FreeForum
Forum rozwoju efektywnej energii

 

Dobra moc

Gazowe pompy ciepła mogą zarówno ogrzewać, jak i schładzać budynki. Wykorzystują one gaz ziemny, LPG (propan-butan), biogaz lub inny gaz w celu dostarczenia paliwa do silnika spalinowego, który napędza obieg pompy cieplnej. Ciepło odpadowe z silnika również może być odzyskane i powtórnie wykorzystane do ogrzewania pomieszczeń oraz podgrzewania wody w kranie.

Gazowe pompy ciepła mogą obniżyć zużycie paliwa oraz emisje gazów cieplarnianych, w porównaniu z tradycyjnymi kotłami grzewczymi. Mimo że takie systemy są napędzane paliwem, funkcjonują jako pompy ciepła. Oznacza to, że niewielka część ciepła użytkowego, jakie system dostarcza do budynku jest pobierana z otoczenia (zazwyczaj z powietrza lub z ziemi), a co równie istotne – to ciepło jest odnawialne.

Gazowe pompy ciepła mogą stanowić przewagę w regionach wiejskich, gdzie energia elektryczna jest relatywnie droga, a gaz stosunkowo tani. Dlatego sprawdzają się przede wszystkich na obszarach rolniczych, które nie są podłączone do głównych sieci gazowych, mają jednak dostęp do lokalnych zasobów LPG (propanu-butanu). Pompy te są napędzane silnikami spalinowymi, dlatego mogą zapewnić pełną wydajność cieplną, nawet przy niskich temperaturach otoczenia.

Gazowe pompy ciepła stanowią alternatywę dla kotłów gazowych oraz pomp cieplnych napędzanych energią elektryczną. Koszty inwestycji w gazowe pompy ciepła są na ogół wyższe niż w przypadku tradycyjnych pomp ciepła, zasilanych energią elektryczną oraz kotłów gazowych. Różnica w kosztach między gazem i elektrycznością musi być znacząca, by taki system okazał się opłacalny finansowo. Technologia gazowych pomp ciepła została wprowadzona w Europie stosunkowo niedawno, stąd liczba producentów i ich oferta rynkowa są nadal ograniczone.

Podstawowe informacje

Co to jest?

System, który pozyskuje ciepło z powietrza lub ziemi, w celu podniesienia lub obniżenia temperatury wewnątrz budynku.

Jakie są korzyści?

Gazowe pompy ciepła (GHP) mogą ogrzewać lub chłodzić wszędzie tam, gdzie zaopatrzenie w energię elektryczną jest drogie lub niepewne. W zależności od potrzeb, gazowa pompa ciepła może służyć do ogrzewania lub schładzania pomieszczeń, oraz podgrzewania wody w kranie.

Niska zawartość węgla: W zależności od zastępowanego systemu, gazowe pompy ciepła potrafią znacząco zmniejszyć emisje gazów cieplarnianych, w porównaniu z innymi rozwiązaniami, opartymi na paliwach kopalnych. Instalacje te są w stanie zredukować emisje związków węgla aż o 30%, w porównaniu z kotłem gazowym.

Wydajność: Gazowe pompy ciepła mogą wydatnie zmniejszyć zużycie paliwa do ogrzewania pomieszczeń oraz wytwarzania ciepłej wody, w stosunku do tradycyjnych kotłów.

Jak to działa?

Gazowe pompy ciepła wykorzystują gaz ziemny, LPG lub inny gaz w celu dostarczenia paliwa do silnika spalinowego. Silnik napędza pompę ciepła, która pozyskuje ciepło z powietrza lub z ziemi, a następnie dostarcza je do systemu grzewczego w budynku. Ciepło odpadowe z silnika również może być odzyskane i powtórnie wykorzystane do ogrzewania pomieszczeń oraz podgrzewania wody w kranie.

