Reklama
Reklama
 
 
 
Reklama
Pompy ciepła typu powietrze-woda jako źródło w systemie grzewczym budynku
Ocena użytkowników: / 2
SłabyŚwietny 
Data dodania: 28.04.2015

W artykule przedstawiono aktualną ocenę rynku pomp ciepła ze szczególnym uwzględnieniem pomp typu powietrze-woda. Wskazano rosnący potencjał dla zastosowania powietrznych pomp ciepła, oraz przedstawiono politykę UE w tym zakresie. Omówiono wskaźniki efektywności COP i SPF oraz korzyści wynikające z wykorzystania pomp ciepła w instalacjach grzewczych.

Rozwój zastosowań pomp ciepła jest odpowiedzią na potrzeby naszych czasów, w tym konieczności ochrony środowiska naturalnego, podniesienia sprawności urządzeń, oszczędzania energii i potrzeby poszukiwania nowych źródeł energii do ogrzewania.

 

Pompy ciepła doskonale wpisują się w trend stosowania ekologicznych źródeł energii cieplnej, głównie dlatego, że opierają się na wykorzystaniu odnawialnych i praktycznie niewyczerpalnych zasobów energii.

 

Praca pomp ciepła nie powoduje niskiej emisji CO2 do atmosfery i nie zanieczyszcza powietrza atmosferycznego. Dodatkowo dzięki zastosowaniu nowoczesnych czynników chłodniczych nie powoduje też niszczenia warstwy ozonowej.

 

Pompy ciepła dają użytkownikowi również inne korzyści:

  • bezpieczeństwo użytkowania (nie występują łatwopalne lub wybuchowe paliwa),
  • brak konieczności wydzielania specjalnych pomieszczeń (składów paliwa czy kotłowni),
  • brak konieczności dostaw sieciowych innych niż energia elektryczna (gazu czy ciepła z sieci miejskich),
  • wysoka estetyka wykonania urządzeń i instalacji (czyste i bezpyłowe),
  • dostępna opcja chłodzenia (bezkosztowo lub z niskimi kosztami instalacji).

 

Pompa ciepła charakteryzuje się niższymi kosztami eksploatacyjnymi w porównaniu z innymi paliwami, jak np. olejem opałowym, gazem ziemnym. Niestety nakłady inwestycyjne należą do najwyższych spośród wszystkich źródeł ciepła. 

 

Jednak zastosowanie pompy ciepła typu powietrze-woda jako monowalentnego źródła ciepła dla instalacji centralnego ogrzewania wodnego o maksymalnej temperaturze zasilania 65°C pozwoliłoby znacząco zmniejszyć nakłady inwestycyjne możliwe, że nawet do poziomu porównywalnego z aktualnie stosowanymi źródłami ciepła.

 

 

Ocena rynku pomp ciepła

 

 

Europejski rynek pomp ciepła w latach 2005–2008 rozwijał się w tempie od 10 do 30% rocznie. Po kryzysie w 2009 r. odnotowano spadek o ok. 12% i niewielkie wzrosty w następnych latach. Porównując sprzedaż w latach 2005–2011, rynek wzrósł o 8,68%. Roczna sprzedaż w 2012 r. przekroczyła 1,65 mln sztuk [1].

 

Najlepiej sprzedawały się powietrzne pompy ciepła, które stanowią ponad 80% urządzeń na europejskim rynku. Największą popularnością w ostatnich latach cieszą się pompy ciepła do przygotowania ciepłej wody użytkowej. Ich sprzedaż w UE w latach 2005–2011 wzrosła o ponad 400% i osiągnęła poziom 50 tys. sztuk rocznie [1].

 

Z danych Europejskiego Stowarzyszenia Pomp Ciepła (EHPA) [10] za 2011 r. wynika, że liderami są: Norwegia z 379 pompami ciepła montowanymi rocznie na 10 tys. domów, Finlandia – 291 szt. i Szwecja – 267 szt. Na kolejnych miejscach plasują się: Szwajcaria – 67 szt., Austria – 46 szt. oraz Francja i Portugalia z ok. 44 szt. W Polsce rocznie montuje się zaledwie 8 pomp na 10 tys. domów.

