Prawda o pompach ciepla

[mario_pab]

Może nie wszystko do końca z tego wątku kapuje, ale wpadł mi do głowy pewien pomysł. Nie wiem tylko czy jest wart zastosowania.

 

Generalnie pompa ciepła działa na zasadzie "odwróconej lodówki". Pobiera ciepło z ziemi, a oddaje je w domu. Jak dobrze rozumuje to im wyższa temperatura ziemi tym lepiej. Czy zatem warto byłoby izolować termicznie grunt w którym są wyprowadzone rurki od pompy ciepła od zimnego powietrza? Do izolacji moglibyśmy użyć jakiś specjalnych mat styropianowych (lub innych, ale teraz mniejsza o to) położonych na gruncie lub zakopanych. Czy coś takiego ma sens?

[Peterek]

Nie, bo latem grunt musi pobrać ciepło z otoczenia.

[m.dworek]

latem jak latem, ale przede wszystkim w zimie

 

dobra zadanie domowe na razie zostawiam bez rozwiazania, moze ktos sie bedzie chcial wykazac...?

 

a na razie zrobie symulacje odnosnie danych rolanda ;

jako ze nie podal mi on rzeczy najwazniejszej czyli temperatury kolektora, przyjme ze jest ona rowna -30 °C i dodatkowo wspanialomyslnie pomine opor cieplny od rurki do "warstwy" w ktorej lezy kolektor przyjmujac ze cala warstwa gleby na tej glebokosci ma temperature te co kolektor czyli -30°C

 

pogode dam laskawa czyli °C w zimie i 20 °C latem

dodatkowo latem wylacze pompe, zeby grunt odpoczal

[m.dworek]

oto wynik dla danych jeziera

jak mowilem w zimie zalozylem srednio 0°C

w lecie +20

grunt korzystny- lambda 0,85

cp 0,84

ro1800 (choc moim zdaniem zbyt gesty jak na gline)

 

no i zalozylem rownomierna temperature w warstwie kolektora (tzn caly m2 powierzchni gruntu na glebokosci kolektora ma -30°C- co w rzeczywistosci nei jest prawda i znacznie pogardza wymiane ciepla miedzy kolektorem a gruntem)

 

ok oto wynik

teraz pompowcy beda usatysfakcjonowani

 

przypominam ze nic w symulacji nie poprawialem , dalej bazuje na tym samym modelu

 

 

http://img516.imageshack.us/img516/2513/danejezier300tr.jpg

 

 

jak widac w tym przypadku (z wszystkimi korzystnymi dla pomp okolicznosciami jak temperatura zimy, grunt itd) na jakies 30 W/m2

ale pamietajmy ze jest to dla temperatury kolektora -30°C- trzeba by spojrzec jakie sprawnosci odpowiadaja takiej temperaturze wrzenia czynnika

[m.dworek]

wyciagajac wnioski z powyzszych wynikow dochodze do wniosku, ze przy sprzyjajacych warunkach mozna liczyc na jakies 20W/m2 kolektora choc bezpieczniej jest zalozyc 15

 

zakladanie wiekszych mocy z m2 skonczy sie z duzym prawdopodobienstwem zle funkcjonujaca pompa

 

przy niesprzyjajacym gruncie i bon boze czynniku o temperaturze wyzszej niz -30°C pompa zamiast przynosic radosc bedzie bezuzytecznym gratem, w dodatku bardzo drogim i tzeba bedzie pomyslec o zastapieniu jej jakims innym zrodlem ciepla

 

 

najwazniejsza pomylka w rozumowaniu, jest zalozenie ze pompy ciepla to jakies urzadzenia ktore wyciagaja cieplo z ziemi w ktorej jest go mnostwo

w rzeczywistosci gleba pelni funkcje obudowy w ktorej umieszcza sie wielkopowierzchniowy wymiennik ciepla kolektor- powietrze

bo cale cieplo pochodzi wlasnei z powietrza a nie z niezmierzonych pokladow ziemi

[Pońko M.]

Tylko dlaczego zakładzasz sobie temperaturę kolektora -30 st.C? Z kapelusza zająca też można wyjąć......Z praktyki patrząc (pomiary w gruncie) takich temperatur po prostu nie ma.....