Przydatność/zastosowanie

Pompy ciepła napędzane gazem mogą stanowić ekonomicznie atrakcyjną alternatywę w miejscach, gdzie energia elektryczna jest relatywnie droga, a gaz ziemny stosunkowo tani. Dlatego sprawdzają się przede wszystkich na obszarach rolniczych, które nie są podłączone do głównych sieci gazowych, mają jednak dostęp do magazynowanych lokalnie zasobów LPG.

Gazowe pompy ciepła wymagają paliwa do pracy. W większości przypadków są to paliwa kopalne. Jednak ułamek ciepła użytkowego, które pompa dostarcza do budynku może być traktowane jako ciepło odnawialne, ponieważ jest ono pozyskiwane z otoczenia (najczęściej z powietrza lub z ziemi). Co do zasady, gazowe pompy ciepła mogą zostać zaprojektowane również w taki sposób, aby działać wyłącznie w oparciu o paliwa odnawialne, takie jak chociażby biogaz.

W odróżnieniu od pomp ciepła napędzanych energią elektryczną, pompy gazowe mogą zapewnić pełną wydajność cieplną, nawet w niskich temperaturach otoczenia.

Zasilana gazem pompa ciepła może również pozwolić uniknąć kosztu związanego z unowocześnieniem przyłącza elektrycznego, które jest czasem niezbędne przy instalacji elektrycznej pompy ciepła.

Budynki biurowe, hotele, szpitale, baseny lub domy mieszkalne, posiadające zapotrzebowanie na ogrzewanie, chłodzenie i ciepłą wodę, oraz umożliwiające pełne wykorzystanie ciepła odzyskanego z silnika spalinowego, nadają się idealnie do instalacji gazowych pomp ciepła.

Nowoczesne gazowe pompy ciepła dobrze wpasowują się w istniejące systemy ogrzewania, i z czasem stają się coraz bardziej kompaktowe w rozmiarze.

Szczegółowe informacje

Koszty, oszczędności, zyski

Koszty, oszczędności i zyski ze stosowania gazowych pomp ciepła zależą od kilku czynników:

  • Zainstalowanego w budynku systemu klimatyzacji i/lub dystrybucji ciepła.
  • Zapotrzebowania na ogrzewanie i chłodzenie w budynku.
  • Klimatu, kraju lub regionu (niektóre z państw oferują wsparcie finansowe na wykorzystanie pomp ciepła).
  • Kosztów paliwa i elektryczności: oszczędności finansowe zależą od kosztów energii zużywanej przed dotychczasowy system. W porównaniu z tradycyjnymi kotłami oraz kotłami kondensacyjnymi, gazowe pompy ciepła mogą zapewnić wymierne oszczędności paliwa. Oszczędności finansowe, w porównaniu z konwencjonalnymi systemami klimatyzacji zależą od cen gazu i energii elektrycznej.

Wpływ na środowisko naturalne

Poprawnie zainstalowana gazowa pompa ciepła może zredukować emisje gazów cieplarnianych przy ogrzewaniu i schładzaniu budynków, w porównaniu z kotłem czy tradycyjnym systemem klimatyzacji. Taka instalacja może emitować do 30% mniej związków węgla niż kocioł gazowy, korzystając przy tym z substancji chłodzących, które mają zerowy bądź znikomy wpływ na środowisko naturalne i zmiany klimatyczne.

W odróżnieniu od konwencjonalnych pomp ciepła, napędzanych energią elektryczną, gazowe pompy ciepła emitują jednak do lokalnej atmosfery pewne substancje chemiczne, powstałe w wyniku procesu spalania paliwa.

Gazowe pompy ciepła są wyposażone w silnik spalinowy oraz chłodzoną cieczą sprężarkę (taką jak te stosowane w lodówkach). Obydwa te urządzenia wytwarzają określone, wyraźnie słyszalne dźwięki, przez co powinny być umieszczone w odpowiednim miejscu (na zewnątrz pomieszczenia).