 

Polski rynek pomp ciepła zdominowany jest przez dwa typy urządzeń: solanka-woda do ogrzewania budynku oraz powietrze-woda tylko do przygotowania c.w.u., które stanowią łącznie ok. 82% rynku. Udział pomp ciepła powietrze-woda do ogrzewania sięga 14%, około 3% to pompy ciepła z bezpośrednim odparowaniem w gruncie, a pompy woda-woda stanowią tylko 1% rynku.

 

Według danych Polskiej Organizacji Rozwoju Technologii Pomp Ciepła [10] w naszym kraju w 2013 roku sprzedano 12 600 pomp i rynek ten wzrósł o 20% w stosunku do roku 2011. Wzrosty odnotowały wszystkie rodzaje pomp ciepła oprócz pomp woda-woda. Największą dynamikę sprzedaży miały pompy ciepła typu powietrze-woda – 35%. Sprzedaż pomp typu powietrze-woda tylko do c.w.u. wzrosła o ok. 25%, a typu solanka- woda o ok. 11%.

 

 

Uzasadnienie dla zastosowania pompy ciepła do ogrzewania budynków

 

(...)

 

Zanieczyszczenie powietrza oraz ekologiczne aspekty zastosowania pomp ciepła

 

(...)

 

Dobór pompy ciepła dla budynków nowych i modernizowanych

 

(...)

 

Powietrze atmosferyczne jako dolne źródło ciepła

 

(...)

 

Ocena efektywności energetycznej

 

(...)

 

 

Podsumowanie i perspektywy rozwoju pomp ciepła

 

 

W Polsce do 2030 roku nadal 75% mieszkań będzie zbudowanych wg standardowych technologii spełniających aktualne normy (wymogi przepisów). Pozostałe budynki będą budowane w technologii energooszczędnej i jako budynki pasywne. Zatem największy potencjał stanowią istniejące budynki. Jest to potencjał dla producentów z branży grzewczej, w tym w szczególności dla pomp ciepła.

 

Prognozuje się, że w 2020 r. połowa nowych budynków będzie wyposażona w pompy ciepła. Decydować o tym będzie ekonomia, czyli o połowę tańsza eksploatacja przy malejących różnicach w nakładach inwestycyjnych. Z badań wynika, że 40% inwestorów budujących nowe domy chciałoby mieć w nich pompy ciepła [10].

 

Po 2015 r. diametralnie zmieni się rynek urządzeń centralnego ogrzewania w Europie. Wymogi ecodesign i oznakowania energetycznego wpłyną na sprzedaż pomp ciepła i kotłów na biomasę, a na rynek nie będą mogły wejść niskoefektywne urządzenia grzewcze.

 

Na zmianę nastawienia inwestorów wpłynie wprowadzenie od 2015 r. klas energetycznych dla urządzeń grzewczych. Jeśli chodzi o urządzenia grzewcze, klasa A+ lub wyższa będzie oznaczać, że korzystają one z odnawialnych źródeł energii. Uzyskanie klasy A+ dla kotła gazowego będzie możliwe tylko w pakiecie z kolektorem słonecznym, a będzie ona osiągalna już dla pompy ciepła powietrze-woda i zastosowania ogrzewania płaszczyznowego, natomiast pompy gruntowe będą miały klasy A++ i A+++ [4].

 

 

2015 04 65 1

Rys. 3. Zmiana wartości współczynnika COP w zależności od temperatury górnego źródła ciepła [opracowanie własne na podstawie 5]

 

 

W kontekście polityki UE w nowych budynkach duże szanse na zastosowanie mają pompy ciepła. Korzystne byłoby połączenie pomp ciepła i paneli fotowoltaicznych. Nie ma praktycznie żadnych przeszkód w łączeniu tych instalacji ani ze zmianą prądu stałego na zmienny, jedyny problem to magazynowanie energii. Jednak nawet jeśli 35% energii z fotowoltaiki w instalacji domowej zostanie zużyte na potrzeby ogrzewania, to reszta może być sprzedana do sieci. Prosument (konsument i producent) energii elektrycznej w Niemczech czy we Włoszech ma już z tej instalacji zysk.

