłodniczych: R 404A, R 407C, R 410A i R 600a.
EN
The article presents the problem of exploitation of refrigeration systems and heat pumps in terms of refrigerant emissions to the atmosphere. These substances are responsible for destroying the ozone layer, and to a large extent for the greenhouse effect. Safe exploitation of devices containing refrigerants aims to reduce their emissions and reduce energy consumption to propel them. The article presents a definition of indicators ODP and GWP. An analysis of the index TEWI for water source heat pump operating period of 10 years and interpreted its individual components was made. The calculations were performed in regard of four refrigerants R-404A, R-407C, R-410A and R-600a.
W artykule zawarto oceną możliwości zastosowań wodnych pomp depta. Dokonano oceny wody jako źródło ciepła oraz scharakteryzowano jego rodzaje i występujące temperatury, Systemy pomp depta odzyskujące ciepło wód są w Polsce mało rozpowszechnione, mimo że cechują się one wysoką wydajnością i efektywnością. Niestety w warunkach niskich temperatur wody istnieje możliwość obladzania się dolnego wymiennika ciepła, nawet w przypadku słonych wód morskich, których temperatura zamarzania zależna jest od ich zasolenia. Zjawisko to prowadzi do czasowego przestoju pracy pompy ciepła i konieczności odlodzenia wymiennika. Znane są sposoby pozbywania się lodu z powierzchni parowacza, jednak zawsze powodują one przerwą w eksploatacji. Dzięki własnym wynalazkom, przedstawionym w artykule, stało się możliwe wykorzystanie ciepła krzepnięcia wody w warunkach niskich temperatur zewnętrznych oraz uniknięcia przerwy serwisowej. Opatentowana wodna pompa ciepła pozwala na nieprzerwane dostarczanie ciepła dla celów bytowych bez konieczności odladzania parowacza, cechując się przy tym wysokim współczynnikiem efektywności energetycznej. Jak wykazały badania eksperymentalne w warunkach rzeczywistych przy temperaturze wody tw ≤ 4°C, współczynnik efektywności energetycznej utrzymuje się powyżej 3, COP ≥ 3.
EN
The article includes an assessment of potential applications of water source heat pumps. The evaluation of water as a heat source was made, its type and occurring temperature were described. Heat pump systems for recovering heat of water in Poland are less widespread, despite the fact that they are characterized by high performance and efficiency. Unfortunately, at low water temperatures, there is possibility of ice formation on the surface of evaporator, even in the case of salty sea water, where freezing temperature is dependent on the salinity. This phenomenon leads to a temporary stoppage of the heat pump operating and deicing of the heat exchanger. There are known ways of getting rid of ice from the evaporator surface, but they always cause a break in service. Thanks to inventions, presented in the article, it has become possible to use the heat of coagulation of water at low outdoor temperatures and avoid a deicing interruption. Patented water source heat pump allows for continuous delivery of heat for domestic purposes. It is characterized by the high rate of coefficient of performance. As shown by experimental studies in real conditions, the coefficient of performance remains above 3 at water temperature tw ≤ 4°C, COP ≥ 3.
W artykule przedstawiono przegląd najpopularniejszych czynników chłodniczych stosowanych w klimatyzacji samochodowej. Analizując stosowane substancje w klimatyzacji samochodowej można zauważyć że na przestrzeni lat przechodzi się z czynników które były bezpieczne dla człowieka ale nie ekologiczne, na czynniki które są proekologiczne lecz mogą być niebezpieczne dla zdrowie i życia człowieka. Obecnie już ponad 95% nowych samochodów w Unii Europejskiej posiada klimatyzację. Znacząco przyczyniają się one do globalnego ocieplenia nie tylko po przez emitowane spaliny ale również przez emisję czynników chłodniczych o wysokim wskaźniku GWP. W związku z czym UE narzuca kolejne obostrzenia dotyczące wymagań jakie muszą spełniać te substancje. Dyrektywa Komisji Europejskiej 2006/40 / WE przewiduje, że od 1 stycznia 2017 tylko czynniki chłodnicze z GWP niższym niż 150 mogą być stosowane w systemach klimatyzacyjnych nowych pojazdów. Wymagania te obecnie spełnia czynnik chłodniczy syntetyczny R 1234 yf oraz naturalny R 744 – dwutlenek węgla. Ten drugi wydaje się być przyszłościową alternatywa dla zastępowanego R 134a. Jest on proekologiczny (GWP =1) oraz jego wyciek nie stanowi zagrożenia dla człowieka.
