Reklama
Reklama
 
 
 
Reklama
Możliwość zastosowania pomp ciepła w supermarketach
Ocena użytkowników: / 1
SłabyŚwietny 
Data dodania: 30.05.2013

Pompa ciepła jest urządzeniem pozwalającym transportować ciepło z dolnego źródła ciepła do górnego, przy wykorzystaniu w tym celu pracy technicznej. 

   Dokonując przeglądu stosowanych obecnie systemów grzewczych opartych na pompach ciepła, można zauważyć, że wykorzystywane są trzy podstawowe źródła ciepła:

  • powietrze (zimą posiada najbardziej nƒƒ iekorzystne warunki),
  • woda (ponieważ woda w czasie zimy osiąga temperaturę +8 do +12°C, jest ona dobrym źródłem ciepła),
  • ƒgrunt (na głębokości od 1,2 do 1,8 m odnotowuje się średnioroczne równomierny rozkład temperatury, co umożliwia ekonomiczne wykorzystanie pomp ciepła).

 

     Na rysunku 1. przedstawiono obieg pompy ciepła oraz interpretację tego obiegu na wykresie P-h. Jest to obieg chłodniczy jednostopniowy, który dla pewnych narzuconych wartości parametrów stanu parownika oraz skraplacza pozwala realizować funkcje grzewcze.

 

2013 04 2691 01

Rys. 1. Obieg pompy ciepła 

 

 

Pompa ciepła typu powietrze-powietrze (pompa ciepła retencyjna)

(...)

 

Pompa ciepła typu woda-woda

(...)

 

Pompa ciepła typu bezpośrednie parowanie-woda

(...)

 

Pompy ciepła nadkrytyczne

(...)

 

Pompy ciepła podkrytyczne

     Te pompy ciepła stosowane są obecnie najczęściej w praktyce grzewczej. Ich efektywność energetyczna zależy od tego, jak skonfigurowane jest dolne źródło ciepła i przy jakiej temperaturze realizowany jest proces skraplania. Zakładając, że pompa ciepła pracuje przy stałej temperaturze skraplania np. 90°C (rys. 3a), gdy dolnym źródłem ciepła jest np. chłodnica wentylatorowa umieszczona na zewnątrz budynku, to zimą proces odparowania musi być realizowany w temperaturze niższej niż temperatura powietrza (linia niebieska). W związku z tym wzrasta praca techniczna wymagana do napędu sprężarki. W przypadku gdy mamy jako dolne źródło ciepła wymiennik gruntowy, system odzysku ciepła lub zbiornik wodny, parametry termiczne parownika pozwalają na zmniejszenie mocy pobieranej przez sprężarkę.

     W przypadku gdy obieg pompy ciepła realizuje proces skraplania przy różnej temperaturze przy założeniu stałej temperatury odparowania, to wraz ze wzrostem temperatury skraplania maleje moc chłodnicza oraz wzrasta zapotrzebowanie na pracę techniczną potrzebną do napędu sprężarki (rys 3b – linia niebieska).

 

2013 04 2691 03

Rys. 3. Pompa ciepła podkrytyczna i jej parametry eksploatacyjne: a) stała temperatura skraplania, b) stała temperatura odparowania

 

     Jednym z ciekawszych rozwiązań w podkrytycznej pompie ciepła jest zastosowanie regeneracyjnego wymiennika ciepła, w celu zwiększenia temperatury wody grzewczej (rys. 4 a). Taki wymiennik pozwala na obniżenie wartości ciśnienia skraplania oraz umożliwia zwiększenie różnicy entalpii w procesie odparowania – w efekcie zwiększa się również możliwość pozyskiwania chłodu z produktów żywnościowych. Na rysunku 4 b przedstawiono interpretację obiegu pompy ciepła z zastosowanym wymiennikiem regeneracyjnym.

 

 2013 04 2691 04

Rys. 4. Pompa ciepła z regeneracyjnym wymiennikiem ciepła a) parametry teoretyczne pompy ciepła, b) interpretacja obiegu na wykresie p-h

 

 

Pompy ciepła w zastosowaniach dla sieci supermarketów

     Bardziej skomplikowane obiegi chłodnicze instalowane do współpracy z pompami ciepła na potrzeby supermarketów przedstawiono na rysunkach 5. i 6. W układzie przedstawionym na rysunku 5. pompa ciepła pracuje jako system pozyskiwania ciepła odpadowego z procesów chłodniczych. Instalacje chłodnicze w tym układzie pracują na średnich parametrach chłodzenia -10°C i niskich parametrach chłodzenia -35°C (obiegi chłodnicze podkrytyczne na CO2). Pompa ciepła pracuje tutaj jako system niezależny, przy czym ciepło może być dostarczane z systemu odzysku ciepła lub z innego układu dolnego źródła ciepła (np. wymienniki gruntowe). Na rysunku 6. przedstawiono układ chłodniczy, który może pracować jako system pompy ciepła.

 

2013 04 2691 05

Rys. 5. Pompa ciepła jako system odzysku ciepła z instalacji chłodniczej supermarketu [1]

 

 

2013 04 2691 06

Rys. 6. Układ chłodniczy supermarketu jako pompa ciepła [1]

 

 

     Do celów pozyskiwania ciepła użytkowego zastosowano w tym przypadku wymiennik gruntowy oraz instalacje parowników chłodniczych zainstalowanych w komorach chłodniczych. System ten może pracować w trybie produkcji ciepła wysokotemperaturowego tzn. wykorzystywany jest proces ochładzania pary wysokotemperaturowej (desuperheater) oraz jako system HVAC. Instalacje chłodnicze pracują jako system nadkrytyczny CO2.

 

Podsumowanie

     Przedstawione w pracy obiegi chłodnicze stosowane są jednocześnie do ogrzewania oraz chłodzenia przechowywanej żywności. Szerokie możliwości konfiguracji obiegów pomp ciepła pozwalają na ich aplikację w wielu systemach i to nie tylko w układach supermarketów. Najnowsze rozwiązania pomp ciepła mogą być również stosowane w inżynierii procesowej do ogrzewania w temperaturze 150°C (niektóre prototypy osiągają nawet 300°C), przy czym są to już skomplikowane kaskadowe obiegi cieplne. Pompy ciepła mogą być wykorzystywane również jako systemy w procesach osuszania żywności czy w procesach destylacyjnych i pasteryzacji żywności.

 

LITERATURA:
[1] Samer SAWALHA, Yang CHEN: Investigations of Heat Recovery in Different Refrigeration System Solutions in Supermarkets. Effsys2 project final report 2010.

 

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2021

  • Pompy ciepła 2020-2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2020

  • Pompy ciepła 2019-2020

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2019

  • Pompy ciepła 2018

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2017

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2018

  • Pompy ciepła 2015

  • Pompy ciepła 2016

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.