Nowe techniki i rozwiązania stosowane dla kolektorów słonecznych i pomp ciepła mgr inż. Tomasz Sumera Eco-Doradztwo przedstawiciel ASTERSA S.A. w Polsce Konferencja „Wykorzystanie w rejonie Tarnowa trendów i szans inwestowania w OZE” NOT Tarnów - 8.11.2012 r. Kolektory słoneczne ASTERSA Niewyczerpalnym i czystym ekologicznie źródłem energii jest m.in. energia promieniowania słonecznego, a najprostszym urządzeniem do jej praktycznego wykorzystania jest kolektor słoneczny. Kolektor słoneczny jest to urządzenie do odbioru ciepła z promieniowania słonecznego i przeniesienia go w ciecz roboczą, która z kolei ogrzewa wodę w zbiorniku (bojlerze). 13 gr ud zi eń 84 li s to pa d pa źd zi er ni k rz es ie ń si er pi eń 99 w ie c 96 li p ie c cz er w 100 m aj kw ie ci eń ec 20 m ar z 40 lu ty st yc ze ń Stopień wykorzystania energii słonecznej w % 120 99 95 86 80 60 61 52 39 15 6 0 SCHEMATY SŁONECZNYCH SYSTEMÓW GRZEWCZYCH 1. Kolektor słoneczny ze zbiornikiem c.w.u. wyposażonym w 1 wężownicę spiralną i grzałkę elektr. SCHEMATY SŁONECZNYCH SYSTEMÓW GRZEWCZYCH 6. Biwalentny, niskotemperaturowy system grzewczy dla budynku jednorodzinnego. System wykorzystuje kolektory słoneczne do ogrzewania cwu i wspomagania centralnego ogrzewania. Kolektory słoneczne przekazują energię do zbiornika kombinowanego (c.o./cwu), z którego odbywa się dystrybucja ciepła na cwu i c.o. Zbiornik dogrzewany jest przez kocioł c.o. Stopień wykorzystania energii słonecznej w % 120 100 99 96 99 95 86 84 80 61 60 52 39 40 20 15 13 6 okres gr ud zi eń li s to pa d pa źd zi er ni k rz es ie ń w si er pi eń li p ie c ie c m aj cz er w ec kw ie ci eń m ar z lu ty st yc ze ń 0 m3 5.04.11-7.06.11 191 7.06.11-11.08.11 87 11.08.11-6.10.11 75 353 spadek zużycia o: 155 okres m3 06.04.2012-06.06.12 104 06.06.12-06.08.12 33 06.08.12-31.08.12 24 31.08-8.10.12 37 198 m3 % 43,9 Zużycie gazu jest tez do kuchni gazowej! Koszt wytwarzania energii Zastosowanie kolektorów słonecznych ASTERSA do zasilania w ciepło pompy absorbcyjnej . Pompa ciepła wytwarza : -wodę lodową do klimatyzacji -ciepłą wodę użytkową -ciepło do regeneracji wymiennika gruntowego sprężarkowej pompy ciepła , która wytwarza ciepło w zimie na potrzeby C.O. i cwu + + ZASADA DZIAŁANIA POMPY CIEPŁA 1 - sprężarka 2 - skraplacz 3 - parownik 4 - zawór rozprężny 5 - dolne źródło ciepła 6 - górne źródło ciepła 3 6 1 5 2 4 ROZWIĄZANIA OPARTE NA POWIETRZU ATMOSFERYCZNYM Przedszkole w Starych Żukowicach Przedszkole w Starych Żukowicach Pompa ciepła Najczęściej stosowane instalacje dolnego źródła ciepła studnie pozwalające na pozyskiwanie energii z wód gruntowych. Stała temperatura wód od +8 oC do +12 oC predysponuje to źródło do wykorzystania ze względu na wysoką roczną zdolność grzewczą. Woda po schłodzeniu o 4oC w pompie ciepła zostaje odprowadzona do drugiej studni chłonnej oddalonej o około 15 m. Parametry techniczne zainstalowanych urządzeń w Wielkiej Wsi - Moc pompy ciepła 32 kW (COP: 3,5; temp. na wyjściu