EN
The paper presents a review of the most popular refrigerants used in automotive air conditioning. Analyzing the trends of substances used over the years can be seen giving up the human safety for green but hazardous refrigerants. Nowadays on European market over 95 percent of new cars have air condition. It significantly contributes to global warming not only by emitted exhaust fumes but also by the emission of refrigerants with a high GWP factor (Global Warming Potential). European Commission Directive 2006/40 / EC provides that from beginning of January 2017 only refrigerants with a GWP of less than 150 can be used in air conditioning systems of new vehicles. These requirements currently meet the synthetic refrigerant R 1234 yf and natural R 744 - carbon dioxide. The carbon dioxide appears to be a futuristic alternative to replace R-134a. It is environmentally friendly (GWP = 1) and the leak poses no threat to humans.
Podczas nakładania powłok lakierniczych, istotnym parametrem procesu może być wilgotność powietrza. Problem dotyczy również lakierni renowacyjnych. Wilgotność powietrza może mieć również wpływ zarówno, na jakość powłok lakierniczych jak i komfort pracy lakiernika. W artykule omówiono potrzeby oraz metody pomiarów wilgotności renowacyjnej w kabinie lakierniczej. Szereg wyników pomiarów rejestrowanych w różnych warunkach pracy kabiny lakierniczej mogą posłużyć do utworzenia sprawdzonego i wiarygodnego modelu numerycznego wilgotności w przestrzeni roboczej kabiny lakierniczej. Model ten może stanowić jeden z modułów kompleksowego numerycznego modelu symulacyjnego kabiny lakierniczej.
EN
During spray painting application one of important environmental parameter is the air humidity. It is also important at refinishing process. The air humidity has an impact on coatings quality and painter comfort. The paper presents the methods and reasons of air humidity measurement inside refinishing paint spray booth. The measurement data recorded at the different work conditions can be used to create a numerical model of air humidity inside the paint spray booth. The model can be used as part of complex simulation model of paint spray booth.
W artykule poddano analizie systemy klimatyzacji samochodowej pod względem efektywności energetycznej. Obecnie w układach tych najpopularniejsze czynniki chłodnicze to R 134a - czynnik chłodniczy który posiada dość znaczny potencjał tworzenia efektu cieplarnianego (GWP = 1440) oraz R 1234 yf - posiada niską wartość GWP = 4, lecz istnieją pewne kontrowersje związane z wpływem produktów jego spalania na zdrowie i życie człowieka. Na te szkodliwe produkty spalania (kwas fluorowodorowy) narażeni jesteśmy zwłaszcza podczas kolizji drogowej kiedy to w jej następstwie rozszczelnieniu ulegnie układ klimatyzacji. W związku z wątpliwościami dotyczącymi tego czynnika m.in. Mercedes wprowadził na rynek auta z układami klimatyzacji współpracującymi z czynnikiem chłodniczym R 744 - dwutlenkiem węgla. Trwają również badania nad zastosowaniem czynników R 290 (propan) oraz R 600a (izobutan), ciekawą alternatywą jest również R 152a oraz R 717 (amoniak).
EN
The article analyzes automotive air conditioning systems in terms of energy efficiency. Currently, for these systems the most popular are two refrigerants R-134a and R 1234 yf. The R 134a is the refrigerant that has a fairly high global warming potential (GWP = 1,440). R1234yf - has a low GWP = 4, but there are controversies related to the impact its products of combustion to human health and life. Due to concerns regarding this refrigerant, among others the Mercedes Company launched the car with the air conditioning systems working with the refrigerant R 744 - carbon dioxide. Also are ongoing research on the use of refrigerants R 290 (propane) and R600a (isobutane), an interesting alternative is the R 152a and R-717 (ammonia).
