Opis
Publikacja Pompy ciepła i efektywność energetyczna zawiera KOMPLEKSOWE UJĘCIE podejmowanego tematu: od podstawy termodynamiki, przez rys historyczny pomp ciepła, współczesne rozwiązania i zastosowania oraz kierunki rozwoju technologicznego pomp ciepła i systemów energetycznych, w których są głównym elementem, aż po przewidywany obszar ich wykorzystania. Czytelnik w tej publikacji – kompendium nt. pomp ciepła – znajdzie m.in. odpowiedzi na następujące zagadnienia: - efektywność energetyczna a pompy ciepła, - rola pomp ciepła w zmniejszaniu zużycia energii, - integracja pomp ciepła z niskotemperaturowymi sieciami ciepłowniczymi małej skali, - przykłady obliczeniowe funkcjonowania sprężarkowych pomp ciepła, - zastosowania pomp ciepła. Budownictwo jednorodzinne, - zastosowania pomp ciepła. Budownictwo wielorodzinne, budynki użyteczności publicznej. Autorami tej wyjątkowej publikacji są specjaliści, naukowcy, a jednocześnie praktycy z branży pomp ciepła – w tym jej redaktor naukowa: PROF. DR HAB. INŻ. DOROTA CHWIEDUK, członek Komitetu Problemów Energetyki PAN i członek jego Prezydium, członek i Wice Przewodnicząca Komitetu Termodynamiki PAN, a także przewodnicząca Polskiego Towarzystwa Energetyki Słonecznej PTES-ISES. Wydawnictwo Naukowe PWN poleca tę pozycję przede wszystkim studentom studiów I, II i III stopnia na wydziałach energetyki, inżynierii i ochrony środowiska, budownictwa i architektury. Może być również wykorzystana przez specjalistów z tej branży: projektantów, architektów, inżynierów, ubiegających się o certyfikaty energetyczne, a także właścicieli, serwisantów i operatorów urządzeń chłodniczych. Spis treściWprowadzenie XI 1. Czym są współczesne pompy ciepła 1 2. Efektywność energetyczna a pompy ciepła 9 2.1. Czym jest efektywność energetyczna 9 2.2. Rola pomp ciepła w poprawie efektywności energetycznej 12 2.3. Pompy ciepła w polityce energetycznej Polski 19 3. Rys historyczny powstania i rozwoju pomp ciepła 25 3.1. Wprowadzenie 25 3.2. Chronologia ważniejszych wydarzeń, które wpłynęły na rozwój pomp ciepła 26 3.3. Podsumowanie 34 4. Podstawy termodynamiczne działania pomp ciepła 37 4.1. Idealny obieg Carnota. Silnik cieplny 38 4.2. Idealny obieg Carnota wstecz. Pompa ciepła, chłodziarka 41 4.3. Działanie pompy ciepła. Obieg idealny i teoretyczny 44 4.4. Straty w rzeczywistych obiegach parowych 48 4.5. Obiegi termodynamiczne parowych pomp ciepła w układzie ciśnienie–entalpia 53 5. Dolne i górne źródła pomp ciepła sprężarkowych 57 5.1. Podstawy wyboru i podział źródeł ciepła pompy ciepła 58 5.2. Powietrze atmosferyczne 62 5.3. Grunt 67 5.3.1. Podstawowe cechy gruntu jako dolnego źródła pompy ciepła 67 5.3.2. Powstanie idei wykorzystania gruntu jako źródła ciepła 71 5.3.3. Wymienniki gruntowe 74 5.4. Wody gruntowe 81 5.5. Wody powierzchniowe 83 5.6. Źródła ciepła odpadowego 86 6. Zapotrzebowanie na energię użytkową, końcową i pierwotną. Rola pomp ciepła w zmniejszaniu zużycia energii 89 6.1. Konieczność ograniczenia zużycia energii 90 6.2. Zapotrzebowanie na energię użytkową 93 6.3. Zapotrzebowanie na energię końcową 96 6.4. Zapotrzebowanie na energię pierwotną 100 6.5. Wyznaczanie zużycia energii końcowej i pierwotnej w hipotetycznym budynku z pompą ciepła 103 7. Systemy sprężarkowych pomp ciepła 111 7.1. Rożne systemy pomp ciepła i systemy z pompami ciepła 112 7.2. Sprężarkowa parowa pompa ciepła jako system energetyczny 113 7.2.1. Rewersyjna pompa ciepła 113 7.2.2. Kaskadowa pompa ciepła 116 7.2.3. Pompy ciepła z wielostopniowym sprężaniem 119 7.3. Sprężarkowe pompy ciepła realizujące gazowe obiegi chłodnicze 121 8. Współczynniki wydajności cieplnej pomp ciepła 127 8.1. Ocena efektywności energetycznej pomp ciepła 128 8.2. Współczynnik wydajności cieplnej COP 128 8.3. Sezonowy współczynnik wydajności cieplnej SCOP 132 8.4. Sezonowy współczynnik efektywności energetycznej SPF 135 8.5. Współczynniki opisujące współpracę pompy ciepła ze słoneczną instalacją grzewczą 136 8.6. Współczynniki efektywności energetycznej urządzeń chłodniczych 138 9. Integracja pomp ciepła z niskotemperaturowymi sieciami ciepłowniczymi małej skali 141 9.1. Wprowadzenie 142 9.2. Perspektywiczne rozwiązania technologiczne w sieciach ciepłowniczych 143 9.3. Pilotażowe instalacje sieci niskotemperaturowych 144 9.3.1. Pierwsze niskotemperaturowe sieci ciepłownicze 144 9.3.2. Instalacja pilotażowa w Lystrup – Dania 145 9.3.3. Instalacja pilotażowa w Kassel Feldlager – Niemcy 146 9.4. Analiza hipotetycznej niskotemperaturowej sieci ciepłowniczej zasilającej osiedle domów jednorodzinnych w warunkach krajowych 147 9.4.1. Hipotetyczne osiedle 147 9.4.2. Niskotemperaturowy system grzewczy osiedla 149 9.4.3. Zapotrzebowanie na ciepło w budynkach 150 9.4.4. Działanie systemu grzewczego osiedla 151 10. Pompy ciepła w systemach energetycznych nowoczesnych zeroemisyjnych miast 157 10.1. Formalne wsparcie do wykorzystania pomp ciepła w miastach 158 10.2. Metoda LCA – Ocena cyklu życia 160 10.3. Pompy ciepła w inteligentnych miastach 163 10