Wybrane aspekty analizy środowiskowej pomp ciepła

• Autorzy: Tuchowski, Wojciech , Pietryga, Diana

Warianty tytułu

EN

Selected aspects of heat pumps environmental analysis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W dobie transformacji energetycznej coraz częściej analizie poddaje się zasadność wymiany źródeł ciepła wykorzystujących paliwa kopalne na odnawialne źródła ciepła. W niniejszym artykule przedstawiono analizę energetyczną oraz środowiskową pomp ciepła. Określono również warunki pracy pompy ciepła, w których będzie się ona cechowała wysokim współczynnikiem efektywności energetycznej COP. Poddano analizie cykl przemian termodynamicznych zachodzących w klasycznym obiegu Lindego uwzględniając przegrzanie par oraz dochłodzenie cieczy czynnika chłodniczego. Określono główne czynniki wpływające na kształtowanie się wartości COP pompy ciepła pracującej w trybie grzania. Przeprowadzono analizę środowiskową dwóch urządzeń, w których zastosowano różne czynniki chłodnicze, R 410A oraz R 32. Określono składowe wskaźnika TEWI oraz ich wagę na wartość całkowitą. Jak wynika z obliczeń, substytucja czynnika chłodniczego ma niewielki wpływ na całkowitą emisję ditlenku węgla do atmosfery przez pompę ciepła. Jak wynika z analizy, pompa ciepła z R 32 cechuje się jedynie 9,5% niższą wartością wskaźnika TEWI. Natomiast różnica co do wskaźnika GWP obu czynników ok. 70% na korzyść R 32.

EN

In the era of energy transformation, the feasibility of replacing heat sources using fossil fuels with renewable heat sources is being increasingly analyzed. This article presents an energy and environmental analysis of heat pumps. The operating conditions of the heat pump were also determined, in which it will be characterized by a high energy efficiency coefficient COP. The cycle of thermodynamic transformations taking place in the classic Linde cycle was analyzed, taking into account the superheating of vapors and subcooling of the refrigerant liquid. The main factors influencing the COP values of a heat pump operating in the heating mode were determined. An environmental analysis was conducted on two units that used different refrigerants, R 410A and R 32. The components of the TEWI index and their weight for the total value were determined. As the calculations show, the substitution of the refrigerant has little impact on the total emission of carbon dioxide into the atmosphere by the heat pump. According to the analysis, a heat pump with R 32 has only a 9.5% lower TEWI value. However, the difference in the GWP of both factors is approximately 70% in favor of R 32.

Słowa kluczowe

PL

pompa ciepła; źródło ciepła dolne; współczynnik efektywności energetycznej; odnawialne źródła energii; wydajność grzewcza

EN

heat pump; lower heat source; coefficient of energy performance; renewable energy sources; heating capacity

• Czasopismo: Instal
• Rocznik: 2024
• Tom: nr 4
• Strony: 18--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Tuchowski, Wojciech

• Katedra Klimatyzacji i Transportu Chłodniczego, Wydział Techniki Morskiej i Transportu, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie,

autor

Pietryga, Diana

• Katedra Klimatyzacji i Transportu Chłodniczego, Wydział Techniki Morskiej i Transportu, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Bibliografia

• [1] https://portpc.pl/port-pc-2022-rok-pomp-ciepla-w-polsce/
• [2] https://www.ehpa.org/market-data/
• [3] Ustawa z dnia 20 lipca 2017 - Prawo wodne
• [4] https://www.daikin.pl/
• [5] https://www.aircon.panasonic.eu/PL_pl/happening/aquarea-heat-pump-line-up/
• [6] https://www.nibe.eu/pl/pl/produkty/pompy-ciepla
• [7] https://www.mhi.info.pl/pompy-ciepla
• [8] https://www.stiebel-eltron.pl/pl/produkty-rozwiazania/energia_odnawialna/pompy_ciepla.html
• [9] https://www.johnsoncontrols.com/pl_pl/buildings/hvac-equipment
• [10] https://www.gazuno.pl/produkty/sprezarkowe-pompy-ciepla/seria-p/
• [11] PN-76/B-03420-1 Wentylacja i Klimatyzacja. Parametry obliczeniowe powietrza zewnętrznego
• [12] PN-EN-14511 Klimatyzatory, ziębiarki cieczy i pompy ciepła ze sprężarkami o napędzie elektrycznym, do grzania i ziębienia
• [13] PN 14825 Air conditioners, liquid chilling packages and heat pumps, with electrically driven compressors, for space heating and cooling - Testing and rating at part load conditions and calculation of seasonal performance
• [14] Rozprawa doktorska „Badania eksperymentalne efektywności pompy ciepła wykorzystującej utajone ciepło zamarzania wody”, Wydział Techniki Morskiej i Transportu, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
• [15] PN-EN 378-1:2008. Załącznik B
• [16] Mudhafar A H Mudhafar, Hsuan-Yi Pan: „The fluid flow and heat transfer characteristics of R-32 in a small Tube”. International Journal of Refrigeration, Volume 139, July 2022, Pages 204-213
• [17] https://www.kobize.pl/uploads/materialy/materialy_do_pobrania/wskazniki_emisyjnosci/Wskazniki_emisyjnosci_2022.pdf
• [18] National Energy & Climate Plans (NECPs), Ember calculations. The 19 countries displayed account for > 97% of EU - 27 electricity consumption
• [19] KOBIZE - https://www.kobize.pl/
• [20] M. Kruzel, T. Bohdal, K. Dutkowski: „Current research trends in the process of using zeotropic mixtures in energy installations; Lorenz’s comparative cycle” 12/2023 INSTAL S. 17-25, DOI: 10.36119/15.2023.12.3
• [21] R. A. Sakowicz, A. J. Werner-Juszczak: „Operating costs of air and ground source heat pumps” 7-8/2022 INSTAL S.33-37, DOI 10.36119/15.2022.7-8.4
• [22] R32A (refex.co.in)
• [23] Linde Gaz Polska | Gazy Przemysłowe (linde-gaz.pl)
• [24] Daikin_R32_Handling_Brochure_EN.pdf (daikinchem.de)
• [25] Genetron® 32 (R-32) | Europejskie czynniki chłodnicze (honeywell-refrigerants.com).

Uwagi

Praca naukowa współfinansowana z Programu Interreg V A Meklemburgia-Pomorze Przednie / Brandenburgia / Polska
w ramach projektu międzynarodowego INT190 MoRE „Modelowy Region Energii Odnawialnych Wysp Wolin i Uznam” i współfinansowanego ze środków Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego w ramach programu pn. „PMW” w latach 2020-2022; umowa nr 5195 / INTERREG VA MV / BB / PL / 2021/2.

Identyfikatory

DOI

10.36119/15.2024.4.2