W artykule opisano efektywności różnych typów sprężarkowych pomp ciepła oraz opisano prototyp wodnej pompy ciepła pracującej w warunkach oblodzenia. Prototyp pompy ciepła zbudowany na Wydziale Techniki Morskiej i Transportu zasilany jest z otwartego basenu o pojemności 400 m3. Badania dotyczą efektywności urządzenia pracującego w okresie niskiej temperatury zewnętrznej powietrza oraz gdy temperatura wody tw < 4ºC. W tych warunkach na powierzchni parowacza tworzy się lód, a więc do zasilania pompy ciepła wykorzystuje się okresowo ciepło krzepnięcia wody. Podczas badań wstępnych uzyskano wysoką efektywność energetyczną COP ≈ 3,89.
EN
The article presents the effectiveness of various types of compressor heat pumps and describes the new solution of water source heat pump operating in icing conditions. Built at the Faculty of Maritime Technology and Transport, the prototype water source heat pump is powered from an open water reservoir with a capacity of 400 m3. The research concerns the efficiency of water source heat wimp working during low outdoor air temperature with water temperature of tw < 4ºC. Under these conditions, the ice is formed on the surface of the evaporator. Thus, to supply the pump, the latent heat of water freezing is periodically used. During the preliminary tests high energy efficiency COP ≈ 3,89.
W artykule przedstawiono wyniki analizy teoretycznej wpływu na atmosferę eksploatacji samochodowych urządzeń klimatyzacyjnych z różnymi czynnikami chłodniczymi stosowanymi w przemyśle motoryzacyjnym. Za miarę takiego wpływu przyjęto wartości: całkowitego równoważnego wskaźnika ocieplenia (TEWI) oraz jego składowych. Ukazano też zmiany w podejściu do wielkości GWP czynników chłodniczych. Pewne kontrowersje budzi tu wprowadzenie w klimatyzacji samochodowej nowej substancji R1234yf spełniającej wymogi dyrektywy UE [5], Czynnik ten (podobnie jak R134a!) w przypadku pożaru auta rozkłada się na fluorowodór - toksyczny (i rakotwórczy), a więc zagrażający zdrowiu ludzi i zwierząt. Stąd wzrosło zainteresowanie powrotem do użycia nie toksycznego CO2.
EN
The article presents the results of theoretical analysis of mobile air conditioning (MAC) systems operating with various refrigerants used in the automotive industry in terms of their impact on the environment. The total equivalent warming impact (TEWI) and its components is assumed as a measure of such impact. The changes in the approach to the size of GWP for refrigerants are also shown. Some controversy is associated with the entry of R1234yf - new substance satisfying the requirements of the EU MAC Directiye - in the car air conditioning. This refrigerant (as well as Rl 34a) decomposes in the case of a car fire into hydrogen fluoride - toxic (and carcinogenic), thus threatening the health of hunians and animals. Hence the increased interest in returning to the use of CO2.
W artykule przedstawiono opis nowego rozwiązania wodnej pompy ciepła pracującej w warunkach oblodzenia oraz wyniki badań wstępnych. Do badań eksperymentalnych zbudowane zostało stanowisko pompy ciepła przy otwartym basenie o pojemności 400 m3. Badania dotyczyły okresu niskich temperatur zewnętrznych powietrza oraz temperatury wody tw < 4°C w zbiorniku zasilającym parowacz pompy ciepła. W tych warunkach badano efektywność COP wodnej pompy ciepła podczas tworzenia się lodu na powierzchni wymiennika dolnego źródła ciepła.
EN
Description of a new concept of the water source heat pump working in the conditions icing and the results of the preliminary investigation. A stand for experimental investigation of the heat pump was built close to the open pool of volume 400 m3 The heat pump was investigated in the period of low temperatures of both air and water t < 4°C in the basin. The coefficient of performance (COP) of the water heat pump was investigated during the process of ice formation on the surface of the exchanger of the lower heat source.
Współcześnie spotyka sie wiele rozwiązań powietrznych pomp ciepła, które posiadają znaczne zróżnicowanie efektywności COP. Wynika to z rożnych przyczyn, jedną z nich jest praca przy niskich temperaturach otoczenia i wysokich wilgotnościach, co sprzyja szronieniu powierzchni dolnego źródła ciepła. W efekcie przeprowadzonej analizy proponuje się uściślenie warunków badań z dokładnym ujęciem cyklu odszraniania.