z PC i zasilaniu do bufora: 51,5oC) - Dolny kolektor oparty na studniach głębinowych (min. wydajność złoża 6m3/h, temp. 11oC) - Zbiornik buforowy: 1m3 Schemat instalacji cieplnej w szkole w Wielkiej Wsi ilość energii [kWh] 100 12 10 8 6 4 2 0 -2 -4 -6 80 60 40 20 0 I 2005 II 2005 Ilość energii cieplnej Zużycie energii elektr. III 2005 IV 2005 X 2005 Średnia temperatura Temp. [st. C] Porównanie produkcji energii cieplnej w miesiącach styczeń - październik przez PC 12 10 8 6 4 2 0 -2 -4 -6 Współczynnik sprawności 3,9 3,7 3,5 3,3 3,1 2,9 2,7 2,5 I 2005 COP II 2005 III 2005 IV 2005 X 2005 Średnia temperatura Temp. [st. C] Porównanie współczynników sprawności PC w miesiącach styczeń - październik Pompa ciepła Najczęściej stosowane instalacje dolnego źródła ciepła kolektor gruntowy poziomy to rury polietylenowe, wewnątrz których krąży płyn niezamarzający transportujący ciepło. Polietylenowy płaszcz wyklucza możliwość powstania korozji. Kolektor ten układa się w gruncie poniżej strefy przemarzania. Powierzchnia ułożenia kolektora jest ok. 2 do 2,5 raza większa od powierzchni ogrzewanego budynku KOLEKTOR POZIOMY I ROZDZIELACZ PRZYKŁADY INSTALACJI POMPY CIEPŁA Budynek mieszkalny jednorodzinny T y p i i l o ś ć z a i n s t a l o w a n y c h p o m p c i e p ł a V A T R A B 1 3 S / 1 A 1 – 1 s z t . Z a i n s t a l o w a n a m o c c i e p l n a 1 3 k W Pompa ciepła Najczęściej stosowane instalacje dolnego źródła ciepła kolektor gruntowy pionowy, wykonany jest jako wymiennik w kształcie litery U z polipropylenowych rur wypełnionych niezamarzającym płynem. Umieszcza się go w pionowych odwiertach o głębokości 15 do 100 m. Średnia odległość między odwiertami wynosi około 4 m. ODWIERT POD KOLEKTOR PIONOWY KOLEKTOR Z PODWÓJNEJ U-RURY Koncepcja dogrzewania dolnego źródła przy uzyciu kolektorów słonecznych Przykład Instalacji solarnej i pomp ciepła Przedszkole w Pleśnej Przykład Instalacji solarnej i pomp ciepła Wnioski i doświadczenia z eksploatacji pompy ciepła • • • • • Niższy koszt wytworzenia ciepła Bezobsługowa praca Wysoka sprawność urządzenia Ekologiczna technologia pozyskiwania ciepła Brak problemów z paliwem, odpadami i emisją pyłów Przykłady instalacji pomp ciepła- odzysk ciepła odpadowego Zakład używa obrabiarek chłodzonych cieczą Temp cieczy chłodniczej wynosi ok. 30oC przy 40oC brak chłodzenia blokuje produkcję....... ........stosujemy pompę ciepła Temp cieczy chłodniczej spada do ok. 12 oC a odzyskanym ciepłem ogrzewamy magazyn. Lewe zdjęcie pokazuje temp 54oC w obiegu C.O. Efekty ekonomiczne i ekologiczne: • Produkcja odbywa się bez przeszkód ( wzrost wydajności pracy) • Prawie zerowy koszt ogrzewania magazynu • (ciepłem odzyskanym z produkcji) • Brak jakichkolwiek problemów z paliwem, odpadami i emisją pyłów powstających gdyby magazyn ogrzać innymi metodami Technologia przyjazna środowisku Dziękuję za uwagę i zapraszam do współpracy Tomasz Sumera (+48) 722 835 531 [email protected] www.eco-doradztwo.eu