[m.dworek]

Tylko dlaczego zakładzasz sobie temperaturę kolektora -30 st.C? Z kapelusza zająca też można wyjąć......Z praktyki patrząc (pomiary w gruncie) takich temperatur po prostu nie ma.....

 

oj a wy znowu swoje

nie pamietam, ale chyba wlasnei propan pracuje na temperaturach okolo -30 °C- dlatego zalozylem sobie taka temperature...

 

ale przypominam, ze zrobilem duze uproszczenie (nakorzysc pomp ciepla), ze nie ma oporu miedzy przekazywaniem ciepla z warstwy gleby na tym samym poziomie co kolektor do samego kolektora (ciednkiej rurki)

 

tym sposobem wyliczylem jakie mozna by teoretycznie w najbardziej sprzyjajacych warunkach wyciagnac moce z pompy ciepla z odparowaniem bezposrednim w -30 °C- przy dobrym gruncie

 

to tyle nawijajcie dalej

[godul1]

Propan i jeszcze kilka czynników wykorzystywanych w PC wrze w temp -43C. Tylko ze żadna PC nie chodzi cały rok, a nawet w sezonie ma czeste okresy wyłaczenia.

No i jeszcze jedno: Temperatura wrzenia zalezy też od cisnienia, a to oznacza że mozna spowodowac aby czynnik (np propan) wrzał dopiero w temperaturze -10C albo nawet +5C poprzez podniecienie ciśnienia w kolektorze. W ten sposób mozna łatwo wyeliminoiwac zamrazanie gruntu.

[Pońko M.]

Np. -43 st. C dla propanu R 290 to tzw. "normalna temperatura wrzenia". Dla innych czynników wynosi przykładowo:

R 502: -45,6 st.C;

R 134a: -26,4 st.C;

R 407C: -43,4 st.C;

R 410A: -51 st.C;

 

Ale to nie oznacza, że czynniki w kolektorze odparowują w tych temperaturach! Jak już wspominałem, wręcz nie dpouszcza się aby temperatura była niższa od pewnej wartości!!! Jak pisał godul1 istnieje zależność między stopniem sprężania, a temperaturą parowania.

Generalnie ciśnienia robocze czynników mają duży wpływ na na konstrukcję jak i efektywność samych PC.

Nie zakładaj do symulacji danych, które nie mają nic wspólnego z realiami.

[m.dworek]

chyba nie wszyscy rozumiecie co to oznacza temperatura wrzenia- otorz jest to taka wlasciwosc czynnikow, jest to troche inaczej niz to co znamy z przyrody- wrzenie wody w garnku- gdyz w przyrodzie woda wrze w atmosferze powietrza i mowimy, ze wrze, kiedy jej cisnienie nasycenia (funkcja tylko temperatury) zrownuje sie z cisnieniem otoczenia- w normylnych warunkach woda wrze w 100 °C jak wiemy

 

jesli jednak usuniemy powietrze ( np poslugujac sie komora prozniowa) to woda bedzie wrzala w dowolnej temperaturze i tylko cisnienie w komorze bedzie sie zmienialo - im wyzsza temperatura wody (znajdujacej sie np w kubku i stojacej w komorze prozniowej) tym cisnienie w komorze (cisnienie pary wodnej) bedzie wyzsze

 

w pompach ciepla mamy inny czynnik niz woda, ale rowniez ten czynnik ma taka ciekawa wlasciwosc ze im wyzsza jego temperatura, tym wyzsze cisnienie w zbiorniku w ktorym tylko ten czynnik sie znajduje)

tak wiec istnieje scisla zaleznosc miedzy cisnieniem a temperatura

w pc kontrolujemy cisnienie- co oznacza posrednio ze rowniez temperature

czynnika

jesli wiec w przewodzie pc panuje dane cisnienie ( ktore kontrolujemy zaworem) to oznacza to ze w kolektorze panuje odpowiadajaca mu temperatura

 

co jesli temperatura ta nie bedzie wszedzie w calym kolektorze ( na calej jego dlugosci) taka sama?- np w ktoryms miejscu jest jeden stopien mniej?- otoz wtedy nastapi w tym miejscu gwaltowna kondensacja- wydzieli sie ogromna ilosc ciepla i temperatura sie wyrowna

to samo jesli w ktorms miejscu bylo by troche cieplej to wtedy z tegoz miejsca nastapi gwaltowne odparowanie co pobierze ogromne ilosci ciepla az temperatura sie wyrowna, jako ze cieplo parowania jest bardzo duze

to wyrownywania temperatury w obrebie kolektora nastepuje w mgnieniu oka- a dokladniej z predkoscia dzwieku