EN
A variety of solutions in Air Source heat Pumps technology is used nowadays, often having different COPs in the similar working conditions declared. A lot of factors are connected, one of them being low ambient temperatures and high humidities environment, what favours a frosting of the outdoor heat exchanger's surface. As a result of conducted analysis, the precising of research conditions, along with detailed defrosting cycle description is proposed.
W artykule przedstawiono stanowisko badawcze wodnej pompy ciepła zbudowanej na podstawie patentu z 2011 roku nr 209839. Ukazano schemat instalacji, jak również omówiono zasadę działa urządzenia. Wskazano również na aparaturę pomiarową służącą do celów określenia charakterystyk energetycznych pompy ciepła.
EN
In this paper presents the research station water source heat pump, built by the patent of 2011 No. 209839. Illustrated diagram of the in-station as well as discusses the principle of operation. In ałso indicated measurement equipment serving the purpose of determining the energy characteristic of the heat pump.
W artykule przedstawiono analizę wpływu dochłodzenia i regeneracji ciepła w obiegu sprężarkowej pompy ciepła na efektywność i wydajność cieplną dla najczęściej spotykanych czynników. Ważną częścią artykułu jest wybór parametrów pracy i rozwiązania technicznego pompy ciepła do obsługi budynku jednorodzinnego w zaopatrzeniu w ogrzewanie/chłodzenie i ciepła wodę użytkową.
EN
The article presents an analysis of the impact of subcooling and the heat recovery heat pump compressor circuit efficiency and thermal performance for the most common factors. An important part of the article is the choice of operating parameters and heat pumps technical solution to support a single-family building in the supply of heating/cooling and domestic hot water heat.
W artykule przedstawiono aktualną klasyfikację energetyczną urządzeń chłodniczych, klimatyzacyjnych i pomp ciepła. Uwzględniono obowiązujące i opracowywane w tym zakresie dyrektywy i rozporządzenia UE oraz dobrowolną certyfikację prowadzoną przez Eurovent Certification. Porównano zużycie energii poszczególnych klas efektywności energetycznej dla urządzeń w zależności od ich ceny na przykładzie chłodziarko-zamrażarek domowych z zamrażalnikiem dolnym dostępnych na rynku polskim.
EN
The paper presents up-to-date energy efficiency classification in refrigeration, air conditioning and heat pumps. It takes into account the existing and draft EU directives and regulations in this area, and voluntary Certification carried out by Eurovent Certification. The energy consumption of different energy efficiency classes for devices in dependence on their prices is compared on the example of domestic bottom freezer refrigerators available on the Polish market.
W artykule przedstawiono badania wstępnej wodnej pompy ciepła zasilanej ciepłem przejścia fazowego wody w okresie zimowym według zgłoszenia patentowego P 387938. Przedstawiono schemat budowy stanowiska modelowego wodnej pompy ciepła i wstępne wyniki obserwacji ruchowej i energetycznej proponowane w zgłoszeniu patentowym organizacji pracy urządzenia. Oszacowano wstępnie kształtowanie się współczynnika efektywności energetycznej COP (Coefficient Of Performance) nowego rozwiązania.
EN
In this paper is presented a preliminary study of water-source heat pump which use latent heat of water freezing in the winter according a patent application P 387938. The schema of the construction of the position of water-source heat pump model and preliminary results of observation of movement and energy in the patent application of the proposed organization of work equipment. Initially estimated formation energy efficiency ratio COP of the new solution.
W artykule zawarto opisy rozwiązań i eksploatacji wodnych pomp ciepła. Ukazano wady i zalety poszczególnych rozwiązań w tym również tworzenia się na powierzchni wymienników ciepła lodu. Analizy literaturowe i badania własne pozwalają na ocenę wpływu temperatury oraz natężenia przepływu wody na efektywność COP. Przedstawiono również nowy wynalazek: pompę ciepła zasiloną okresowo ciepłem krzepnięcia wody.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.