 

Przewiduje się, że w najbliższej przyszłości zmiany w technologii ogrzewania w dużym stopniu będą powiązane ze smart grid (inteligentnymi sieciami elektroenergetycznymi), fotowoltaiką oraz ogniwami paliwowymi oraz kogeneracją. Z czasem rynek kotłów gazowych stanie się rynkiem urządzeń na wymianę, a istniejące instalacje będą zmieniane na hybrydowe, często z udziałem pomp ciepła.

 

W przyszłości będą budowane bardzo szczelne budynki zarządzane przez inteligentny system automatyki, w coraz większym stopniu korzystające z energii elektrycznej do ogrzewania, wentylacji, chłodzenia i przygotowania ciepłej wody. Energia elektryczna będzie wytwarzana w skojarzeniu albo z odnawialnych źródeł w rozproszonych mikroźródłach i zużywana w budynkach w miejscu wytworzenia.

 

Właśnie w mikroinstalacjach do produkcji energii i ciepła Unia Europejska widzi przyszłość, a nie w dużych blokach energetycznych i elektrowniach atomowych. Zgodnie z założeniami w 2020 r. we Wspólnocie ma być 50 mln prosumentów (producentów i konsumentów jednocześnie).

 

 

dr hab. inż. Marek BOROWSKI

Katedra Górnictwa Podziemnego,

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, AGH

Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

 

 

mgr inż. Michał KARCH

Katedra Górnictwa Podziemnego,

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, AGH

Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

 

 

LITERATURA:

[1] JONIEC W. 2013: Rynek pomp ciepła. Wyniki i trendy. Rynek Instalacyjny nr 4.

[2] PN-EN 15316-4-2 : 2008: Instalacje ogrzewcze w budynkach. Metoda obliczania zapotrzebowania na ciepło i oceny sprawności instalacji. Część 4-2. Źródła ciepła do ogrzewania miejscowego, instalacje z pompami ciepła.

[3] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych zmieniająca i w następstwie uchylająca dyrektywy 2001/77/WE oraz 2003/30/WE (Dz.U. UE 2009, L 140/16).

[4] KOSIERADZKI J., 2011: Pompy ciepła – kierunki rozwoju. Rynek Instalacyjny nr 7-8.

[5] KOWALEWSKA K., 2012: Analiza efektywności energetycznej rozwiązań technicznych pomp ciepła. Praca dyplomowa, AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie (niepublikowana).

[6] LACHMAN P. 2010: Wpływ pomp ciepła na wzrost efektywności energetycznej, udziału energii odnawialnej i redukcję emisji CO. InstalReporter. Październik, Nr (3).

[7] PN-EN 13771-2 : 2009: Sprężarki i agregaty skraplające dla instalacji ziębniczych- Badanie charakterystyki i metody badań.

[8] PN-EN 14511-2 : 2009: Klimatyzatory, ziębiarki cieczy i pompy ciepła ze sprężarkami o napędzie elektrycznym do grzania i ziębienia.

[9] PN-EN 14511 : 2012: Klimatyzatory, ziębiarki cieczy i pompy ciepła ze sprężarkami o napędzie elektrycznym, do grzania i ziębienia.

[10] PORT PC, 2013: Raport na temat Rynku pomp ciepła w Polsce. http://www.portpc.pl.

[11] RUBIK M.,1999: Pompy ciepła, Ośrodek Informacyjny „Technika instalacyjna w budownictwie”, Warszawa.

[12] Rynek Instalacyjny (RI), 2013: Raport – pompy ciepła. http://www.rynekinstalacyjny.pl

 



 

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.