 

ok wiec juz wiemy ze w zaleznosci co nastawil nam monter na manometrze- taka temperatura panuje w kolektorze i ani stopnia wiecej ani stopnia mniej

 

jesli wiec mowicie ze jest to -40 °C to niech wam bedzie - taka jest wiec temperatura waszej miedzianej rurki i ani 1 °C mniej

 

wiemy juz zatem ze mamy stala temperature wynoszaca -40°C

i nie usilujcie mnie przekonywac, ze to jest zle, ze bedzie wiecej- bo wtedy byloby dla pompy tylko gorzej (biorac pod uwage ile ciepla moze pochlonac) - te -40 to jest dla poboru vciepla super korzystne- dla samej sprawnosci pompy ciepla juz mniej ale to wasze zmartwienie- ja interesuja sie tylko tym co pompa moze pobrac z ziemi w danych warunkach

 

ok wiec wezmy te -40 cm jako temperature miedzianej rurki

pamieta ktos zadanie ktore zadalem wczoraj?

brzmialo ono tak- jaka bedzie temperatura na zewnatrz zwirowej obsypki wokol miedzianej rurki

srednica rurki 2,5 cm srednica "otuliny zwirowej" 15 cm

wezmy teraz zamiast tych -30 °C nasze nowe -40 °C

zakladamy ze chcemy pobierac 20W na metr biezacy rurki kolektora

 

podstawiamy do wzoru i wychodzi nam jakies -28 °C

widzicie jak dziala fizyka?

juz na dzien dobry mamy roznice temperatury 12 °C tylko na tym malym zwirku otaczajacym miedziiana rurke gruboscia 7,5 cm

 

czy to was nei przeraza?

 

aby rurka mogla czerpac z calej warstwy gleby na swojej glebokosci te 20W musi juz w obrebie samej warstwy kolektora panowac roznica temperatur minimum 20 °C ( a racze bedzie to wiecej)

 

tak wiec jesli kolektor ma -40 to gleba wokol niego bedzie miala powiedzmy wspanialomyslnie -20 °C

i teraz dla tej roznicy dopiero mozna zaczac liczyc mozliwosci pobierania ciepla z gruntu

[m.dworek]

acha a co do ostatniej symulacji to wlasnie tam pompa przez pol roku ( w lecie ) jest wylaczona

 

co prawda na wykresie widac ze dalej pobiera moc, ale to jest tylko moc ktora pobiera warstwa ziemi w ktorej znajduje sie kolektor na skutek roznicy temperatur gora- dol

 

mam nadzieje ze do tej pory wszystko jasne? jezier co ty powiesz na wyniki?

[Jezier]

Ja ci powiem, ze w pc rownie wazne a moze i wazniejsze jest COP. Kumu potrzebna PC nawet bardzo mocna ktora ma kiepskie COP. Chodzi wiec o to aby temp odparowania byla jak najwyzsza aby stopien sprezania byl jak najmniejszy.

Z twoich symulacji widac, ze moze sie udac tak zrobic tak kolektor aby nawet po kilku latach pracowal z taka samo wydajnoscia.

[m.dworek]

Ja ci powiem, ze w pc rownie wazne a moze i wazniejsze jest COP. Kumu potrzebna PC nawet bardzo mocna ktora ma kiepskie COP. Chodzi wiec o to aby temp odparowania byla jak najwyzsza aby stopien sprezania byl jak najmniejszy.

Z twoich symulacji widac, ze moze sie udac tak zrobic tak kolektor aby nawet po kilku latach pracowal z taka samo wydajnoscia.