Wydajność

W dyskusji nad wydajnością pomp ciepła, zamiast terminu „skuteczność” stosuje się inny – „współczynnik efektywności” (COP). Opisuje on stosunek ciepła użytkowego, jakie pompa jest w stanie „wtłoczyć” do systemu na każdą jednostkę energii wyjściowej, którą zużywa. Typowy stosunek COP dla gazowej pompy ciepła waha się od 1 do 1,6. W praktyce oznacza to, że pompa jest w stanie dostarczyć maksymalnie 1,6 kWh ciepła na każdą 1 kWh zużytego paliwa. Współczynnik ten jest niższy niż w przypadku pomp napędzanych energią elektryczną.

Wykorzystanie komercyjne

Gazowe pompy ciepła są już dojrzałą technologią, obecną jednak na rynkach europejskich zaledwie od kilku lat. Dużą większą popularnością takie rozwiązania cieszą się w Japonii. Świadomość społeczna, dotycząca gazowych pomp ciepła w Europie pozostaje na niskim poziomie.

Utrzymanie i serwisowanie

ŚREDNIE: Gazowe pompy ciepła mogą wymagać wyższego poziomu utrzymania, niż jest to wymagane w przypadku tradycyjnych systemów klimatyzacji oraz pomp napędzanych energią elektryczną, ponieważ są wyposażone w silnik elektryczny.

W porównaniu z kotłami oraz konwencjonalnymi pompami elektrycznymi, na rynku w krajach Unii Europejskiej jest mniej wykwalifikowanych specjalistów i serwisantów, specjalizujących się w gazowych pompach ciepła.

Szczegóły techniczne

Gazowe pompy ciepła wykorzystują gaz ziemny, LPG lub inny gaz jako paliwo do silnika spalinowego. Silnik ten wytwarza energię mechaniczną, która napędza sprężarkę pompy ciepła.

Pompa ciepła działa podobnie jak lodówka, tyle że w odwrócony sposób. System pozyskuje ciepło ze źródła o niskiej temperaturze w bezpośrednim otoczeniu (z powietrza lub ziemi), a następnie zamienia je na ciepło o wyższej temperaturze (podgrzewając wodę w kranie lub ogrzewając pomieszczenia w budynku). Udaje się to osiągnąć dzięki specjalnej cieczy, która paruje w niskich temperaturach. Podczas parowania ciecz absorbuje ciepło z otoczenia. Następnie pompa ciepła kompresuje (spręża) parę, podnosząc jej temperaturę oraz ciśnienie. Dalej ciecz zostaje wpompowana przez skraplacz i uwalnia wewnątrz budynku ciepło, które wcześniej zostało pozyskane z otoczenia. Cykl ten może być powtarzany dowolną liczbę razy, w zależności od zapotrzebowania na ciepło.

W pompach wyposażonych w silnik napędzany gazem ciepło odpadowe z silnika spalinowego również może być odzyskane i powtórnie wykorzystane do ogrzewania pomieszczeń oraz podgrzewania wody w kranie.

Odwracalne pompy ciepła mogą inicjować taki sam proces w drugą stronę (za pomocą zaworu zwrotnego), „wyciągając” ciepło z budynku i oddając je z powrotem do otoczenia.

Proces został przedstawiony na poniższym rysunku.

Źródło: www.proheatpump.eu

Różnice regionalne

W regionach położonych na północy kuli ziemskiej pompy ciepła wykorzystywane są głównie do celów grzewczych. Ponieważ systemy te są odwracalne, mogą być także używane do chłodzenia w cieplejszych klimatach, gdzie pobierają ciepło z budynków i zwracają je z powrotem do otoczenia (powietrza lub ziemi).

Organizacje handlowe

European Heat Pump Association (Europejskie Stowarzyszenie Pomp Ciepła) www.ehpa.org

Association of the European Heating Industry (Europejskie Stowarzyszenie Przemysłu Grzewczego) www.ehi.eu