 

 

dzieki jezier ze sie odezwales bo frekwencja bardzo watla

moglbys powiedziec co to COP- domyslam sie ale lepiej jak bedziemy tu unikac rozmawiania szyfrem marabuta

 

zgadzam sie z Toba w zupelnosci i tez ciagle powtarzam, ze im wyzsza temperatura parowania tym teoretycznie wyzsze sprawnosci

ale w pompach ciepla mamy dwie sprawy, ktore trzeba zgrac

 

1. z jednaj strony chcemy aby temperatura kolektora byla mozliwie wysoka, aby uzyskac duza sprawnosc pompy

2. z drugiej strony chcemy uzyskac mozliwie duzo ciepla z jednego m2 dzialki, gdyz w wiekszosci przypadkow inwestor nie ma do dyspozycji 2000 m2

jesli wiec zalozymy ile chcemy uzyskac z 1m2 dzialki (bo wiecej dzialki nie ma i juz- albo pompa wtedy jest drozsza, jesli ma wiecej rurek?) to przechodzimy do punktu, ktory ja draze tutaj od poczatku, czyli do obliczenia ile ciepla da sie pobrac z gruntu naszymi rurkami

 

i nagle sie okazuje, ze dla temperatury ktora sobie zalozylismy zeby uzyskac lepsza sprawnosc nie uzysklamy zaloznego strumienia ciepla

i aby to poprawic idziemy w kierunku nizszych temperatur kolektora

kierunek niestey nienajlepszy, bo obniza sprawnosc urzadzenia, ale jesli nie pojdziemy w tym kierunku, to urzadzenie w ogole nie bedzie dzialac

[m.dworek]

mysle jezier, ze dobra pompa powinna pobierac jakies 5 wat na m2 wtedy bylaby dosc sprawna

tylko wtedy majac dzialeczke mala i poswiecajac 300 m2 na kolektor uzyskalibysmy 1500 Wat

to nie za wiele

zawsze cos, ale jednak do ogrzania domu musielibysmy i tak dolozyc dodatkowe urzadzenie

[Tomek_J]

Leon, żebyś tak nie narzekał na frekwencję, to ja mam do ciebie jedno pytanie a propos pomp ciepła:

 

Czy zamierzasz sobie taką sprawić w swoim domu ?

[m.dworek]

Leon, żebyś tak nie narzekał na frekwencję, to ja mam do ciebie jedno pytanie a propos pomp ciepła:

 

Czy zamierzasz sobie taką sprawić w swoim domu ?

nie zamierzam

 

z prostej przyczyny- to ardzo droga zabawka

ja planuje zalozenie pieca gazowego i dobre ocieplenie domu, aby zapotrzebowanie na cieplo bylo jak najnizsze

 

o pompach dyskutuje, bo to bardzo mnie interesuje- wymiana ciepla to jakby nie bylo moj fach- a ze buduje to analizuje wszystkie nowinki

z tych analiz wyszlo mi miedzy innymi ze zamontuje chyba rekuperator

tylko dowiem sie jak zrobic kanaly powietrzne ktore mozna czyscic

[Tomek_J]

nie zamierzam

 

Tak myślałem...

Dziękuję za odpowiedź.

 

Ach ! Jeszcze jedno: rozumiem, że tak, jak nie zamierzałeś robić domu z betonu, tak i ściany grzewczej nie masz tak naprawdę zamiaru stawiać ?

[m.dworek]

nie zamierzam

 

Tak myślałem...

Dziękuję za odpowiedź.

 

Ach ! Jeszcze jedno: rozumiem, że tak, jak nie zamierzałeś robić domu z betonu, tak i ściany grzewczej nie masz tak naprawdę zamiaru stawiać ?

 

nie o taka frekwencje mi tu chodzilo

jesli cos chcesz napisac to prosze na temat, jesli chcesz mi dac do zrozumienia, ze o pompach maja pisac ci co je planuja zalozyc, albo ci co juz maja to sobie daruj- mam inne zdanie

a w ogole to uwazam ze trolujesz (zreszta jak zwykle)

 

a co do scian grzewczych to mam taki zamiar( wszystko moze sie zmienic, ale idea mi sie bardzo podoba i na pewno to doglebnie przeanalizuje)

[Tomek_J]

wszystko moze sie zmienic

 

Zapewne

 

a w ogole to uwazam ze trolujesz (zreszta jak zwykle)

 

Jest takie powiedzenie o złodzieju, który zawsze najgłośniej krzyczy: "łapac złodzieja !"

 

Dla mnie - EOT, wiem już wszystko, co chciałem wiedzieć.

[Aga - Żona Facia]

Frekwencja jest tak niska bo o PC było już naprawdę dużo na forum.

I temat robi się nudny.

 

Jeżeli ktoś chce zamontować PC to i tak zamontuje.